磁盘管理-526互联

一、机械硬盘工作原理

介绍

磁道

当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置上，则每个磁头都会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹就叫做磁道
扇区

是指磁盘上划分的区域。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区，硬盘的读写以扇区为基本单位。越接近中心，圆就越小。而每一个磁道又按512个字节为单位划分为等分。
首扇区（MBR）

主引导记录(Master Boot Record,缩写:MBR),又叫做主引导扇区,是电脑开机后访问硬盘时所必须要读取的首个扇区,它在硬盘上的三维地址为(柱面,磁头,扇区)=(0,0,1),就是整个硬盘的0柱面0磁头1扇区。一个扇区为512字节,MBR只占用了其中的446个字节,另外的64个字节交给了DPT(Disk Partition Table硬盘分区表),最后两个字节“55,AA”是分区的结束标志。
磁头

磁头指的是通过磁性原理读取磁性介质上数据的部件
柱面

硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称之为磁盘的柱面。
磁盘容量计算

存储容量＝磁头数 × 磁道(柱面)数 × 每道扇区数 × 每扇区字节数

二、机械硬盘使用流程

1.分区

分区目的

将硬盘的整体存储空间划分成多个独立区域
将存储空间分成若干份，便于数据管理
有利于数据安全
缩短数据检索时间

分区表类型

MBR分区表
- 主要分区：划分好直接格式化，用于安装系统
- 扩展分区：划分好不能直接使用，在其上划分逻辑分区使用
- 逻辑分区：从扩展分区中划分出，格式化可直接使用
- 分区数量：主要分区+扩展分区<=4,并且一块盘最多只能划分一个扩展分区
- 单分区容量：不可超过2TB
  
  因为GPT（GUID Partition Table）分区表比MBR（Master Boot Record）分区表多了一个保护分区以及分区表本身所占用的空间，
  
  GPT分区表会在磁盘上的前34个扇区（即第一个磁道）上创建一个主分区表和备份分区表，并在其余的扇区中分配分区。
  
  而MBR分区表则不需要这么多的空间来存储分区表信息
GPT分区表
- 无分区类型，均是主要分区
- 分区数量：最多划分128个
- 单分区容量：不可超过18EB（1024T=1PB 1024P=1EB）
总结

MBR分区表最多只能支持4个主分区或三个主分区+1个扩展分区(逻辑分区不限制)

GPT分区表在Windows系统下可以支持128个主分区。

传统的MBR分区表不能满足需求，因为MBR分区表最多只能识别2TB左右的空间，大于2TB的容量将无法识别从而导致硬盘空间浪费

而GPT分区表则能够识别2TB以上的硬盘空间。

2.格式化

介绍

是指对磁盘或磁盘中的分区进行初始化的一种操作
该操作一般会导致现有的磁盘或分区中的文件被清除
只有将磁盘进行分区格式化之后，可被操作系统所利用的文件格式

格式化方式

普通格式化（高级格式化）：清理数据，修复逻辑坏道
快速格式化（快速格式化）：清理数据
低级格式化：清理数据，标记物理坏道，但是需要借助第三方软件

格式化类型（文件系统类型）

Windows：FAT、FAT32、NTFS、exFAT等

Linux：ext2、ext3、ext4、xfs等

比如：Windows下FAT 和 FAT32单个文件最大支持4GB

NTFS和exFAT单个文件最大支持64GB

苹果笔记本：U盘 FAT（双向拷贝数据）  

NTFS（U盘的数据可以拷贝到电脑、电脑数据不能拷贝到他的U盘）

分配单元大小

Windows中称为簇，Linux中称为块
是分区分配给文件的最小单位
一个文件至少在分区上占用一簇，实质上格式化就是在存储空间上划分簇
分配单元大小也是造成文件实际大小和占用磁盘空间大小不一致的原因（默认值4K）

卷标

相当于给磁盘分区设置了一个别名

三、机械硬盘的应用

基本磁盘

一般用于安装操作系统
基本磁盘使用主分区、扩展分区和逻辑驱动器组织数据。
在各 Windows 版本中，基本磁盘可以有四个主分区或三个主分区和一个扩展分区。
基本磁盘上的分区不能与其他分区共享或拆分数据。
基本磁盘上的每个分区都是该磁盘上一个独立的实体。
特点
- 分区划分好不能扩容
- 分区空间必须连续，不能跳跃
- 分区空间不能跨盘

动态磁盘

一般用于存储数据
动态磁盘可以包含无数个“动态卷”，其功能与基本磁盘上使用的主分区的功能相似。
基本磁盘和动态磁盘之间的主要区别在于动态磁盘可以在计算机上的两个或多个动态硬盘之间拆分或共享数据。
在使用过程中可以进行相互的转换。
特点
- 可解决基本磁盘的三个限制

四、磁盘分区命令的使用

查看及选择命令

diskpart # 命令行分区工具

list disk #查看所有磁盘

select disk N #选择磁盘N

list part # 查看 disk N 的所有分区

创建并使用分区

create part primary size=100 # 新建主分区 大小指定为100

format fs=ntfs  # 格式化分区为NTFS的文件系统

assign letter=F   #为分区分配盘符

create part extended # 将磁盘剩余空间创建为扩展分区

create part logical size=100 # 创建大小为100的逻辑分区

帮助命令

help # 帮助命令

清除磁盘只读属性

ATTRIBUTES DISK CLEAR READONLY

删除分区

select part N
delete part

五、实验

MBR分区与GPT分区调整
- Windows键+R打开运行窗口，输入diskmgmt.msc调用磁盘管理器
- 找到相应磁盘右击点击转换成GPT磁盘或者转换成MBR磁盘如下页图所示：
  
  备注：
  
  1.Windows Server 2016默认使用GPT分区
  
  2.GPT分区与MBR分区相互转换时需要删除现有磁盘分区

MBR磁盘管理

如一块硬盘使用MBR分区表，划分了C、D、E、F四个分区并且都为主分区，那么即使这块磁盘还有空闲空间，也无法创建新的分区了。所以在实际应用中使用三主加一扩的方式（三个主分区和一个扩展分区），但扩展分区不能直接使用，而是在扩展分区上创建逻辑分区（如F、G、H、I等分区）

创建三个主分区+一个扩展分区

添加新硬盘->初始化->转换成MBR磁盘->新建简单卷->设定大小->设定盘符号->去掉卷标->完成

命令如下：

# 创建三次主分区
list disk

select disk N

list part

create part primary size=100

format fs=ntfs

assign letter = i

# 创建扩展分区，在扩展分区创建逻辑分区

create part extended size #将剩余分区都使用

select part N # 扩展分区

create part logical size = 100

3.装入空白文件夹

将一个盘的盘符删除掉后，会在我的电脑中无法看到该盘信息

若想接着看到该盘符信息，有以下几种方式