Linux——磁盘基本概念

磁盘基本概念
柱面:立体的。每个盘片上的相同轨道组成的结构
扇区:类似于切蛋糕时的样式


磁盘在Linux中的表示:
Linux所有设备都被抽象为一个文件,保存在/dev目录下
磁盘设备一般的名称为hd[a-z]或sd[a-z]([a-z]为分区号),如hda,sda,hdb,sdb
IDE设备的名称为hd[a-z],SATA、SCSI、SAS、USB等设备的名称为sd[a-z]


分区概念:
将一个磁盘逻辑地分为几个区,每个区当做独立硬盘,以方便使用和管理。
Linux下的不同分区用:设备名称+分区号 表示,如sda1表示第一块硬盘的第一个分区
主流的分区机制:MBR和GPT


MBR:
是传统的分区机制,应用于绝大多数的使用BIOS的PC设备
MBR支持的分区数量是有限的
MBR只支持不超过2T的硬盘,超过2T的硬盘将只能使用2T的空间

MBR分区:
主分区
最多只能创建四个主分区
扩展分区
一个扩展分区会占用一个主分区的位置,基于扩展分区可以创建多个逻辑分区
逻辑分区
Linux最多支持63个IDE分区和15个SCSI分区


GPT:
支持超过2T的磁盘
向后兼容MBR
必须在支持UEFI的硬件上才能使用
必须使用64位系统

### Linux 系统下的磁盘分区概念详解 #### 磁盘分区的基本概念Linux系统中,磁盘分区是为了有效地管理和分配存储资源而采取的一项重要措施。通过将硬盘划分为多个独立的部分,用户能够更加灵活地组织数据,并支持多操作系统的共存[^1]。每个分区可以看作Windows中的一个驱动器(如C盘或D盘),但在物理层面,它是硬盘上的一组连续扇区集合[^3]。 #### 分区的主要属性 对于每一个Linux分区而言,其最重要的两个特性是 **大小** 和 **类型** 。虽然容量的概念较为直观易懂,但分区的类型则稍显复杂一些。这是因为分区类型决定了该分区内所能使用的文件系统格式[^2]。例如,Linux原生支持诸如ext4、XFS等多种文件系统,同时也兼容其他常见格式像FAT32、NTFS等。此外还有专门用于交换空间(Swap Space) 的Linux Swap 类型。 #### 主分区与逻辑分区的关系 在一个标准配置下,一块硬盘最多可拥有四个主分区;但如果希望创建更多数量的小型分区,则可通过建立一个扩展分区来达成目标——此扩展分区随后会被细分成若干个逻辑分区。值得注意的是,“主分区”指的是直接隶属于整块硬盘之下的一级子集,而“逻辑分区”则是嵌套于某个特定主分区(即所谓的‘扩展’分区)之内的次级单位。 #### 不同分区方案对比分析-MBR vs GPT 早期计算机普遍采用MBR (Master Boot Record) 方式来进行磁盘初始化及后续分割作业。在这种架构里,整个磁盘的关键元数据均集中储存在首个512字节大小的数据结构当中,其中包括但不限于引导程序代码以及至多四条关于各分区边界的描述信息。然而由于技术局限性所致,基于MBR的传统方法难以应对当今超大容量储存介质带来的挑战,比如单一分区不得超过2TB的规定便成为一大瓶颈[^4]。 针对这些问题,业界提出了更为先进的解决方案——GPT (GUID Partition Table),它不仅突破了前述种种约束条件,而且还引入了一些增强的安全性和鲁棒性的新特性。例如说,在GPT体系里面不存在严格的主/辅分区数目限制问题,理论上它可以容纳多达128个有效入口项;另外一方面,为了防止意外损坏造成不可逆后果,GPT还在磁盘末端额外复制了一份完整的备份副本以供恢复使用[^4]。 --- ### 实际应用场景举例说明 假设我们现在有一台全新服务器需要部署双系统环境(Linux + Windows Server),那么我们可以按照如下策略规划我们的磁盘布局: - 创建第一个主分区(`/dev/sda1`) 并将其格式化为NTFS 文件系统专供Windows 使用; - 接着再预留第二个较小尺寸的主分区(`/dev/sda2`) 给GRUB 加载器放置必要组件从而实现跨平台启动菜单显示功能; - 最后剩余大部分可用空间都用来构建第三个也是最后一个主分区(`/dev/sda3`), 它之后会进一步拆解成数个逻辑单元满足不同业务需求,比如说根目录(/)/家目录(/home/)等等... 这样既保证了两套完全异构的操作系统之间互不影响又能充分利用硬件性能优势达到最佳效果. --- ```bash # 查看当前所有已挂载设备及其对应路径名列表 df -hT # 显示详细的物理卷状态报告包括名称标签UUID等内容 pvs --units g --options pv_name,pv_uuid,vg_name,fmt,size,free # 列举出有关某具体逻辑卷对象的一切参数详情 lvdisplay /dev/vgname/lvname ``` 以上脚本片段展示了几种常用的命令行工具帮助我们日常维护和监控Linux 下面的各种磁盘相关事务.
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