最近刚学到硬盘及分区的基础知识，就想着按照要求将其写成一篇博客，因水平有限，有错误之处，还望指出。
1、硬盘的接口类型及组成
一般的机械硬盘外部组成如图所示
external.png
接口类型：
由接口传输方式不同分为：串口传输和并口传输
其中串口传输的有：
SATA：6Gbps
SAS：6Gbps
USB：480MB/s
其中并口传输的有：
IDE：133MB/s ==>接口速率
SCSI：640MB/s ==>常见
linux中磁盘设备的设备文件命名方式：
IDE：/dev/hd#
SCSI、SATA、SAS，USB:/dev/sd#
不同设备的标识：a-z
同一设备上的不同分区的标识：1,2……
其中：主分区：1-4
逻辑分区：5-……
2、硬盘的内部组成
internal.png
3、硬盘的基础概念
磁道（track）：围绕着圆心的一圈圈的灰色同心圆就是磁道。
扇区（sector）：从圆心向外做射线，将磁道分成一个一个的有宽度的弧形叫做扇区，扇区一般大小为512byte。
image.png
柱面（cylinder）：由同一编号（位置）的磁道组成了柱面。
磁头：读取数据的关键部件，每个盘面各一个。
image.png
块/簇：逻辑上由多个（2^n）相邻的扇区共同组成的一个整体，方便操作系统对整体进行数据的读写操作，以提高访问效率。
Windows中ntfs文件系统中称为簇，Linux中ext4等文件系统中称为块。
大小均是2^n次方。
扇区：整个硬盘最小的读写单位
柱面：对硬盘进行分区的最小单位
块/簇：操作系统对硬盘进行数据读写的最小单位
4、硬盘存储容量的计算
总容量=磁头数（即盘面数）磁道数扇区数*每个扇区的大小
上图中：
盘面数：6
磁道数：7，ps：此处灰色的磁道数量为7
扇区数：12
每个扇区大小：512byte
总容量：6712*512= 258048byte
5、MBR及分区
准则：以柱面为基本单位进行硬盘分区，其中整个硬盘的分区信息都保存在0柱面0磁道1扇区的MBR里面。
下面简单介绍MBR（Main Boot Record）：
MBR，即主引导记录，负责告诉计算机到此硬盘的那个地方去寻找操作系统，其中包含着硬盘的分区信息。
大小：512byte，其中包含着：
446 byte：boot loader,包含最基本的引导程序，即调用操作系统的机器码
64 byte：分区信息，其中一个分区信息为16byte，故主分区一个只能有64/16=4个，一般是3P+1E（N个逻辑分区）
在每个分区信息的16 byte中，后4个byte标志着主分区扇区的总个数，即一个主分区的扇区总个数为2^32个扇区，每个扇区512byte，则每个主分区的大小不超过2T。
2 byte：0x55和0xAA,则此设备可以用于系统启动，若不是这2个字节，则表明不能用于系统启动。
PS：当磁盘的容量大于2T时，多于2T的容量不会被MBR识别，因此当硬盘大于2T时，考虑使用GPT，一种新的分区表类型。
6、Linux中常见的分区命令
分区管理工具：fdisk、parted、sfdisk
fdisk:
特点：
1、对于一块硬盘来说，最多管理15分区
2、只能分2T以下的硬盘，若大于2T，则可以挂载整个硬盘，但是不能分区，因此此时需要使用parted命令进行分区管理。
#fdisk -l ==>列出指定所有设备磁盘分区信息
#fdisk 设备名 ==>进行分区
#fdisk 设备
子命令：管理功能
p：显示已有分区
n：new 创建
d：delete 删除
w：write,写入磁盘并退出
q：quit，放弃更新并退出
m：获取帮助
l：列表所分区ID
t：调整分区ID
分区后先查看，若内核未同步，则使用命令将分区信息同步到内核：
方式一：
查看内核是否已经识别新的分区：
cat /proc/partations
通知内核重新读取硬盘分区表：
partx -a /dev/DEVICE
不理会报错
方式二：
使用file命令：file /dev/sdb2
若结果没有block，则说明Linux内核没有同步，可使用
#partprobe ==>进行内核同步
方式三：关机重启
7、文件系统
文件系统是将文件存储于设备上一种特定的方法和数据结构。根据方法和数据结构的不同，在Linux中将文件系统分为：
ext2 、ext3、ext4、xfs
swap：交换分区，将磁盘当内存使用
光盘：iso9660
文件系统的格式化工具
在对硬盘分区后，我们往往对分区进行格式化，使分区变成我们想要的文件系统，以便存储文件。
在Linux中的格式化命令：
#mkfs.FS_TYPE -L '卷标' /dev/分区名称（不能使扩展分区）==>此步骤将某个分区以FS_TYPE进行格式化
其中FS_TYPE常见的类型有：
ext2
ext3
ext4
xfs
btrfs
vfat
另外ext2、3、4文件系统的专用格式化命令:
mke2fs -t [ext2|ext3|ext4] -L '卷标' /dev/分区
#blkid 分区 == >格式化后，用于查看此分区的信息，例如（格式，卷标，UUID等）
[root@centos ~]# blkid /dev/sdb5
/dev/sdb5: LABEL="i am ext4" UUID="0fe92389-239a-417b-a679-2f32ac98865f" TYPE="ext4"
#e2label DEVICE_NAME 'LABEL_NAME' ==>更改设备的label
当我们感觉到系统中的swap分区不够用时，可以进行swap分区的扩展。
#mkswap /dev/分区 ==>创建swap分区
前提：在此分区的分区ID号必须得是82，即Linux swap
文件系统的检测工具
fsck_FS_TYPE 或fsck -t FS_TYPE
注：FS_TYPE一定要与分区上已有文件类型相同
ext专用修复工具：
e2fsck -f DEVICE_NAME. ==>强制修复DEVICE_NAME
8、文件系统的挂载
当文件系统格式后，我们可以通过将其与系统上的某个目录关联，通过目录进行文件系统中文件的访问，‘关联’这个动作就是挂载。
注：当目录中有文件时，挂载后，文件暂时隐藏，卸载后，文件恢复
相关命令：
#mount DEVICE_NAME MOUNT_POINT
其中device可以为：
1、设备文件 /dev/sda5
2、卷标：-L 'LABEL'，例如：-L 'MYDATA'
3、UUID，-U 'UUID'，例如：-U 'xxxxxxxxxxxxxxxx'
4、伪文件系统：proc,sysfs,devtmpfs,configfs
mount常用选项：
-a : 自动挂载/etc/fstab里面的设备
-L ‘LABEL’ ：以卷标指明要挂载的设备
-o OPTION
OPTION的选项，用此规定要被挂载的文件系统的一些属性，例如：只读，异步……
async : 挂载使用异步模式
sync:同步模式，内存中数据改变后，会立即保存到硬盘中，异步是不立即改变。
atime/noatime:每一次访问文件都会更新时间戳/不更新，包含目录和文件。
diratime/nodiratime:目录的访问时间戳
auto/noauto：是否支持自动挂载
exec/noexec：是否支持将文件系统上的应用程序运行为进程（运行程序为进程）
dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件
suid/nosuid:
remount:重新挂载
ro:只读
rw:读写
user/nouser:是否允许普通用户挂载此设备
acl:启用此文件系统上的acl功能
默认（defaults）:相当于 rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async
#umount DEVICE/MOUNT_POINT
卸载时2选一即可�
交换分区的挂载
当我们使用命令mkswap将分区设置为swap格式后，然后需要将swap分区挂载后才能正常使用。
命令：
swapon /dev/DEVICE ===> 将swap格式的分区进行激活
swapon -a DEVICE_NAME :将设备上所有的swap分区全部激活
swapoff /dev/DEVICE ===> 将swap格式的分区进行休眠
image.png
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