磁盤相關概念

磁盤結構
- head：磁頭，磁頭數量等于盤面數量
- track：磁道，磁盤的一圈為一條磁道
- cylinder：柱面，柱面由磁盤的所有同一磁道組成，0磁道組成0柱面，1磁道組成1柱面….
- secotr：扇區，512bytes
- 磁盤與扇區的進化
  - 不同磁道的扇區數是否相同（磁盤的記錄方式有兩種）
    - 舊式——非分區記錄方式（不同磁道扇區數相同）這圖是舊的記錄方式，越往外面，扇區的面積越大，每個磁道所擁有的扇區數量都是一樣的，而且每個扇區所能容納的數據量是相同的，都是512字節，而數據量需要平均分配在扇區面積的每個角落，所以外面扇區的數據密度低，里面扇區的速度密度高，可以這樣理解，同樣512個人，全站在籃球場上人口密度變高，但站在足球場上人口密度會變低，這樣結果是浪費了外圍扇區的大面積，也就是能容納上千人的足球場只站了512個人，所以有了另外一種解決方案，分區記錄方式（ZBR）
    - - 舊式磁盤的容量公式為：?存儲容量＝磁頭數 × 磁道(柱面)數 × 每道扇區數 × 每扇區字節數
    - 新式——分區記錄方式（不同磁道扇區數不同），現在的硬盤都使用ZBR（ZonedBitRecording分區域記錄）技術；新的解決方式認為，既然磁盤越往外面積越大，那就應該劃分出更多的扇區，每個扇區的面積都是一樣的，容納的數據量也是一樣的
    - 例：如果有一塊空硬盤，寫入一個文件，是不是先寫滿同一個磁道的所有扇區，然后再換一個磁道寫入？
      - 是的，而且寫入的方式是從外到內，先寫滿最外的磁道，接著再寫里面的磁道，為什么硬盤用久了讀寫速度會變慢？因為外面的磁道使用完了，開始用里面的磁道，越是里面的磁道讀寫速度越慢，同樣的時間，讀寫頭在外面磁道可以掃過10個扇區的面積，讀寫10個扇區的數據，但在里面的磁道只能掃過1個扇區的面積，讀寫1個扇區的數據，所以這時該做磁盤整理或者格式化，這會使外面的磁道得到使用

磁盤分區
- 在磁盤上以扇區為單位劃分，是在磁盤上建立的邏輯邊界，可以在每個分區中創建不同的文件系統，以前劃分分區是按照柱面來劃分分區，現在從centos6后就以扇區為單位來劃分分區
- 磁盤分區的劃分方式：MBR式，GPT式
  - MBR:82年時候古老的分區方式，用2^32表示扇區數，分區不超過2T
  - GPT:
- MBR方式劃分法：主引導記錄（512bytes）在磁盤的0盤面0磁道0扇區（MBR不屬于磁盤分區），如果一個操作系統的bootloader已經占據了MBR，要再裝入另外的操作系統B，則B的bootloader和分區表可以在前一個操作系統所占據分區的bootblock（bootblock的位置在任何一個分區的第0個塊，多系統互存時使用，這個塊不能被使用，是引導塊）中，但是如果MBR中沒有數據，即便是bootblock中有操作系統的bootloader，這個bootblock中的操作系統也啟動不起來
  - MBR的三個部分：
    - bootloader引導加載器（446bytes）：是grub第一階段引導程序代碼所在位置，可以引導操作系統啟動如果有多塊硬盤，bootloader只放在第一塊磁盤的第一個分區的0號扇區，其他磁盤的第一個分區的0號扇區不存放bootloader，只放分區表，前面446字節不會使用
    - 分區表（64bytes），只存放主分區和擴展分區的信息，不放邏輯分區：
      - 每16bytes標識一個分區的起始位置，結束位置（一共只能標識四個分區，所以硬盤上只能劃分四個主分區），主分區 + 擴展分區 <= 4
      - 為什么需要擴展分區：如果磁盤200G，四個主分區都是20G，則剩下的空間就無法使用
      - 怎么來實現擴展分區：將其中的16bytes用來存儲一個指針，而不存放分區信息，指針指向磁盤的更大的空間，這個更大的空間用來放的額外的分區信息，這樣的分區就變成了擴展分區（擴展分區在一個系統上只能有一個）
    - 55AA ：Magic number（2bytes），標記MBR是否有效
  - 查看磁盤的MBR：hexdump -C -n 512 /dev/sda
  - 備份MBR：dd if=/dev/sda of=/backup/mbr bs=1 count=512
  - 克隆sda的分區表到另外的磁盤：dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=1 count=66 skip=446 seek=446
    - 只是將分區表復制到了別的磁盤，系統能夠識別被復制磁盤的分區，但沒有真正的分區
  - MBR分區方式的結構圖：