Linux学习笔记 -- 03 主机规划与磁盘分区

1.各个硬件设备在Linux中的文件名

注意：各个组件或设备在Linux下面都是一个文件。这个观念是不同Windows操作系统的

常见的设备在Linux中的文件名如下：

注意：在Linux系统中，几乎所有的硬件设备文件都在 /dev 这个目录下
      /dev/hd[a-d]中的[a-d]表述可以取a,b,c,d 即/dev/hda、/dev/hdb、/dev/hdc、/dev/hdd
      在磁带机中，不同的distribution当中文件名可能不同。
      SCSI硬盘：SCSI硬盘是采用SCSI接口的硬盘，SCSI是Small Computer System Interface（小型计算机系统接口）的缩写，使用50针接口，外观和普通硬盘接口有些相似。SCSI硬盘和普通IDE硬盘相比有很多优点：接口速度快，并且由于主要用于服务器，因此硬盘本身的性能也比较高，硬盘转速快，缓存容量大，CPU占用率低，扩展性远优于IDE硬盘，并且支持热插拔。

2.磁盘分区

(1)磁盘连接方式与设备文件名的关系
常见的磁盘接口：IDE(旧), SATA(新)

>>IDE设备
我们将可连接到IDE接口的设备称为IDE设备，不管是磁盘还是光盘设备。
一个主机通常提供两个IDE接口(IDE1, IDE2)，而每个IDE扁平电缆可以连接两个IDE设备(Master, Slave)，因此一个主机最多可以连接4个IDE设备
  
主机
  ┃
   IDE1(Primary)
        ┃
         Master：/dev/hda
         Slave：/dev/hdb
   IDE2(Secondary)
        ┃
         Master：/dev/hdc
         Slave：/dev/hdd

>>SATA接口
SATA/SCSI/USB等磁盘接口都是使用SCSI模块来驱动的，因此这些接口的磁盘设备文件名称都是/dev/sd[a-p]
与IDE接口不同，该接口的磁盘没有固定顺序，是以Linux内核检测到的磁盘的顺序来命名的。

例如：PC上连接了两个SATA磁盘，以及一个USB磁盘，主板上有6个SATA插槽，这两个SATA安插在SATA1，SATA5
的插槽上，那么这单个磁盘的名称如何？
    SATA1插槽的上的文件名：/dev/sda
    SATA5插槽的上的文件名：/dev/sdb
    USB磁盘(开机完成后才能被系统识别)文件名：/dev/sdc


(2)磁盘组成

    磁盘的物理组成：
        盘片
        机械手臂
        磁头(head)
        主轴马达
        
        
    磁盘的第一个扇区最重要，里面记录了两个信息：
       ┃
        主引导分区(Master Boot Record, MBR)：可以安装引导加载程序的地方，有446bytes。系统在开机时要读取该区块的内容，这样系统才会知道你的程序放在哪里且如何开机
        分区表(partirion table):记录整个磁盘分区的状态，有64bytes。只有将磁盘分区了，才能更有效的利用它
                
                
    注意：如果一个硬盘的第一个扇区物理损坏了，这个硬盘基本也就报废了。因为系统会找不到分区
        表，从而就知道如何读取柱面区间了。
    
(3)磁盘分区表

        64bytes分区表，假如该硬盘设备的文件名为 /dev/hda
            P1: 1~100     文件名：/dev/hda1
            P2: 101~200   文件名：/dev/hda2
            P3：201~300   文件名：/dev/hda3
            P4：301~400   文件名：/dev/hda4
    
    分区表只有64bytes而已，最多只能容纳4个分区，  

    注意：
        1.所谓的分区只是针对64bytes的分区表进行设置而已
        2.磁盘默认的分区表仅能写入四组分区信息？
            这是因为早期的硬盘一个分区大小划分为16bytes,而分区表只有64bytes大小
        3.分区的最小单位是柱面(Cylinder)
        4.这四组分区信息我们称为主或扩展分区( 分法如4P、3P+1E )  
                
    为啥要分区？
        1.数据的安全性：操作这个分区的数据并不会影响另一个分区的数据
        2.系统的性能考虑：由于分区了，所以，每次在某一个分区查找数据时，只需在固定
            柱面区查找，这样就缩小范围，可以达到数据读取的速度与性能。


    逻辑分区
    
        尽管整个磁盘只能分区为4块，但是其扩展分区可以使用额外的扇区来记录分区的信息，
    从而使扩展分区被分割为若干个分区，称为逻辑分区
        是在扩展分区的区块内使用额外的扇区来记录分区的信息，扩展分区本身并不能被
    拿来格式化？（直接使用的意思吗？因为格式后才能被访问、使用）

该逻辑分区在Linux系统中的设备的文件名：
P1, /dev/hda1
P2, /dev/hda2
P3和P4记录为空，其文件名保留。
L1, /dev/hda5,  注意：逻辑分区是从 5 开始了，因为前面的四个号码都是给主、扩展分区保留的
L2, /dev/hda6
L3, /dev/hda7
L4, /dev/hda8
L5, /dev/hda9
L6, /dev/hda10
L7, /dev/hda11
    
注意：
    1)逻辑分区的设备名称号码是从5号开始的，
    2)主分区和扩展分区最多可以只有4个(硬盘的限制， 上面的划分只有2个，主、扩展分区各一个)
    3)扩展分区最多只能有1个(操作系统的限制，如3P和1E、4P)
    4)逻辑分区是有扩展分区持续切割出来的分区
    5)能被格式化后作为数据访问的分区为主分区与逻辑分区。扩展分区无法格式化
    6)逻辑分区的数量与操作系统有关，在Linux中，IDE硬盘最多分为59个逻辑分区（5-63号）SATA硬盘则只能有11个逻辑分区（5-15号）
                  
                  
(4)开机流程与主引导分区(MBR)  
  计算机是一堆硬件组成，需要操作系统(本质仍是软件)来合理的分配这些硬件资源。那么问题是，在计算计刚开机的
那一刻是如何认识这个操作系统并执行它的？
  这就要涉及到计算计的开机程序了。            
  BIOS(写入到主板上的一个韧体，即写入到硬件上的一个软件)
  CMOS(是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面的存储器)     
                  
开机到操作系统之前的动作过程：
1.BIOS：开机主动执行的韧体，会引导到第一个可开机的设备(如硬盘、光盘、U盘等)的第一个扇区的MBR位置
2.MBR：第一个可开机设备的第一个扇区内的主引导分区块、内包含引导加载程序
3.引导加载程序(Boot loader)：一支可读取内核文件来执行的软件。
  具体需要执行的任务：
  (1)提供菜单：用户可以选择不同的开机选项(如多个系统)，这是多重引导的重要功能
  (2)载入内核文件：直接指向可开机的程序段来开始操作系统
  (3)转交其他loader：将引导加载功能转交给其他loader负责。（例如装了双系统）
4.内核文件：开始操作系统的功能                  
  
   注意：
      1)BIOS和MBR是硬件本身要支持的功能
      2)Boot loader 是操作系统安装在MBR上的一套软件，由于MBR仅有446bytes，因此这个引导加载程序是非常小和完美的
      3)每个分区都有自己的启动扇区(boot sector)
      4)实际可开机的内核文件(不同的操作系统)是放置到各个分区内的
      5)引导加载程序只会认识自己系统分区的可开机内核文件和其他的loader而已，因此，loader可直接指向或间接将管理权转交给另一个管理程序
                              
(5)Linux安装模式下，磁盘分区的选择                             
  >>目录结构(directory tree)
    Linux内的所有数据都是已文件的形态来呈现的，所以，目录结构对于Linux是很重的。整个目录体系的根目录是：/(所有的文件都是由根目录衍生来的，如/home/dmtsai/mydata)
        
  >>文件系统与目录树的关系(挂载)       
    根据目录树去磁盘内取真正的数据，这个时候就牵扯到挂载的问题
            
    "挂载"：就是利用一个目录当成进入点(称为挂载点)，将磁盘分区的数据放在该目录下。换言之，进入该目录就可以读取该分区的数据
            
    从挂载的含义来看，根目录则是一定要挂载到某一个分区的。至于其他的目录则可以依用户自己的需求来选择挂载到不同的分区
                        
    例如：计算计读取光盘的数据，在Linux系统下，一般是将光驱的数据放置在/media/cdrom里的，那么此时光盘里的文件：/media/cdrom/具体文件
    如果将光驱挂载到/mnt目录时，则光盘的文件变为：/mnt/具体文件

3.安装Linux前的规划

(1)选择适当的distribution              
              
    选择CentOS这个distribution版本开始
    
    官网：http://mirror.centos.org/centos/5/isos/
    
    .iso为扩展名的文件就是所谓的image文件(镜像文件)         

(2)主机硬盘的分区  
最简单的分区：仅分出根目录(/)和内存交换空间(swap)
坏轨的出现，容易造成根目录损毁
稍微复杂的分法：分析主机的用途，将使用(如读取)频繁的目录单独分离出来，不要与根目录放置在同一个分区（这样做的原因：因为使用频繁的目录，容易造成其所在的分区物理损坏，如果根目录也放在这里那将使根目录下的其他数据也一起完蛋）       
        
例如下面的目录分法：
/
/usr
/home
/var
Swap

注意：新手经常会发现找不到某些命令，这是因为在你的系统里没有安装相应的软件。