Linux磁碟及檔案系統概念

Linux磁碟及檔案系統概念

一、磁碟

1.IO介面類型

(1)傳輸類型分類

並口：同一線纜可以接多塊裝置；

IDE一個匯流排兩個，主，從

SCSI：寬頻：16-1；窄帶：8-1

串口：同一線纜只可以接一個裝置；

(2)硬碟類型分類(理論傳輸資料)

IDE(ata)：並口，133MB/s

SCSI：並口，Ultrascsi320, 320MB/S, UltraSCSI640, 640MB/S

SATA：串口，6gbps

SAS：串口，6gbps

USB：串口，480MB/s

2.硬碟種類和磁碟介紹

(1)機械硬碟：內部真空

磁碟：正反面含有磁性物質的碟片，由一個馬達固定所有磁碟轉動，固定角速度

每個碟片正反面各有一個磁頭，所有磁頭固定在一個機械臂上

平均尋道時間：5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm轉速

track(磁軌)：每個碟片上出廠格式化

sector(扇區)：512bytes單位

cylinder(柱面)：不同盤面上同一編號的磁軌組合在一起，分區劃分按照柱面實現

越靠近較外部分區的柱面組成的分區，越快。Windows上c盤在最外面

(2)固態硬碟

類似與多個並行隨身碟，工作模式上類比機械硬碟的機制。

電器裝置，速度個人筆記本是原來的3到5倍，讀400個iops(io per second)、寫200iops

3.裝置

(1)裝置類型

塊(block)：隨機訪問，資料交換單位是“塊”；

字元(character)：線性訪問，資料交換單位是“字元”，一般為串列裝置；

(2)FHS標準下裝置檔案表示：/dev

1)裝置檔案：關聯至裝置的驅動程式；裝置的訪問入口；

2)裝置號：

major：主裝置號，區分裝置類型；用於標明裝置所需要的驅動程式；

minor：次裝置號，區分同種類型下的不同的裝置；是特定裝置的訪問入口；

(3)mknod命令：建立快或者字元裝置特殊檔案命令

格式：mknod  [OPTION]...  NAME  TYPE  [MAJOR  MINOR]

-m MODE：建立後的裝置檔案的存取權限；

(4)裝置檔案名稱：ICANN互連網名稱地址分配機構規定

1)磁碟：IDE： /dev/hd[a-z]

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

2)分區：/dev/sda#：      /dev/sda1, ...

注意：CentOS 6和7統統將硬碟裝置檔案標識為/dev/sd[a-z]#

(5)引用裝置的方式：裝置檔案名稱，卷標，UUID

4.格式化

低階格式化：硬體製造商、分區之前劃分磁軌，形成簇

進階格式化：分區之後對分區進行，建立檔案系統

每種作業系統所設定的檔案屬性/許可權不相同，為了存放這些所需的資料

5.MBR(Master Boot Record):主引導分區，為一個編號為0的512Mb的扇區

446bytes：bootloader,引導載入器程式，主引導記錄，引導啟動作業系統的程式；

64bytes：分區表，每16bytes標識一個分區，一共只能有4個分區；

2bytes：表示MBA是否有效；55AA為有效；

注意：

1) 主要磁碟分割最多四個，擴充分區只能一個

2) 擴充分區不能單獨使用，要繼續分成邏輯分區，邏輯分區可以由多個

3) 一個分區就是一個獨立的檔案系統

4) 主要磁碟分割和擴充分區的標識：1-4；邏輯分區：5+

二、VFS虛擬檔案系統

1.VFS: Virtual File System，不同檔案系統和上層接之間口的中介層

2.VFS支援的檔案系統

Linux的檔案系統: Ext系列[ext2(無日誌功能), ext3, ext4](CentOS 5/6)

xfs(CentOS 7單個檔案大小無上限), reiserfs, btrfs

光碟片：iso9660

網路檔案系統：nfs, cifs

叢集檔案系統：gfs2, ocfs2

核心級Distributed File System：ceph

Windows的檔案系統：vfat, ntfs

偽檔案系統：proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs

Unix的檔案系統：UFS， FFS， JFS

分頁檔系統：swap

使用者空間的Distributed File System：mogilefs, moosefs, glusterfs

3.記錄檔系統

Ext2之後改系列所增加的新功能

工作模式：在日誌地區內進操作，完成後寫入inode和block地區中，防止錯誤而要全盤掃面

會佔用空間，且佔用CPU的效能，但時硬體的發展可以抵消這些不足

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