2018-1-17Linux系统管理(1)Linux磁盘及文件系统的概念

在本章当中,我们开始对于Linux的系统篇的介绍,我们首先了解一下磁盘的构造以及文件系统的概念,在上一篇的基础中,主要介绍了Linux的命令的用法等其它的一些概念,知识比较琐碎,希望将这些基础知识多看得以巩固,唉。。。日子不好过啊,学习本来就很难。那么在这一章当中我们来讲述Linux磁盘及文件系统的概念。

一、操作系统的组成部分

我们操作系统组成部分大致分为硬件和软件,硬件设备是最底层的,这是计算机的一个运行的基础,冯诺依曼定义了硬件部件,分别为是CPU(由运算器和控制器组成)然后是Memory(主存,也就是内存设备),是一个可编址的存储单元,它的单元是一个的大小是一个字节,是一串八位二进制组成的,每一个字节都有一个十六进制标识着,但是内存只是临时性的存储,只要一断电,所有的数据也都会没有,所以我们需要一个辅存,用来永久存储这些数据,断电之后,数据依然存在,现在来说,如果主机无法连接网络的话就是一个孤岛而已,那么网卡设备就是另一种重要的IO设备,对于服务器来说,网卡是极为重要的,因为它是服务出入的一个接口。
  早期的硬盘设备对于PC来讲接口有很多种,早期的IDE,和现在SATA等,线缆的类型是不一样的,对于数据类型的存取是由CPU来实现的,它们之间的传输也是通过某种协议来实现的。
  我们来总结一下硬件的组成以及硬盘接口的类型等属性。

   CPU, Memory(RAM), I/O

   I/O:Disk, EhterCard
    
     接口类型:
        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

那么关于接口的类型分为大致两部分,一个是并口,另一个是串口,按理来说并口比串口要快,就像多个跑道一起跑,但是它们相互之间防御机制很弱的话,就会产生干扰,

   并口:同一线缆可以接多块设备
     IDE:两个,主,从;
     SCSI:
        宽带:16-1
        窄带:8-1
    
     串口:同一线缆只可以接一个设备

   iops:io per second

那么现在硬盘也分为了两种,一种是机械式硬盘,另一种是固态式硬盘,这两个实现存储的方式是不一样的,机械硬盘是一种机械设备,是通过硬盘旋转来进行数据存取,而固态硬盘是电气设备,是通过电子的运转来实现的,所以后者对于数据的存取更快一些。

二、硬盘的工作原理

我们主要了解机械式硬盘是如何工作的,简单来讲,就是由真空封装的,由马达带动的多个钢性的盘片,上面涂有磁性的材料,通过上面的固定轨道来实现存取数据,而数据的存储容量取决于涂有磁性材料的密度,这对其工艺的要求是很高的,盘片上从外向内划分了许多轨道,我们称之为磁道。
  在盘面上划分了许多轨道,所存储的数据对每个轨道来说也是不一样的,在同轴马达上,所划过的长度是不一样的,属于固定角速设备,对于数据的存取来说,在磁盘上面悬浮着一个磁头,通过它来读取磁盘上面磁性材料的数据,也可以发送高能信号用来存储在磁性材料当中;这个设备我们称之为磁头。
  对于磁盘来说,正反两面都有磁头,这些磁头都固定在一个机械臂上,所以读取数据由两部分组成,第一步就是挪动磁头,定位在磁道当中,第二步就是等待那个数据转过磁头中去,所以在磁道上读取数据就会有一个平均寻道时间。但由于由内而外的周长其实不一样,所以不能够以一个磁道来进行存储,否则很难实现数据的有效管理,于是乎就把磁道划分成固定大小的扇区,每一个扇区存储量为512bytes。
  刚才讲过,这些磁头都是固定在机械臂上,也就是说是能同步进退了,在某一时刻,不同盘面上同一个编号的磁道,叫做一个柱面。
  那么为什么进行分区,如果不分区的话,就会当成一个文件系统来进行存储,但大体上只能支持四个分区,但为了变成可独立管理的文件系统,彼此间不互相干扰,所以就划分了分区。而分区的划分是按照柱面来进行的。越靠近外面的分区,分区较好,因为单位时间内,磁头划过的时间长,存储的数据量也大,所以一般Windows默认会安装在C盘。

   硬盘:机械硬盘,固态硬盘;
     机械硬盘:
        track:磁道bytes
        sector:扇区, 512
        cylinder:柱面
            分区划分基于柱面;
            
        平均寻道时间:5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm

三、设备类型

对于Linux的哲学思想来说,是一切皆文件,这种哲学思想来说能够对待在硬盘设备上,使得设备有两种类别,一种是块文件,另一种为字符文件。

   设备类型:
     块(block):随机访问,数据交换单位为"块";
     字符(charactor):线性访问,数据交换单位为"字符";

而对于Linux哲学思想之一:一切皆文件来说,它们也有文件来对设备进行控制,我们称之为设备文件,根据FHS(文件层级结构标准),系统将设备文件存放在/dev目录下,而设备文件的主要作用就是关联该设备的启动程序,它是该设备的访问入口,每一个设备都会有一个设备号,没有大小之分。

   设备文件:FHS
     /dev
        设备文件:关联至设备的驱动程序;是设备的访问入口;
        
        设备号:
            major:主设备号,区分设备类型;用于标明设备所需要的驱动程序;
            minor:次设备号,区分同种设备类型下的不同设备;是特定的访问入口;

如果将来需要手动创建设备文件时,可以使用mknod命令。它是可以创建块设备以及字符设备文件的一条命令,其命令格式为:

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

该命令选项如下:

   -m MODE:创建后的设备文件的访问权限

那么在系统上所有的设备文件名,都是由ICANN定义的,不然的话,不同的发行版对于设备的文件名会截然不同,对于系统来说,不同的磁盘设备都会有不同的设备文件。示例如下:

   磁盘:
    IDE:/dev/hd[a-z]
        例如:/dev/hda, /dev/hdb
    
    SCSI, SATA, USB, SAS:/dev/sd[a-z]
    
    分区:
        /dev/sda#
        
    注意:CentOS 6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#
    
    引用设备的方式:
        设备文件名;
        卷标;
        UUID;

三、磁盘分区

我们刚才讲过磁盘最多只能分四个区,这是属于MBR类型,现在不只有MBR类型,还有GPT类型,在0磁道0扇区,用作于MBR扇区,MBR我们称之为主引导记录,共512个字节,分为了三部分,但是好像不止可以分到四个分区,这是因为我们把其中一个分区拿出来指向另外一个存储空间,把那新的空间当作新的存储表用来存储,而用来引导其它分区标的分区就叫做扩展分区,因此整个的空间都能够给扩展分区,但是扩展不能直接使用,需要在该指向的空间中创建成逻辑分区,一般最后一个主分区我们就划分成扩展分区,那么我们来总结一下:

   磁盘分区:MBR, GPT
     MBR:0 sector
        Master Boot Record
        
            分为三部分:
                446bytes:bootloader, 程序, 引导启动操作系统的程序;
                64bytes:分区表,每16bytes标识一个分区,一共只有4个分区;
                    4个主分区
                    3主1扩展:
                        n个逻辑分区;
                    扩展分区:将某一个主分区指向另一个分区表,我们称之为扩展分区,而在这里分区的空间我们称之为逻辑分区;
                2bytes:MBR区域的有效性标识;55AA为有效;
                
        主分区和扩展分区的标识:1-4;
        逻辑分区:5+;

即使你的扩展分区一个都没用,逻辑分区也得是从5+开始。
  那么管理磁盘分区的命令为fdisk,作用为管理磁盘分区表的,该命令的格式及用法为:

   fdisk命令:
    
     1、查看磁盘的分区信息;
        fdisk -l [-u] [device]:列出指定磁盘设备上的分区情况;
        
     2、管理分区:
        fdisk device
        
        fdisk提供了一个交互式接口来管理分区,它有许多子命令,分别用于不同的管理功能;所有的操作均在内存中完成,没有直接同步到磁盘;直接使用w命令保存至磁盘上;
    
        常用命令:
            n:创建新分区;
            d:删除已有分区;
            t:修改已有分区;
            l:查看所有已知ID;
            w:保存并退出;
            q:不保存并退出;
            m:查看帮助信息;
            p:显示现有分区信息;

那么接下来想要使用它的话,你就可以添加一块硬盘或者在现有的磁盘上,找出现有的空间来进行操作。

原文地址:http://blog.51cto.com/tianxie/2062794

时间: 2024-10-17 08:30:27

2018-1-17Linux系统管理(1)Linux磁盘及文件系统的概念的相关文章

Linux磁盘及文件系统的管理

Linux磁盘及文件系统的管理 我们计算机当中的核心部件并不包括磁盘,磁盘对我们的计算机来说属于外部I/O设备,我们目前主流的硬盘是机械式硬盘,我们的CPU以及内存设备属于电子设备,而我们的硬盘属于机械设备,所以说在发展速度上,CPU和内存要比硬盘快很多,我们通常所说的磁盘格式化分为两种,一种叫做低级格式化,低级格式化是硬盘厂商在出厂前就已经做好的,低级的格式化的目的是为了划分好磁盘上的磁道等物理边界,而当我们将磁盘拿到自己手里之后都会对磁盘进行分区(partition),我们对磁盘进行分区的目

Linux磁盘和文件系统

Linux磁盘和文件系统 ??当我们拿到一块全新的磁盘的时候,我们并不能直接使用,而是需要经过分区.格式化.挂载后,才能被操作系统识别并写入和读取数据.不同的操作系统的文件系统有所不同,因此对磁盘的划分方式也不一样. 一.磁盘 1.结构 ??在计算机领域,磁盘是现在使用最多.性价比最高的存储介质.随着存储技术的不断发张,磁盘又分为机械硬盘和固态硬盘.机械硬盘主要由:盘片.磁头.盘片转轴和磁头控制器.数据转换器.接口等几部分组成.数据存储在盘片上,在电机的带动下盘片高速旋转,每个盘片的存储面上有一

Linux磁盘及文件系统(三)Linux文件系统

一.文件系统的组成 Linux常见的文件系统类型有ReiserFS,ext2,ext3,ext4,vfat,XFS等,文件系统是对一个存储设备上数据和元数据进行组织的机制.他的最终目的是把大量数据有组织的放入持久性的存储设备中,比如硬盘和磁盘.文件系统就是文件在逻辑上组织形式,他以一种更加清晰的方式来存放各个文件.数据被存放到某个分区中.一个典型的Linux分区包含有以下各个部分: boot block:任何分区的第一个块,存放系统的引导程序. super block(超级块):保存整个分区的全

Linux磁盘及文件系统(二)Linux下磁盘命名和分区

在为主机添加硬盘之前,首先需要了解Linux系统下对硬盘和分区的命令方法 一.磁盘命名 Linux下对SCSI和SATA设备是以sd命名的,第一个SCSI设备是sda,第二个是sdb....以此类推.一般主板上有两个SCSI接口,因此一共可以安装4个SCSI设备.主SCSI上的两个设备分别对应sda和sdb,第二个SCSI口上的设备对应sdc和sdd.一般硬盘安装在SCSI的主接口上,所以是sda和sdb,而光驱一般安装在第二个SCSI的主接口上,所以是sdc.IDE有两个口,第一个IDE口叫做

Linux磁盘及文件系统的创建,查看及管理

用到的命令有:fdisk,mkfs,mke2fs,tune2fs,blkid,fsck,e2fsck,dumpe2fs,e2label,mount,umount,partx,kpartx,mkswap,swapon,swapoff,free 1.手动添加一块新磁盘,启动系统查看是检测到新磁盘 #fdisk -l /dev/sd[a-z] 2.创建3个分区,分别为主分区,swap分区,扩展分区 常用到的命令分别为 m:查看帮助 n:创建新分区 p:创建主分区 e:创建扩展分区 l:在扩展分区的基础

Linux磁盘及文件系统(一)

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

linux磁盘以及文件系统

df 查看磁盘总容量 -i 显示inodes号 -h 使用合适的单位显示磁盘大小 -m 以M为单位显示 -k 以K为单位显示 默认K显示 du 用来查看某个目录或者文件所占空间大小 参数:-abckmsh 如果不加任何选项和参数只列出目录(包含子目录)大小. -a 全部文件和目录大小都列出来. 指定单位列出 -b -k -m -h(系统自动调节单位) -c 最后加总和 -s 只列出总和 一般使用 du -sh 硬盘分区工具: fdisk 选项只有一个-l fdisk -l 后面不加设备名会直接列

Linux磁盘与文件系统概念理解

磁盘级别概念     这里讲的主要是网上所谓的老式磁盘,它是由一个个盘片组成的,我们先从个盘片结构讲起.如图1所示,图中的一圈圈灰色同心圆为一条条磁道,从圆心向外画直线,可以将磁道划分为若干个弧段,每个磁道上一个弧段被称之为一个扇区(图践绿色部分).扇区是磁盘的最小组成单元,通常是512字节.图2展示了由一个个盘片组成的磁盘立体结构,一个盘片上下两面都是可读写的,图中蓝色部分叫柱面(cylinder).         简简单介绍了磁盘结构后,下面我们将对磁盘的参数进行讲解.磁盘的常见参数如下:

Linux磁盘和文件系统简介

1.文件系统:存储设备上存储数据的方式方法 磁盘主要由盘片.机械手臂.磁头和主轴马达组成,而数据的写入实际是写在盘片上,磁盘的最小存储单位为扇区,每个扇区为512字节,扇区组成一个圆就叫做磁道,而多个盘片的硬盘同一位置的磁道组成柱面 存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节(512字节) Linux当中,硬盘是以挂载形式存在的,挂载就是利用一个目录当成进入点,将磁盘分区的数据放在该目录下,进入该目录即进入该分区的意思. 文件系统有:NTFS(New Technol