磁盘相关概念

磁盘结构
- head：磁头，磁头数量等于盘面数量
- track：磁道，磁盘的一圈为一条磁道
- cylinder：柱面，柱面由磁盘的所有同一磁道组成，0磁道组成0柱面，1磁道组成1柱面….
- secotr：扇区，512bytes
- 磁盘与扇区的进化
  - 不同磁道的扇区数是否相同（磁盘的记录方式有两种）
    - 旧式——非分区记录方式（不同磁道扇区数相同）这图是旧的记录方式，越往外面，扇区的面积越大，每个磁道所拥有的扇区数量都是一样的，而且每个扇区所能容纳的数据量是相同的，都是512字节，而数据量需要平均分配在扇区面积的每个角落，所以外面扇区的数据密度低，里面扇区的速度密度高，可以这样理解，同样512个人，全站在篮球场上人口密度变高，但站在足球场上人口密度会变低，这样结果是浪费了外围扇区的大面积，也就是能容纳上千人的足球场只站了512个人，所以有了另外一种解决方案，分区记录方式（ZBR）
    - - 旧式磁盘的容量公式为： 存储容量＝磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数
    - 新式——分区记录方式（不同磁道扇区数不同），现在的硬盘都使用ZBR（ZonedBitRecording分区域记录）技术；新的解决方式认为，既然磁盘越往外面积越大，那就应该划分出更多的扇区，每个扇区的面积都是一样的，容纳的数据量也是一样的
    - 例：如果有一块空硬盘，写入一个文件，是不是先写满同一个磁道的所有扇区，然后再换一个磁道写入？
      - 是的，而且写入的方式是从外到内，先写满最外的磁道，接着再写里面的磁道，为什么硬盘用久了读写速度会变慢？因为外面的磁道使用完了，开始用里面的磁道，越是里面的磁道读写速度越慢，同样的时间，读写头在外面磁道可以扫过10个扇区的面积，读写10个扇区的数据，但在里面的磁道只能扫过1个扇区的面积，读写1个扇区的数据，所以这时该做磁盘整理或者格式化，这会使外面的磁道得到使用

磁盘分区
- 在磁盘上以扇区为单位划分，是在磁盘上建立的逻辑边界，可以在每个分区中创建不同的文件系统，以前划分分区是按照柱面来划分分区，现在从centos6后就以扇区为单位来划分分区
- 磁盘分区的划分方式：MBR式，GPT式
  - MBR:82年时候古老的分区方式，用2^32表示扇区数，分区不超过2T
  - GPT:
- MBR方式划分法：主引导记录（512bytes）在磁盘的0盘面0磁道0扇区（MBR不属于磁盘分区），如果一个操作系统的bootloader已经占据了MBR，要再装入另外的操作系统B，则B的bootloader和分区表可以在前一个操作系统所占据分区的bootblock（bootblock的位置在任何一个分区的第0个块，多系统互存时使用，这个块不能被使用，是引导块）中，但是如果MBR中没有数据，即便是bootblock中有操作系统的bootloader，这个bootblock中的操作系统也启动不起来
  - MBR的三个部分：
    - bootloader引导加载器（446bytes）：是grub第一阶段引导程序代码所在位置，可以引导操作系统启动如果有多块硬盘，bootloader只放在第一块磁盘的第一个分区的0号扇区，其他磁盘的第一个分区的0号扇区不存放bootloader，只放分区表，前面446字节不会使用
    - 分区表（64bytes），只存放主分区和扩展分区的信息，不放逻辑分区：
      - 每16bytes标识一个分区的起始位置，结束位置（一共只能标识四个分区，所以硬盘上只能划分四个主分区），主分区 + 扩展分区 <= 4
      - 为什么需要扩展分区：如果磁盘200G，四个主分区都是20G，则剩下的空间就无法使用
      - 怎么来实现扩展分区：将其中的16bytes用来存储一个指针，而不存放分区信息，指针指向磁盘的更大的空间，这个更大的空间用来放的额外的分区信息，这样的分区就变成了扩展分区（扩展分区在一个系统上只能有一个）
    - 55AA ：Magic number（2bytes），标记MBR是否有效
  - 查看磁盘的MBR：hexdump -C -n 512 /dev/sda
  - 备份MBR：dd if=/dev/sda of=/backup/mbr bs=1 count=512
  - 克隆sda的分区表到另外的磁盘：dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=1 count=66 skip=446 seek=446
    - 只是将分区表复制到了别的磁盘，系统能够识别被复制磁盘的分区，但没有真正的分区
  - MBR分区方式的结构图：