硬盤和主板的連接的地方：叫接口，硬盤的接口類型:

iops：i/o per second：每秒的讀寫次數(shù)。

• IDE(ata)：并口（數(shù)據(jù)并行傳輸），理論最大傳輸 133MB/S；iops：100次
• SCSI：并口，Ultrascsi320：320MB/s；Ultrascsi640：640MB/s；iops：150-200次
• SATA：串口（不能并行傳輸），768MB/s；iops：100次
• SAS：串口，768MB/s；iops：150-200次
• USB：串口，480MB/s
• 上述接口的固態(tài)硬盤：iops：400次
• pci-e接口的固態(tài)硬盤：iops：10萬次

桌面用的固態(tài)硬盤的接口一般是SATA的。

并口：同一個線纜可以接多塊設(shè)備

• IDE：2個。主硬盤，從硬盤
• SCSI：
  • 寬帶：16-1個
  • 窄帶：8-1個

串口：只能接一個。

硬盤種類：機械硬盤，固態(tài)硬盤

• 機械硬盤：由很多盤片組成，盤片上有很多同心圓中心有一個同心軸（叫主軸），每個盤片的正反面都有一個磁頭，就像留聲機，有一個手臂（arm），支撐所有磁頭。

  硬盤結(jié)構(gòu)圖片請參考：硬盤的物理結(jié)構(gòu)和工作原理

  • track：磁道

  • sector：扇區(qū)，512bytes

  • cylinder：柱面：圓柱體的外表面（除去上下2個圓面）

    分區(qū)劃分是以柱面為單位的。

  • 平均尋道時間：硬盤的同心軸旋轉(zhuǎn)的速度。越快IO越好。

    5400轉(zhuǎn)/分，7200轉(zhuǎn)/分，10000轉(zhuǎn)/分，15000轉(zhuǎn)/分

  • 最外層的磁道，同一段時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的長度最大，所以IO最快，所以把C盤劃分到外層，所以windows的操作系統(tǒng)都裝在C盤上。

Linux的哲學思想：一切皆文件

設(shè)備類型：

• block（塊）：隨機訪問，數(shù)據(jù)交換單位是block
• character（字符）：線性訪問，數(shù)據(jù)交換單位是character

設(shè)備文件：

• 關(guān)聯(lián)到設(shè)備的驅(qū)動程序；設(shè)備的訪問入口。
• 設(shè)備文件是作為程序的參數(shù)，就相當于執(zhí)行對應的設(shè)備驅(qū)動程序。
• 設(shè)備文件的特點是沒有文件大小，只有設(shè)備號。

設(shè)備號：

• major：主設(shè)備號：區(qū)分設(shè)備的類型（鼠標還是鍵盤），用于標明所需要的驅(qū)動程序。

• minor：次設(shè)備號：區(qū)分同種類型下的不同設(shè)備（有2個顯示器，區(qū)分是哪個顯示器）。是特定設(shè)備的訪問入口。

創(chuàng)建設(shè)備文件命令：mknod：make block or character special files

• 語法：mknod [OPTION]... NAME TYPE [MAJOR MINOR]
  • NAME：設(shè)備文件名字
  • TYPE：設(shè)備類型，是block還是character
  • 不指定設(shè)備號，會自動分配。
• 選項：-m：指定設(shè)備文件的權(quán)限。

# mknod testdev c 111 1
# ll testdev
crw-r--r--. 1 root root 111, 1 Dec 25 18:42 testdev
# mknod -m 664 testdev1 c 111 1
# ll testdev1
crw-rw-r--. 1 root root 111, 1 Dec 25 18:42 testdev1

設(shè)備文件的名字不是隨便的，是有標準的，由ICANN制定。

操縱系統(tǒng)給硬盤的設(shè)備文件的命名規(guī)則：

• IDE接口的硬盤：/dev/hd
• SCSI,SATA,USB,SAS接口的硬盤：/dev/sd
• 由于同一種類的接口的硬盤可能存在多個，所以后面加字母a-z。例如hda，hdb；sda，sdb等。

# ll /dev/sda*
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Dec 25 10:10 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 1 Dec 25 10:10 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8, 2 Dec 25 10:10 /dev/sda2

設(shè)備的引用問題：

• 比如主板上插了2個串口的SCSI硬盤，2個USB
• 第一次操作系統(tǒng)啟動后，把SCSI的2個盤識別為sda，sdb；把2個USB識別為sdc，sdd。
• 下次操作系統(tǒng)啟動后，有可能就倒過來了。所以不好識別。

所以有了下面的設(shè)備引用方式：

• 設(shè)備文件的名字：操作系統(tǒng)啟動時，識別到了設(shè)備，然后給了個名字
• 卷標（Filesystem label）：
• UUID：隨機的128bit的數(shù)字：在給分區(qū)格式化(安裝文件系統(tǒng)）的時候，生成的隨機數(shù)字。

硬盤分區(qū)概念

硬盤的空間很大，為了更細致的使用它，要給它劃分成獨立的區(qū)域，叫分區(qū)。如何識別分區(qū)呢？使用/dev/sda#，/dev/hda#。

#：為數(shù)字，可能是1位的數(shù)字，也可能是2位的數(shù)字。

注意：centos5根據(jù)硬盤接口的類型，把IDE的命名位hd，把SCSI等的命名位sd。但是centos6和7，不管是什么接口的硬盤，一律用sd[a-z]來命名了。

硬盤分區(qū)類型：

• MBR：Master boot record：主引導記錄（扇區(qū)）

  在0號track（磁道），0號sector（扇區(qū)）里，有512bytes

  這512bytes分為3部分：

  • 前446bytes：bootloader程序，引導操作系統(tǒng)啟動的程序。

  • 接下來的64bytes：分區(qū)表（fat），用16個字節(jié)標識一個硬盤的可使用區(qū)域，所以一共只能有4個分區(qū)（硬盤的可使用區(qū)域）。

    • 如果想要超過4個分區(qū)怎么辦？

      讓某一個分區(qū)，不直接指定硬盤空間的具體可使用區(qū)域，而是指向硬盤的一個小地方，這個地方又放了一張分區(qū)表（fat），這個分區(qū)表的大小可以隨意指定，所以這個分區(qū)表里就可以放n多的分區(qū)的索引，再由此索引，指定具體的分區(qū)（硬盤的可使用區(qū)域）。

      所以就可以有了：

      • 3主分區(qū)，1個擴展分區(qū)。擴展分區(qū)里再分n個邏輯分區(qū)。
      • 主分區(qū)和擴展分區(qū)的數(shù)字，是從1-4的；邏輯分區(qū)是從5開始，即使主分區(qū)+擴展分區(qū)還沒到4，邏輯分區(qū)也是從5開始。

  • 最后2個bytes：MBR區(qū)域是否有效的標識。如果是55AA（16進制），則說明有效。否則，說明無效。

• GPT：未調(diào)查

分區(qū)管理命令：fdisk

• 查看硬盤里的分區(qū)情況：fdisk -l [-u][device...]

  不指定設(shè)備文件的話，就顯示所有硬盤的分區(qū)情況。

  指定設(shè)備文件的話，就顯示指定硬盤的分區(qū)情況。

  # fdisk -l
  
  Disk /dev/sda: 64.4 GB, 64424509440 bytes, 125829120 sectors（扇區(qū)）
  Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes（每個扇區(qū)是512bytes）
  Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes（扇區(qū)的邏輯/物理size都是512bytes）
  I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes（IO大小512bytes）
  Disk label type: dos（dos代表是MBR的分區(qū)類型）
  Disk identifier: 0x000bc639（磁盤的UUID，16位的數(shù)字）
  
     Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
  /dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
  /dev/sda2         2099200   125829119    61864960   8e  Linux LVM
  
  # fdisk -l /dev/sda
  
  Disk /dev/sda: 64.4 GB, 64424509440 bytes, 125829120 sectors
  Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
  Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
  I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
  Disk label type: dos
  Disk identifier: 0x000bc639
  
     Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
  /dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
  /dev/sda2         2099200   125829119    61864960   8e  Linux LVM
  
  

  • 【Start End】：centos6是從哪個柱面開始到哪個柱面結(jié)束；centos7是從哪個扇區(qū)開始到哪個扇區(qū)結(jié)束。
  • 【Boot】：下的*，代表linux系統(tǒng)裝在這個分區(qū)里。
  • 【block】：代表這個分區(qū)里有多少個block
  • 【Id】：16進制的數(shù)字，代表分區(qū)的種類
    • 83：一般linux分區(qū)
    • 5：擴展分區(qū)（Extended）
    • 82：交換分區(qū)（Linux swap）
  • 【system】：Id的說明。

• 管理分區(qū)：fdisk device

  fdisk提供一個交互式接口來管理分區(qū)，進入交互式以后，在里面可以使用很多子命令。

  所有操作的結(jié)果都是暫時保存在內(nèi)存中，還沒有寫入到磁盤，直到使用了w命令后，才會把操作反應到磁盤，也就是操作才生效。這個命令非常危險。

Command action
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition（刪除分區(qū)）
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types（顯示磁盤種類，也就是上面用fdisk -l命令的指向結(jié)果里的Id）
   m   print this menu（獲取幫助）
   n   add a new partition（添加新的分區(qū)）
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table（顯示現(xiàn)有的分區(qū)信息） 
   q   quit without saving changes（不保存，直接退出）
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partition's system id（修改分區(qū)的Id，也就是修改文件系統(tǒng)的種類）
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit（保存并退出）
   x   extra functionality (experts only)

在虛擬機里添加一個硬盤，然后給這個硬盤分區(qū)。

下圖是在虛擬機上新添加的硬盤，大小是1GB。

添加硬盤前：

# ll /dev/sda*
brw-rw----. 1 root disk 8, 0 Dec 25 10:10 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 1 Dec 25 10:10 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8, 2 Dec 25 10:10 /dev/sda2

添加硬盤后：發(fā)現(xiàn)多了一個/dev/sdb，所以新添加的硬盤被操作系統(tǒng)識別到了。

# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8,  0 Dec 26 13:26 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8,  1 Dec 26 13:26 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8,  2 Dec 26 13:26 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Dec 26 13:28 /dev/sdb

查看一下新硬盤的情況：

發(fā)現(xiàn)硬盤大小是：1073MB，和添加的1GB大小符合；硬盤分區(qū)類型是MBR

# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 1073 MB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0e2a2184

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

創(chuàng)建一個主分區(qū)：

Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p（問你是創(chuàng)建主分區(qū)p，還是擴展分區(qū)e）
Partition number (1-4, default 1): 1（因為上面選的是主分區(qū)，所以問你主分區(qū)的分區(qū)號）
First sector (2048-2097151, default 2048): 2048（正在創(chuàng)建的這個分區(qū)，從哪個扇區(qū)開始創(chuàng)建）
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-2097151, default 2097151): +200M（創(chuàng)建多大的分區(qū)）
Partition 1 of type Linux and of size 200 MiB is set（告訴你一個200M的分區(qū)創(chuàng)建成功了）

Command (m for help): p

Disk /dev/sdb: 1073 MB, 1073741824 bytes, 2097152 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x87b57c10

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048      411647      204800   83  Linux
Command (m for help): w（保存!)
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

上面創(chuàng)建了一個/dev/sdb1分區(qū)。

查看剛創(chuàng)建的分區(qū)是否被操作系統(tǒng)識別了：查看文件/proc/partitions，發(fā)現(xiàn)/dev/sdb1已經(jīng)在里面了，就說明了操作系統(tǒng)已經(jīng)識別了剛創(chuàng)建的分區(qū)了。

# cat /proc/partitions
major minor  #blocks  name

   8        0   62914560 sda
   8        1    1048576 sda1
   8        2   61864960 sda2
   8       16    1048576 sdb
   8       17     204800 sdb1
  11        0    1048575 sr0
 253        0   38834176 dm-0
 253        1    4063232 dm-1
 253        2   18960384 dm-2

上面創(chuàng)建分區(qū)的操作是在centos7里做的，所以操作系統(tǒng)才能馬上就識別到剛創(chuàng)建的分區(qū)/dev/sdb1，但是如果是centos5或者6，就不能馬上識別出剛創(chuàng)建出來的分區(qū)。需要用下面的命令，告訴操作系統(tǒng)我剛創(chuàng)建了一個分區(qū)，請識別它，謝謝。下面的命令一般執(zhí)行第一次時，不會成功，再執(zhí)行一次就好了。

• centos5：partprobe [device]

• centos6/7：partx，kpartx

  partx -a [device]

  kpartx -af [device]

如果磁盤空間滿了,系統(tǒng)就無法工作了

所以，在劃分數(shù)據(jù)區(qū)的時候，最好預留一塊區(qū)域，當滿了的時候，管理員可以啟動這塊預留區(qū)域，然后操作系統(tǒng)就能工作了。