Linux：磁盘与分区知识

磁盘分区

在Linux中，设备就是文件。SATA等磁盘设备显示的是/dev/sd[a-p]。

1.1 MSDOS（MBR）分区表格式与限制

• 这种分区方法是使用的windows的分区方法，开机管理程序和分区表通常放到第一个扇区，一个扇区通常是512Bytes：

  • 主要开机记录区（Master Boot Record，MBR）：安装开机管理程序的地方，有446 Bytes。
  • 分区表：记录整个硬盘的分区状态，有64 Bytes。

• 因为分区表仅有64 Bytes的容量，所以仅能记录4组数据。（假设硬盘文件名/dev/sda，分区名为/dev/sda1、/dev/sda2、...）

  • 这64 Bytes的分区被称为组要分区或延展分区，且最多有4笔。

  • 延展分区最多只能有一个（操作系统现在），延展分区所指向的第一个柱面设置逻辑分区，所以逻辑分区是由延展分区分割来的分区。

  • 逻辑分区与主分区不能整合成一个新分区。

• 因为MBR分区表只有64 Bytes，所以存在很多问题

  • 大容量（超过T2.2）硬盘无法抓取。

  • MBR区域被破坏后很难救援

  • MBR存放的开机管理程序无法容纳太多功能。

1.2 GUID partition table,GPT 磁盘分区表

• GPT采用逻辑块位址（Logic Block Address，LBA）来处理，LBA默认为512 Bytes，采用头34个LBA来记录分区信息，尾33个LBA作为备份。

  • LBA0（MBR相容块区）：分为2部份一个是446 Bytes的开机管理程序，另一个放入特殊标志位表示磁盘为GPT。

  • LBA1（GPT标头记录）：记录分区表的位置和大小，记录备份用的GPT存放位置，还存放了CRC32判断分区表信息是否准确。

  • LBA2-33（实际记录分区信息）：每个LBA可以记录4笔分区。因为记录每个分区的地址容量更大了，所以一个分区可以达到很大。

1.3开机检测程序

• BIOS搭配MBR/GPT

  • 计算机开机流程

    1. BIOS：上电第一个执行的程序，读取CMOS上参数，读取硬盘MBR上的程序。
    2. boot loader：它是操作系统安装在MBR上的程序，他会读取操作系统的核心文件。
    3. 核心文件：开始操作系统的功能。

  • boot loader的主要任务

    • 提供菜单：使用者可以选择不同的开机项。
    • 载入核心文件：直接指向操作系统开始的程序段。
    • 转交其他的loader：将开机管理功能转交给其他的loader负责。

  • 多重开机

    • 每个分区都拥有自己的扇区。
    • loader只认识自己系统盘内的核心文件，或其他的loader。
    • loader可以直接或者间接将管理权交给另一个管理程序。

• UEFI BIOS（Unified Extensible Firmware Interface）搭配GPT

  • UEFI 和 传统BIOS区别

  比较项目	UEFI	传统BIOS
  使用语言	C语言	组合语言
  硬件资源控制	使用驱动程序与协定	使用中断（IRQ）管理，不可变的内存存取，不可变的输入输出
  处理器运行环境	CPU保护模式	16位
  扩充方式	直接载入驱动程序	通过中断连接
  第三方厂商支持	较佳且支持多平台	较差
  图形化能力	较佳	较差
  内置简化操作系统环境	支持	不支持

  • UEFI加入了一个安全启动（secure boot）的机制，开机的操作系统必须被UEFI认证才能正常启动
  • 向下兼容BIOS boot的分区支持。
  • 为了与windwos相容，并提供其他三方厂商所使用的UEFI应用程序储存空间，必须要格式化一个512MB～1GB左右fat文件系统的容量，让其他UEFI方便执行。
    

1.4磁盘使用

• 磁盘要挂载到某一个目录才能使用。