磁盘存储术语总结

1、head: 磁头 磁头数=盘面数

2、track:磁道 磁道=柱面数

3、sector: 扇区，512bytes

4、cylinder:柱面 1柱面=512*sector数/track*head数=512*63*255=7.84M

MBR和GPT结构

1、MBR:（Master Boot Record）主引导记录，是传统的分区机制，应用于绝大多数使用BIOS的PC设备，使用32位表示扇区数。

特点：

MBR支持32位和64位系统

MBR支持分区数量有限

MBR只支持不超过2T的硬盘，超过2T的硬盘将只能用2T空间（有第三方解决方法）

MBR分区：

分区划分基于磁盘柱面，利用参考柱面号码的方式来处理，从CentOS6开始已经支持采用扇区的方式来划分分区。

其实所谓的“分区”只是针对那个64bytes 的分区表进行设置而已；

硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息；

这四组分区信息我们称为主(Primary)分区或扩展(Extended)分区；

所以，MBR的分区方式为：4个主分区或{3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

所谓扩展分区，严格地讲它不是一个实际意义的分区，它仅仅是一个指向下一个分区的指针，这种指针结构将形成一个单向链表。这样在主引导扇区中除了主分区外，仅需要存储一个被称为扩展分区的分区数据，通过这个扩展分区的数据可以找到下一个分区(实际上也就是下一个逻辑磁盘)的起始位置，以此起始位置类推可以找到所有的分区。无论系统中建立多少个逻辑磁盘，在主引导扇区中通过一个扩展分区的参数就可以逐个找到每一个逻辑磁盘。

2、GPT分区

GPT:全局唯一标识分区表（GUID Partition Table，缩写：GPT）是一个实体磁盘的分区表的结构布局的标准。它是可扩展固件接口（EFI）标准（被Intel用于替代个人计算机的BIOS）的 一部分，被用于替代BIOS系统中的一32bits来存储逻辑块地址和大小信息的主引导记录（MBR）分区表。

GPT分配64bits给逻辑块地址，因而使得最大分区大小在2-1个扇区成为了可能。对于每个扇区大小为512字节的磁盘，可以有9.4ZB(9.4 x 10字节)或8ZiB-512字节

GPT分区优点：

与目前普遍使用的主引导记录(MBR)分区方案相比，GPT提供了更加灵活的磁盘分区机制。它具有如下优点：

1>支持2TB以上的大硬盘。

2每个磁盘的分区个数几乎没有限制（Windows系统最多只允许划分128个分区）。

3分区大小几乎没有限制。

4分区表自带备份。在磁盘的首尾部分分别保存了一份相同的分区表，其中一份被破坏后，可以通过 另一份恢复；

5循环冗余检验值针对关键数据结构而计算，提高了数据崩溃的检测几率；

6虽然MBR提供1字节分区类型代码，但GPT使用一个16字节的全局唯一标识符（GUID）值来标识分区 另一份恢复；

总结学过的分区，文件系统管理，SWAP管理相关的命令及选项，示例

1、分区

1使用lsblk可以查看当前系统所有的磁盘分区情况

2fdisk -l /dev/sd* 查看分区情况及MBR格式磁盘分区。

1. parted parted /dev/sdb mklabel gpt 创建GPT格式及对磁盘进行分区。

swap 交换分区是系统 RAM 的补充， swap 分区支持虚拟内存。当没有足够的 RAM 保存系统处理的数据时会将数据写入 swap 分区，当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。配置过多 swap 空间会造成存储设备处于分配状态但闲置，造成浪费，过多 swap 空间还会掩盖内存泄露

4交换分区实现过程

1创建交换分区或者文件

2使用 mkswap 写入特殊签名

3在 /etc/fstab 文件中添加适当的条目

4使用 swapon -a 激活交换空间

swapon查看swap设备名称

swapoff禁用swap空间

RAID 0, 1, 5, 10的工作原理

RAID技术确实具有非常好的数据冗余备份功能，但是它也相应地提高了成本支出，RAID技术的设计初衷是减少因为采购硬盘设备带来的费用支出，但是与数据本身的价值相比较，现代企业更看重的则是RAID技术所具备的冗余备份机制以及带来的硬盘吞吐量的提升。也就是说，RAID不仅降低了硬盘设备损坏后丢失数据的几率，还提升了硬盘设备的读写速度，所以它在绝大多数运营商或大中型企业中得到了广泛部署和应用。

RAID 0、1、5、10方案技术对比

RAID 0

RAID 0技术把多块物理硬盘设备（至少两块）通过硬件或软件的方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入各个物理硬盘中。这样一来，在最理想的状态下，硬盘设备的读写性能会提升数倍，但是若任意一块硬盘发生故障，将导致整个系统的数据都受到破坏。通俗来说，RAID 0技术能够有效地提升硬盘数据的吞吐速度，但是不具备数据备份和错误修复能力。数据被分别写入到不同的硬盘设备中，即硬盘A和硬盘B设备会分别保存数据资料，最终实现提升读取、写入速度的效果。

RAID 1

尽管RAID 0技术提升了硬盘设备的读写速度，但它是将数据依次写入到各个物理硬盘中。也就是说，它的数据是分开存放的，其中任何一块硬盘发生故障都会损坏整个系统的数据。因此，如果生产环境对硬盘设备的读写速度没有要求，而是希望增加数据的安全性时，就需要用到RAID 1技术了。它是把两块以上的硬盘设备进行绑定，在写入数据时，是将数据同时写入到多块硬盘设备上（可以将其视为数据的镜像或备份）。当其中某一块硬盘发生故障后，一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用。

RAID 5

RAID5技术是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。RAID 5磁盘阵列中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中，而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上。这样的好处是，其中任何一设备损坏后不至于出现致命缺陷。RAID 5技术实际上没有备份硬盘中的真实数据信息，而是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据。RAID这样的技术特性“妥协”地兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。RAID 5最少由3块硬盘组成，使用的是硬盘切割（Disk Striping）技术。相较于RAID 1级别，好处就在于保存的是奇偶校验信息而不是一模一样的文件内容，所以当重复写入某个文件时，RAID 5级别的磁盘阵列组只需要对应一个奇偶校验信息就可以，效率更高，存储成本也会随之降低

RAID 10

RAID 10技术是RAID 1+RAID 0技术的一个“组合体”。RAID 10技术需要至少4块硬盘来组建，其中先分别两两制作成RAID 1磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个RAID 1磁盘阵列实施RAID 0技术，进一步提高硬盘设备的读写速度。这样从理论上来讲，只要坏的不是同一阵列中的所有硬盘，那么最多可以损坏50%的硬盘设备而不丢失数据。由于RAID 10技术继承了RAID 0的高读写速度和RAID 1的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10的性能也超过了RAID 5，因此当前成为广泛使用的一种存储技术。