1. 物理机磁盘文件名/dev/sd[a-p]
2. 虚拟机/dev/vd[a-p](加速作用)
3. 磁盘第一个扇区(512字节)包括:

   MBR(master boot record):主引导记录 446字节
   分区表:记录硬盘分区状态,64字节
   磁盘有效标志2字节

分区最小单位: 同一磁道
划分信息称为:primary主要分区和extended扩展分区

• 扩展分区最多只能有一个
• 扩展分区不能格式化
• 扩展分区目的是使用额外信息来记录分区,继续划分的分区称为逻辑分区
• 但是逻辑分区的设备名称从5开始/dev/sda5,前4个留给主要分区,主要分区和逻辑分区不能整合在一起

GPT(GUID partition table) 磁盘分区表

解决了操作系统使用磁盘的容量问题

• BIOS(basic input output system):是一个写入到主板上的固件.是操作系统启动后的第一个程序
• 固件:嵌入在硬件设备中的软件
• 根据用户配置去读取硬盘MBR位置的启动引导程序(boot loader)
• 启动引导程序的目的是加载(load)内核文件
• 通过内核文件启动操作系统

4. boot loader是BIOS上的一个软件（主要任务）:

• 提供不同的启动选项(多重引导)
• 加载内核文件
• 转交给其他启动引导程序

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• 转交给其他启动引导程序:硬盘不止一个MBR,它还可以安装在每个分区的启动扇区(boot sector),这是多重引导功能的原因

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BIOS总结

1. 每个分区都拥有自己的启动扇区(boot sector)
2. 实际可启动的内核文件是放在各分区中
3. 启动引导程序只认识自己分区的内核文件
4. 启动引导程序可以将工作交个下一个分区的启动引导程序

Linux下所有数据都是以文件的形式来展现

• Linux系统使用:directory tree目录树架构,但文件数据放在磁盘分区.

• 挂载就是结合了目录树的架构与磁盘内的数据
• 挂载:将目录作为磁盘分区的进入点,也就是:进入该目录就能访问到磁盘数据 进入点目录称为挂载点
• 目录根据自己需求挂载到不同的分区,重要数据单独挂载到别的分区
• 个人理解:挂载是目录依托在磁盘上
• 交换分区：用硬盘来模拟内存,加快速度

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简单分区:

1. / + swap + 预留磁盘空间
2. centos中容量大且读写频繁的目录:

   /boot
   /
   /home
   /var
   swap

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• 分区后进行格式化,这样操作系统才能使用文件系统

  高级格式化:由用户文件系统在磁盘的特定区域写入特定数据,已达到初始化磁盘或磁盘分区的

1. window:FAT文件系统
2. Linux:ext2 (Linux second extended file system)

• 文件系统将数据存放到不同的区块中
• inode:记录文件属性,一个文件一个inode,以及记录文件数据所在区块号码
• 数据区块:文件实际内容
• super block:记录文件系统整体信息,inode与数据区块的总量及消耗

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dumpe2fs -h /dev/sda1 //查看ext文件系统superbolck信息

blkid//显示被格式化的设备

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• inode存放所有数据区块的号码能让系统一次性读取出来
• 而FAT文件系统,每个区块号码都在上一个区块,相当于链式读取数据,导致文件读取速度慢,且数据碎片多
• 碎片整理:区块过于离散,**整理碎片:**将同一个文件的所属区块都集合在一起

ext2文件系统(inode)

1. Boot sector:每个分区的引导程序,剩下的就是文件系统
2. ext2格式化的时候区分为多个区块群组(block group)

• 每个区块只能放一个文件的数据
• 一个文件一个inode,一个Inode可以指向多个block

  inode Table记录了:

1. rwx
2. owner group
3. 修改时间,特性标识
4. 所指向的block

• 当文件太大时,一个inode记录不下所有的block的号码,就会间接的将所指block来存储其他block的号码.间接指向所有block
• inode bitmap和block bitmap,记录已经使用的inode号码/block的号码,以及未使用的

ls -l /lib/modules/$(uname -r)/kernel/fs 查看linux支持的文件系统

cat /proc/filesystems 查看系统目前加载到内存中支持的文件系统

df:列出文件系统的整体磁盘使用量

• df读取的是super block中信息,速度快

  -a 列出所有文件系统
  -h 自动调整格式

• /proc: Linux系统加载系统需要的系统数据挂载在内存中,所以磁盘占用为0
• /dev/shm:利用内存虚拟出来的磁盘空间,占物理内存的一半,访问速度快

du:到文件系统查所有的文件数据.列出所有文件的容量,但是只显示目录的容量,

-a 文件和目录都显示
-s 仅列出所有容量
-h 自动调整格式

文件访问顺序: ls -l /etc/passwd

1. 先访问/的inode后,通过权限了在访问其block
2. 得到/etc的inode,通过权限后再 访问其block
3. 得到passwd的inode,根据权限判断是否能访问

日志式文件系统的功能

• 将block inode表称为数据存储区,超级区块\inode对照表\区块对照表称为元数据

  新增文件步骤:

1. 判断目录权限,然后创建文件.
2. 根据inode对照表找到没使用的inode号码,并来写入文件权限
3. 根据区块对照表找到未使用的区块号码,写入实际数据到区块中,更新inode指向的区块

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1. 专门记录写入或修改文件时的步骤
2. 当断电时,系统检查日志来修复文件系统,而不是对整个文件系统进行检查

文件系统运行

• 数据都要加载到内存经由CPU处理,由于磁盘与内存速度差距.不能同时处理

1. linux中异步处理方式:

• 内存区段中文件未修改设置为clean,被修改设置为dirty,系统定时将内存中设置为dirty的数据写回到磁盘中.(此时所有操作还在内存中)

VFS(virtual filesystem switch) 虚拟文件系统交换

• 每个目录都可能作为文件系统(磁盘分区)的挂载点,所以系统上运行着多种文件系统,
• 每个文件系统都有独立的inode,区块,超级区块,要挂载到目录上才能使用
• Linux 内核通过VFS管理这些文件系统
• 当我们切换到不同目录下,可能属于不同的文件系统,此时由VFS帮助我们调用不同文件系统模块

XFS文件系统(日志文件系统)

• centos 7将此日志文件系统作为默认文件系统,被用于高容量磁盘的文件系统
• ext4缺点:格式化慢，ext4 一开始就将inode与数据区块 给 固定好了
• XFS:格式化块,inode和数据区块都是动态分配