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Linux磁盘及文件系统概念

[日期:2015-12-22] 来源:Linux社区  作者:Linux [字体: ]

一、磁盘

1.IO接口类型

(1)传输类型分类

并口:同一线缆可以接多块设备;

IDE一个总线两个,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;

(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.硬盘种类和磁盘介绍

(1)机械硬盘:内部真空

磁盘:正反面含有磁性物质的盘片,由一个马达固定所有磁盘转动,固定角速度

每个盘片正反面各有一个磁头,所有磁头固定在一个机械臂上

平均寻道时间:5400rpm, 7200rpm, 10000rpm, 15000rpm转速

track(磁道):每个盘片上出厂格式化

sector(扇区):512bytes单位

cylinder(柱面):不同盘面上同一编号的磁道组合在一起,分区划分按照柱面实现

越靠近较外部分区的柱面组成的分区,越快。Windows上c盘在最外面

(2)固态硬盘

类似与多个并行U盘,工作模式上模拟机械硬盘的机制。

电器设备,速度个人笔记本是原来的3到5倍,读400个iops(io per second)、写200iops

3.设备

(1)设备类型

块(block):随机访问,数据交换单位是“块”;

字符(character):线性访问,数据交换单位是“字符”,一般为串行设备;

(2)FHS标准下设备文件表示:/dev

1)设备文件:关联至设备的驱动程序;设备的访问入口;

2)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,区分同种类型下的不同的设备;是特定设备的访问入口;

(3)mknod命令:创建快或者字符设备特殊文件命令

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

-m MODE:创建后的设备文件的访问权限;

(4)设备文件名:ICANN互联网名称地址分配机构规定

1)磁盘:IDE: /dev/hd[a-z]

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

2)分区:/dev/sda#:      /dev/sda1, ...

注意:CentOS 6和7统统将硬盘设备文件标识为/dev/sd[a-z]#

(5)引用设备的方式:设备文件名,卷标,UUID

4.格式化

低级格式化:硬件制造商、分区之前划分磁道,形成簇

高级格式化:分区之后对分区进行,创建文件系统

每种操作系统所设置的文件属性/权限不相同,为了存放这些所需的数据

5.MBR(Master Boot Record):主引导分区,为一个编号为0的512Mb的扇区

446bytes:bootloader,引导加载器程序,主引导记录,引导启动操作系统的程序;

64bytes:分区表,每16bytes标识一个分区,一共只能有4个分区;

2bytes:表示MBA是否有效;55AA为有效;

注意:

1) 主分区最多四个,扩展分区只能一个

2) 扩展分区不能单独使用,要继续分成逻辑分区,逻辑分区可以由多个

3) 一个分区就是一个独立的文件系统

4) 主分区和扩展分区的标识:1-4;逻辑分区:5+

二、VFS虚拟文件系统

1.VFS: Virtual File System,不同文件系统和上层接之间口的中间层

Linux磁盘及文件系统概念

2.VFS支持的文件系统

Linux的文件系统: Ext系列[ext2(无日志功能), ext3, ext4](CentOS 5/6)

xfs(CentOS 7单个文件大小无上限), reiserfs, btrfs

光盘:iso9660

网络文件系统:nfs, cifs

集群文件系统:gfs2, ocfs2

内核级分布式文件系统:ceph

Windows的文件系统:vfat, ntfs

伪文件系统:proc, sysfs, tmpfs, hugepagefs

Unix的文件系统:UFS, FFS, JFS

交换文件系统:swap

用户空间的分布式文件系统:mogilefs, moosefs, glusterfs

3.日志文件系统

Ext2之后改系列所增加的新功能

工作模式:在日志区域内进操作,完成后写入inode和block区域中,防止错误而要全盘扫面

会占用空间,且占用CPU的性能,但时硬件的发展可以抵消这些不足

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