第1节. 磁盘工作原理详解
设备类型
一般将数据存到文件里，就是说的存到磁盘上了，不要较真说proc也是文件，你存到proc里就是存到内存里。
通常这里理解：1-存文件-存盘，2-生效-就是在内存里运行
块存储是一块一块（比如512为一块单位），当你读到内存里必须是块为单位512 512 地去取，，cpu就可以1bit1bit的处理了。
数据的访问时随机的，块设备的读取，你打开文件就是随机的一个数据，你也不知道存在哪里位置。怎么可能不知道具体在哪呢，inode是吃干饭的啊。
随机的意思是和顺序相对的，块设备和字符设备，一个是看磁盘空间空闲块，然后这些inode快bitmap是空的，然后就可以用来存放数据了没有像磁带那样的一个顺序读取，而是指针地址读取。写还有一定意义上的随机性，读可没有哦。
磁带就不能跳过，只能顺序的快进。
光盘可以跳过，也实现了随机读写
块有缓存，因为是随机的，所以将数据缓存了，
光驱和硬盘里面都有缓存，提供读取效率。
字符设备，比如键盘，就是一个字符一个字符的输入的，且是按照顺序的。字符设备没有缓存~
块设备要么硬盘、要么光盘
其他都是字符设备，比较多
下图👇是字符设备
这两个数据表示的是设备的类型，8类型，第5个。类型下的编号。
如果两个数字相同，就判定为同一个设备，并不看名称。
比如，构建一个光盘 11 0
创建一个同样编号，名称不一样的
mknod 创建设备
创建了光盘，然后将这个/dev/sr0同类型同编号的设备/dev/cd就是光盘了，挂载到/mnt，可以看到mnt下光盘内容了就：
不同接口命名不同
https://blog.51cto.com/u_12958700/1933385
并行理论OK，但是电磁干扰没办法目前，所以串行才是优选。
redhat 5 添加IDE硬盘
centos 6上加普通的SCSI硬盘
加了好几个
题外：家里搞个NAS？貌似这这样玩的。
上图IDE口在red5红帽5的显示：
除了IDE接口的都判定为sd---这是老的红帽5的做法👆
centos从 6 开始就不一样了，不管是什么接口的IDE SCSI SAS的MVNE的都是sdxx同一个命名
但是工作中不一定是物理介质，还有阿里云等，云服，虚拟机可能是dev/vd /dev/xvd xvd一般是zen虚拟化技术，vd一般是kvm的。
如果是1就是机械，如果是0就是固态--适用于物理机--虚拟机不能这么判断
sda就是第一块硬盘，
sdb就是第二块硬盘
sdaa...sdaz
sdza...sdzz就这么排下去。
机械盘才是旋转的，所以是1
当然这种方法只能看物理机上的情况，如果是虚拟机就不行了。
MBR方面：单块硬盘最多4个主分区（可以没有主分区），多块硬盘只要有一块有主分区，其他可以全部都是扩展分区，
扩展分区不能直接使用，需要再次创建逻辑分区才能使用。
主分区不能再继续划分成小的分区了，就是独立使用的。
注意sda4是一个扩展分区，下面的所有sda5 sda6（如果继续分的话），都是属于sda4扩展分区的一部分。
这个1K不是真的是1K，只是显示效果。扩展分区不能存数据，所以这里判定为1K，可以用fdisk来看真实大小
上图的红圈是起始位置，还有后面的结束为止，在
centos7里，起始位置和结束位置是以扇区为单位。从start扇区开始到end扇区结束(扩展分区里面分出的小逻辑分区一定是在这个扇区316672000-419430399内的--也就是sda5在sda4扇区里面的。)，Blocks的值是它的真正大小。而1block是1K。所以上图的扩展分区就是50G大小的容量。
sda5就是4G的大小，还剩下40G+的空间未使用。
51379200单位是block，1个block是1kB。这个其实也是扇区512B/1024自然就是kB了。
然后1个block就是2个扇区，读取是整数倍也就是blocks是吧
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这是centos6的，对比上面的7的发现，6比7多了Heads和cylinders。下面开始介绍硬盘结构，从来了解这些现象。
友情提示，硬盘是密闭的，不是真空的~真空早就压扁了。当然你要说是那个真空我也无话可说。
PS：数据是左上图框选的地方放一点，右上图框选的地方放一点，所以要读出来，磁头就要换道了。比如从内圈读完换到外圈，那估计盘片就转走了，就不是同一个扇面了，要等下一圈了就。
磁头换内外圈，就会影响速度了
硬盘的转速就是体现出来速度了。
磁头正反都得有，因为盘面就是正反的
不灵活，整体旋转的。
盘面数=磁头数
不可能是255个磁头，100多个盘片？物理上没这么多，这个head是逻辑上，早期确实就是这样的，后来保留了这种表达方式。
最外圈是0磁道，往里圈编号。
硬盘属于块设备，组织硬盘空间不是一个磁道来整合的。磁道切成一块块扇区。
早期扇区划分(就是在磁道上划分)是同心圆划分的，内外磁道的扇区数一样。这是早期的划法。
一个扇区的大小512字节固定的，整个硬盘要存放更多的数据，就要划更多的扇区。
上面的扇区划分，内圈磁道太短，存放数据有限，随着磁盘密度增大，内圈逐渐可用度越来越差。里圈以达到了工艺极限单位面积存放数据越来越多，但是外圈仍然富裕。同心圆的划分就不行了。
为了解决内圈拥挤外圈富裕的问题，所以产生了下面的扇区划分方法。
拽个名词ZBR
zbr 区位记录 法 磁盘扇区划分
这种外圈和里圈放的扇区数量不一样了。
磁头放在外圈数据读取块，放在里圈读取慢。
数据放外圈处理就快些(怎么放外圈啊？⚪)，将来优化系统性能的思想。这是现有的硬盘基本都用ZBR划分的。
如果早期磁盘内外圈速度一样的。
通过磁道来识别外圈还是里圈，0磁道在最外圈，不过实际操作种你看不到磁道号吧，应该都是扇区号。
其实有N个0磁道，和N个n磁道：👇下图有6个0磁道，6个1磁道，6个. . .
所有的0磁道，1磁道，2磁道。。。都是各自组成了柱面
8bit来表示head 255个磁头heads的上限，0不用；
10bit来对应track磁道，1024个磁道上限；
6bit的扇区，63个扇区sectors上限，0不用。
63个扇区就是一圈
1cylinder（柱面的大小）= 512（1个扇区512个字节）* 63个扇区*255（磁头数也就是盘面数）=8M不到的样子
上面👆这些等到下一章节里就可以对应到MBR里的具体字段就知道怎么算的怎么由来的了。
其实就是这张图
CHS，cylinder柱面，H head，s sector扇区，这就是硬盘的三维
CHS,24bit的局限性
整个硬盘多大？512*63*1024(柱面的上限)*255≈8G，所以传统的磁盘最大8G。这就是CHS的极限。
LBA的容量大
所以又产生了LBA来表达磁盘大小的方式
LBA，只有扇区，全是扇区了就。所以centos7上就只有扇区，没有head和track以及cylinder了。👇
28位寻址就是👉28bit来表示扇区，一个扇区512，所以128GB=2^28*512B
128GB也不够用了
centos6实际上也是支持LBA的，只是为了兼容老版本，所以才是按CHS的方式显示的。
centos7也能够按CHS的方式显示👇
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes 的意思是 一个柱面的大小，说明如下：
上文已讲过一个磁盘的容量怎么计算的，当然是最早期的磁盘。CHS，1024个磁道也就是柱面，255个磁头，63个扇区。一个扇区的大小是512B。所以，一个柱面的大小=63*255*512=16065*512
早期red5分区就是按柱面来分的（不是以扇区、磁头、磁道来划分的），就是最小单位是柱面cylinder。整个柱面为单位来划分。就是必须是1个柱面道100个柱面算一个分区，不能是0.5个柱面来划分，然后一个柱面的大小也是8M左右，所以分区的大小也是这个8M的整数倍。
centos6就打破了以柱面为单位，而是以扇区为单位进行划分了。但是centos6为了兼顾centos5，还是以柱面为单位显示的
如上图，第一个1柱面到131个柱面，但是可以打破单个柱面的。说的是partition1分区1跨了柱面了。也就是打破柱面为最小单元了。131到底属于sda1还是sda1,131都属于，说明131柱面跨分区了。也就是说分区的边界线切在了131柱面里面了。
下图就是centos6支持扇区分区，但是兼容柱面，所以显示最小单元是柱面，但是如果存在131这种切到柱面里面的，就会做个提示出来。Partiton 1 does not end on cylinder boundary
上图👆就很明显，分区1不在柱面的边界，那说明就是柱面中间切了一刀。
centos5不能这么干的，7彻底都是扇区了也就不提示这种信息了。
分区的话，扇面或者柱面必须是连续的--也就是单块硬盘的连续空间来作为某个分区。
windows的所谓的跨区卷，但不是分区，也不能跨硬盘。
100G分一个区在一个连续空间中，后来空间不够了，它前后的空间被别人占用了，就算没有被占用，我们统统认为分区不可扩展，不可缩小。后面有些技术LVM、RAID类解决此类问题。
windows某些软件号称可以扩，但是也就是玩一玩，很危险的操作。生产中统统认为分区不能扩！