Linux磁盘及文件系统

Posted 2020-09-22 请叫我小小兽

　　一、磁盘

　　　　1、IO接口类型

　　　　　　（1）传输类型分类

　　　　　　　　并口：同一个线缆可以接多块设备

　　　　　　　　IDE口：两个，一个主设备，一个从设备

　　　　　　　　SCSI：宽带：16-1；窄带：8-1

　　　　　　　　串口：同一个线缆只可以接一个设备

　　　　　　（2）硬盘类型分类（理论传输数据）

　　　　　　　　IDE(ata):并口，133MB/s

　　　　　　　　SCSI:并口，Ultrascsi320,320MB/s,UltraSCSI640,640MB/s

　　　　　　　　SATA:串口，6gbps

　　　　　　　　SAS:串口，6gbps

　　　　　　　　USB:串口，480MB/s

　　　　2.硬盘种类和磁盘

　　　　　　（1）机械硬盘：内部真空

　　　　　　　　磁盘：正反面含有磁性物质的盘片，由一个马达固定所有磁盘转动，固定角速率

　　　　　　　　每个盘片正反面各有一个磁头，所有磁头固定在一个机械手臂上

　　　　　　　　磁道：每个盘片上出厂格式化

　　　　　　　　扇区：512bytes单位

　　　　　　　　柱面：不同盘面上同一编号的磁道组合在一起，分区划分按照柱面实现

　　　　　　　　越靠近较外部分区的柱面组成的分区，速度越快。

　　　　　　（2）固态硬盘

　　　　　　　　类似于多个并行的U盘，工作模式上模拟机械硬盘的机制

　　　　　　　　电器设备，速度较快。

　　　　3、设备

　　　　　　（1）设备类型

　　　　　　　　块设备：支持随机访问，数据交换单位是块

　　　　　　　　字符设备：至支持线性访问，数据交换单位是字符，一般为串行设备

　　　　　　（2）设备文件：/dev

　　　　　　　　1）设备文件：关联至设备的驱动程序；设备的访问入口

　　　　　　　　2）设备号

　　　　　　　　　　主设备号：区分设备类型，用于标明设备所需要的驱动程序

　　　　　　　　　　次设备号：区分同种类型下的不同设备；是特定设备的访问入口

　　　　　　　　3）设备文件名：ICANN互联网名称地址分配机构规定

　　　　　　　　　　1）磁盘

　　　　　　　　　　　　IDE：/dev/hd[a-z]

　　　　　　　　　　　　SCSI,SATA,USB,SAS:/dev/sd[a-z]

　　　　　　　　　　2)分区：/dev/sda#

　　　　　　　　　　注意：CentOS6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#

　　　　　　　　4)引用设备的方式：设备文件名，卷标，UUID

　　　　　　4.格式化

　　　　　　　　低级格式化：硬件制造商、分区之前划分磁道，形成簇

　　　　　　　　高级格式化：分区之后对分区进行初始化，创建文件系统

　　　　　　每种操作系统所设置的文件属性/权限不相同，为了存放这些所需的数据

　　　　　　5.MBR（Master Boot Record）:主引导分区，为一个编号为0的512Mb的扇区

　　　　　　　　466bytes:bootloader,引导加载器程序，主引导记录，引导启动操作系统的程序

　　　　　　　　64bytes:分区表，每16bytes标识一个分区，一共只能有4个分区

　　　　　　　　2bytes:表示MBA是否有效；55AA为有效

　　　　　　　　注意：

　　　　　　　　　　1）主分区最多四个，扩展分区只能一个

　　　　　　　　　　2）扩展分区不能单独使用，要继续分成逻辑分区，逻辑分区可以有多个

　　　　　　　　　　3）一个主分区就是一个独立的文件系统

　　　　　　　　　　4）主分区和扩展分区的标识：1-4；逻辑分区：5+

　　　　　二、VFS虚拟文件系统

　　　　　　VFS（virtual File System）,不同文件系统和上层接口之间的中间层

　　　　　　

　　　　　　VFS支持的文件系统

　　　　　　　　Linux的文件系统: Ext系列[ext2(无日志功能), ext3, ext4](CentOS 5/6)

　　　　　　　　xfs(CentOS 7单个文件大小无上限), reiserfs, btrfs

　　　　　　　　光盘：iso9660

　　　　　　　　网络文件系统：nfs, cifs

　　　　　　　　集群文件系统：gfs2, ocfs2

　　　　　　　　内核级分布式文件系统：ceph

　　　　　　　　Windows的文件系统：vfat, ntfs

　　　　　　　　伪文件系统：proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs

　　　　　　　　Unix的文件系统：UFS， FFS， JFS

　　　　　　　　交换文件系统：swap

　　　　　　　　用户空间的分布式文件系统：mogilefs, moosefs, glusterfs

　　　　　　日志文件系统

　　　　　　　　ext2之后该系列增加的新功能

　　　　　　　　　　工作模式：在日志区域内进行操作，完成后写入inode和block区域中，防止错误而要全面扫面

　　　　　　　　　　会占用空间，且占用CPU的性能，但硬件的发展可以抵消这些不足