磁盘基本概念

本文深入探讨了Linux系统中磁盘的基本概念,包括柱面、扇区、磁头,以及如何通过设备名称来标识不同的磁盘分区。文章详细解释了IDE设备与SATA/SCSI/USB设备的区别,并对比了MBR和GPT两种分区机制,阐述了它们各自的特点、优势与限制。

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1.磁盘基本概念

cylinder(柱面)
sector(扇区)
head(磁头)
2.Linux所有设备都被抽象为一个文件,保存在/dev目录下
设备名称一般为hd[a-z]或者sd[a-z]([a-z]为分区号)
如had,hdb,sda,sdb

IDE设备(跟硬件相关的)的名称为hd[a-z]
SATA,SCSI,SAS,USB的设备的名称为sd[a-z],
3.分区的概念
将一个磁盘逻辑的分为几个分区,每个区当做独立磁盘,以方便使用管理
不同分区用:设备名称+分区号表示,如sda1(第一块硬盘的第一个分区),sda2
主流的分区机制分为MBR和GPT,分区不是硬盘的功能,而是一个软件的概念

MBR(Master Boot Record)是传统的分区机制,应用于绝大多数使用BIOS的PC设备
这里BIOS是指基本输入输出系统程序,固化到计算机芯片上的程序
MBR"支持32bit和64bit系统
MBR支持分区数量有限
MBR只支持不超过2T的硬盘,超过2T的硬盘只能使用2T的空间(有第三方解决办法)
MBR:占用硬盘的512个字节,前面446个字节是引导代码,后面还有分区表等

MBR分区:
最多只能创建4个主分区,
扩展分区:一个扩展分区会占用一个主分区的一个名额
逻辑分区:在扩展分区中,继续划分扩展分区,最多支持63个IDE分区和15个SCSI分区

GPT
GPT(GUID Partition Table) 是一个较新的分区机制,解决了MBR的很多缺点
支持超过2T的硬盘
向后兼容MBR
必须在支持UEFI的硬件上才能使用
必须使用64bit系统
Mac、Linux 系统都能支持GPT分区格式
Windows7 64bit 、windowsServer2008 64bit支持GPT
















### 磁盘分区的基本概念 磁盘分区是指将硬盘划分为若干独立的区域,以便更好地管理利用存储空间。这是操作系统对磁盘进行管理的重要一步[^1]。通过分区,用户可以更方便地组织数据,并支持多操作系统的安装。 #### 主分区与扩展分区 在传统磁盘管理中,硬盘通常被划分为两种类型的分区:主分区扩展分区。主分区主要用于安装操作系统并作为启动分区使用,可以直接格式化后存放文件[^2]。一个硬盘最多允许创建四个主分区[^3]。如果需要更多的分区,则可以通过创建扩展分区来实现。扩展分区本身不直接存储数据,而是进一步划分为多个逻辑分区。 #### 活动分区的作用 活动分区是从主分区中指定的一个特殊分区,用于引导操作系统启动。在一个硬盘中,只能有一个主分区被标记为活动分区,该分区内的引导记录负责加载操作系统[^3]。 --- ### 技术实现细节 #### MBR分区方案 MBR(Master Boot Record)是一种常见的磁盘分区方式,在这种模式下,磁盘分区表(DPT, Disk Partition Table)位于磁盘的第一个扇区中。DPT包含四个分区表项,每项占用16字节,总共能描述四个分区的信息[^4]。这四个分区既可以全部为主分区,也可以是一个或多个主分区加上一个扩展分区。需要注意的是,当存在扩展分区时,实际可用的分区数量会超过四个,因为逻辑分区是在扩展分区内部定义的。 #### GPT分区方案 随着技术的发展,GPT(GUID Partition Table)逐渐取代了传统的MBR分区方式。相比MBR,GPT提供了更大的灵活性支持更高的容量上限。它允许多达128个分区,并且不再受限于单一分区的最大大小限制。此外,GPT还引入了冗余备份机制以提高可靠性[^4]。 #### 虚拟环境中的磁盘分区 在虚拟化环境中,磁盘可能并非真实存在的硬件设备,而是由软件模拟而成。例如,在KVM虚拟化平台中,虚拟磁盘常命名为`vda`, `vdb`等形式;然而某些情况下也可能沿用物理机上的命名习惯(如`sdb`),具体取决于厂商设计[^5]。 --- ### 示例代码展示如何查看Linux系统中的磁盘分区情况 以下是获取当前Linux系统磁盘分区信息的一种方法: ```bash lsblk fdisk -l parted -l ``` 这些命令可以帮助管理员快速了解整个系统的磁盘布局以及各个分区的状态。 ---
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