磁盘存储介绍

Posted 2021-01-02

设备文件

I/O Ports: I/O设备地址
linux下一切皆文件
设备类型：
1、块设备：block，存取单位“块”，磁盘
2、字符设备：char，存取单位“字符”，键盘

设备文件：关联至一个设备驱动程序，进而能够跟与之对应硬件设备进行通信
设备号码：
1、 主设备号：major number, 标识设备类型
2、次设备号：minor number, 标识同一类型下的不同设备

磁盘设备的设备文件命名：/dev/dev_file
SCSI, SATA, SAS,IDE,USB: /dev/sd
虚拟磁盘：/dev/vd
不同磁盘标识：
1、 a-z, aa, ab...
2、/dev/sda, /dev/sdb, ......

同一设备上的不同分区：
1、 1, 2, ........
2、/dev/sda1, /dev/sda5

磁盘存储术语：
1、 head：磁头
2、track：磁道
3、cylinder: 柱面
4、sector: 扇区，512bytes

硬盘接口类型

并行接口(老式接口)
1、 IDE速度(以前普通PC用的硬盘接口)： 133MB/s
2、 SCSI速度(以前服务器硬盘接口)：640MB/s

串口接口(现在普遍接口)：
1、SATA（PC） ： 6Gbps
2、SAS （服务器）： 6Gbps
3、 USB （U盘） ： 480MB/s

rpm：rotations（）
1、per minute 指的是硬盘每分钟的转数 ，现在普通的笔记本硬盘转数有5400rpm、7200rpm
2、台式机硬盘转数一般都是7200rpm、服务器sas硬盘转数的有10k、15k等

机械硬盘和固态硬盘的介绍

机械硬盘（HDD）
1、 Hard Disk Drive，即是传统普通硬盘，主要由：盘片，磁头，盘片转轴及控制电机，磁头控制器，数据转换器，接口，缓存等几个部分组成。机械硬盘中所有的盘片都装在一个旋转轴上，每张盘片之间是平行的，在每个盘片的存储面上有一个磁头，磁头与盘片之间的距离比头发丝的直径还小，所有的磁头联在一个磁头控制器上，由磁头控制器负责各个磁头的运动。磁头可沿盘片的半径方向运动，加上盘片每分钟几千转的高速旋转，磁头就可以定位在盘片的指定位置上进行数据的读写操作。数据通过磁头由电磁流来改变极性方式被电磁流写到磁盘上，也可以通过相反方式读取。硬盘为精密设备，进入硬盘的空气必须过滤

固态硬盘（SSD）
1、 Solid State Drive，用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘，由控制单元和存储单元（FLASH芯片、DRAM芯片）组成。固态硬盘在接口的规范和定义、功能及使用方法上与普通硬盘的完全相同，在产品外形和尺寸上也与普通硬盘一致

固态硬盘相比于机械硬盘，固态硬盘在防震抗摔、传输速率、功耗、重量、噪音上有明显优势，固态硬盘传输速率性能是机械硬盘的2倍
不过机械硬盘目前在价格、容量、使用寿命上占有绝对优势、而且硬盘有价，数据无价，当前情况固态硬盘还不能完全取代机械硬盘，比如说固态硬盘坏了里头数据也就全毁了，相比机械硬盘好歹还能恢复，但也不能说百分之百恢复。所以说目前固态硬盘在这块还有短板

固态硬盘（SSD）和机械硬盘（HDD）

磁盘分区

有两种分区方式：

MBR
GPT

MBR：

1、 全称：Master Boot Record，发展史是从1982年出道到现在一直在使用，不过它的软肋使用了32位表示扇区数，分区最大不能超过2T，超过2T就得使用GPT分区。

该如何分区

1、 之前都是按照磁盘的柱面来划分,现在按照扇区来
2、0磁道0扇区：512bytes
3、446bytes: boot loader
4、 2bytes: 55AA
5、 64bytes：分区表
5.1、 16bytes: 标识一个分区

4个主分区；3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

MBR分区结构

1、硬盘主引导记录MBR由4个部分组成
2、主引导程序（偏移地址0000H--0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序
3、出错信息数据区，偏移地址0089H--00E1H为出错信息，00E2H--01BDH全为0字节
4、分区表（DPT,Disk Partition Table）含4个分区项，偏移地址01BEH--01FDH,每个分区表项长16个字节，共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4
5、结束标志字，偏移地址01FE--01FF的2个字节值为结束标志55AA

MBR中DPT结构

GPT分区

1、GPT：
1.1、 全称 GUID（Globals Unique Identifiers）partition table 支持128个分区，使用64位，最高可支持8Z（512Byte/block ）64Z （4096Byte/block）

2、使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位
3、UEFI (统一扩展固件接口)硬件支持GPT，使操作系统启动

GPT分区结构

Bios + MBR与UEFI + GPT

文章写的不好地方，还请各位前辈帮忙指点指点，后续一点点来改善文章质量！！！