常见的分区工具有哪些在国产深度操作系统上学习磁盘分区基础知识

导读一、磁盘知识（图片来源博客源尖尖毛草博客）传统的机配磁盘由盘片、机械臂、马达构成。一块磁盘会有多个盘片。磁道：盘片上一圈圈灰色同心圆。扇区：磁道上一段圆弧，....一、磁盘知识

（图片来源博客源尖尖毛草博客）

传统的机配磁盘由盘片、机械臂、马达构成。 一块磁盘会有多个盘片。

• 磁道：盘片上一圈圈灰色同心圆。
• 扇区：磁道上一段圆弧，盘片上最小的物理存储单位，主要有512B和4KB两种格式。

(图片来源：博客园尖尖毛草博客）

• 柱面：扇区组成一个圆，上图中蓝色部分。 一个盘片上下两面都可读写，使用两个磁头读写。

计算存储容量=存储容量＝磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数磁道扇区柱面三个参数计算存储容量 = 存储容量 ＝ 磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数磁道 扇区 柱面 三个参数计算存储容量=存储容量＝磁头数×磁道(柱面)数×每道扇区数×每扇区字节数磁道扇区柱面三个参数

老式磁盘中，每个磁道的扇区数是相等的，所以越往圆心存储密度越高。现代磁盘改为等密度结构，外围磁道的扇区数量大于内圈磁道，寻址方式也改为以扇区为单位的线性寻址。 为了与老式3D寻址兼容，现代磁盘控制器使用地址翻译器把3D寻址参数转为线性参数。

二、在深度系统中打开分区编辑器查看磁盘信息：

三、分区表

早期的分区以柱面为最小分区单位；现在的分区通常使用扇区为最小分区单位。每个扇区有一个自己的号码。磁盘分区表主要有MBR和GPT两种格式，GPT格式可以支持2T以上容量。

• 主分区：一块硬盘取多4个主分区。主分区激活就可以用来启动。
• 扩展分区：早期设计的硬盘只能分4个分区。后来建了sda4做为扩展分区，称为逻辑分区。
• 逻辑分区可以有很多个。
• Linux限制，一块硬盘主分区 扩展分区 最多只有4个。计算机的分区多于4个余下空间不能使用。

1. 下面重点看看MBR分区表

早期的Linux为了兼容Windows的磁盘，使用了支持Windows的MBR。MBR全称是Master Boot Record，通常放在磁盘的第一个扇区。这个扇区通常为512字节大小，当中包括两种东西：

• 主引导记录：446字节
• 分区表：64字节，最多只能有4组记录区，每组记录区记录该区起止柱面号码。

在深度系统使用下面命令读取MBR记录：

sudo dd if=/dev/sda of=~/bootsector bs=512 count=1

使用vim -b ~/bootsector打开查看 （在vim命令模式下输入:%!xxd 显示16进制模式）

末尾的55aa是标志位，图中选中的 8020开始即第一个分区信息，

• 第1字节80 表示是活动分区（00表示非活动分区）
• 第5字节83表示分区类型是Linux分区（8e为Linux LVM分区）

如果要改动文件，可以使用

sudo dd if=~/bootsector of=/dev/sda bs=512 count=1

写回磁盘。

使用C从扇区读取文件

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>#include <sys/types.h>#include <sys/stat.h>#include <fcntl.h>#include <libgen.h>#include <unistd.h>static void usage(char *prog_name){ fprintf(stderr, "usage: %s device start count\n", prog_name); fprintf(stderr, "example: %s /dev/sda 0 512\n", prog_name);}int main(int argc, char *argv[]){ char buf[4096]; int fd = 0; int i = 0; int j = 0; int start = 0; int count = 0; char *device = NULL; if(argc != 4){ usage(basename(argv[0])); exit(1); } device = argv[1]; start = atol(argv[2]); count = atol(argv[3]); // 把磁盘像文件一样打开 fd = open(device, O_RDONLY); if(-1 == fd){ fprintf(stderr, "cannot open device"); exit(1); } // 找到起始位置 if(lseek(fd, start, SEEK_SET) != start){ fprintf(stderr, "cannot seek at %d", start); exit(1); } // 挨个字节读出来 while(count > 0){ int size = count > sizeof(buf) ? sizeof(buf) : count; read(fd, buf, size); /* 每行显示16个字节 每两个字节间以空格分开 */ for(i = 0; i < size/16; i ){ fprintf(stdout,"x:", i*16 start); for(j = 0; j < 16; j ){ fprintf(stdout, " x", (int)buf[i*16 j] & 0xFF); } fprintf(stdout,"\n"); fflush(stdout); } count -= size; start = size; }}

gcc编译运行：

扩展分区

分区记录里分一个扩展分区出来，然后在扩展分区前几个扇区用来再记录逻辑分区。Linux的SATA硬盘逻辑分区可以突破63个。

2. GPT分区（GUID Partition Table）

由于 MBR分区 每个分区表只有16字节，一个分区被限制最大只能使用2.2TB的磁盘。GPT将扇区以逻辑区块（Logincal Block Address，LBA）来处理，一个LBA默认512字节，第一个LBA就是LBA0.

• GPT使用了34个LBA来记录分区信息
• GPT把磁盘的最后34个LBA拿来作备份。
• LBA0：用来兼容MBR，存储了启动引导程序。
• LBA1：GPT表头记录
• LBA2-33：实际记录分区信息，每个LBA放4组分区记录，每组记录用到128字节空间。GPT分区表对单一分区容量限制达8ZB(1ZB=230TB)GPT 没有了主分区、逻辑分区的区分 。

四、Linux的磁盘文件名

• 老的ide接口，使用 /dev/hd开头，现在已经很少使用；
• 现在物理磁盘一般模拟成 /dev/sd[a-p]格式，第一块磁盘为/dev/sda；分区的文件名以第一块磁盘为例，为/dev/sda[1-128]。
• 虚拟机的磁盘通常是 /dev/vd[a-p] （比如用阿里的ECS）
• 磁盘阵列通常是 /dev/md[0-128]
• LVM是 /dev/VGNAME/LVNAME

五、Linux 常用的文件格式

Linux较早的文件系统使用的是ext2。centos6： 以ext4为主 。centos7： 以xfs为主，大文件系统，日志型 ，文件可以修复。执行命令： cat /etc/fstab

六、索引节点inode

每个存储设备或存储设备的分区被格式化为文件系统后有两部分：block inode文件存储在硬盘上，最小存储单位是扇区，每个扇区可能是512Byte。但操作系统读取硬盘时，不会一个一个扇区读，而是一次性连续读多个扇区，多个扇区称为一个“块”。多个扇区组成的块，是文件存取的最小单位。“块”的大小，常见的有4B，即连续8个扇区。块用来存储数据，而inode用来存储这些数据元信息，主要包括：

• 文件大小
• 文件所属用户User ID
• 文件的Group ID
• 文件的读/写权限
• 文件的时间戳
• 链接数
• 文件数据Block的位置inode为每个文件进行信息索引，所以就有了inode的数值。操作系统根据指令，可以通过inode值快速找到相对应的文件。

使用stat命令可以查看文件的inode信息：

$ stat linux2-4.mov16777220 3753644 -rw-r--r-- 1 apple staff 0 674287083 "Jul 9 23:49:23 2020" "Jul 9 23:07:22 2020" "Jul 9 23:07:23 2020" "Jul 9 23:07:08 2020" 4096 1344096 0 linux2-4.mov

硬盘在格式化的时候，操作系统会将硬盘分成两个区域：数据区、inode区。每个inode节点的大小一般为128B或256B；inode节点的数量在格式化时给定，一般是每1K或每2K设置一个inode。

如果一块1G的硬盘，每个inode节点大小为128B，每1K就设置一个inode，那inode占的空间会达到128M，占硬盘的12.8%。

df -i 命令可以查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量。