Linux 磁盘分区管理与文件系统配置

编程知识更新时间:2023-04-17 01:18:56

前言
一、磁盘（硬盘）基础
二、MBR 磁盘分区
- 2.1 MBR 与磁盘分区表示
- 2.2 Linux中查看硬盘分区
- 2.3 新增硬盘
- 2.4 对新增硬盘进行分区：fdisk
- 2.5 创建文件系统：mkfs
- 2.6 创建交换文件系统：mkswap
- 2.7 挂载、卸载设备文件命令：mount
- 2.8 【实验操作】
- - 2.8.1 实验：创建分配主分区
  - 2.8.2 实验：创建文件系统、挂载分区
  - 2.8.3 实验：创建扩展分区
  - 2.8.4 实验：创建逻辑分区
  - 2.8.5 实验：更改分区类型为 Swap
  - 2.8.6 实验：挂载解挂与目录的关系
三、文件系统
- 3.1 文件系统种类
- 3.2 设置文件系统自动挂载：/etc/fstab
- 3.3 自动挂载实验
四、GPT 磁盘分区
五、df、free、blkid 命令

前言

Linux 中首先创建硬盘，然后对因硬盘进行分区，分完区之后要进行格式化（创建文件系统），最后进行挂载。

一、磁盘（硬盘）基础

在 Linux 系统中，文件系统是创建在硬盘上的。因此，要想彻底理解文件系统的管理机制，就要先从了解硬盘开始。

磁盘结构：

机械硬盘主要由磁盘盘片、磁头、主轴与传动轴等组成，数据存放在磁盘盘片中。硬盘是上下双磁头，盘片在两个磁头中间高速旋转。

硬盘的物理结构：

盘片：硬盘有多个盘片，每个盘片有上下2面；
磁头：每一面都有一个磁头；

硬盘的数据结构（逻辑结构）：

扇区：盘片被分为多个扇形区域，每个扇凶存放 512字节 的数据，是硬盘的最小存储单位；
磁道：同一盘片有许多不同半径的同心圆，是由磁头在盘片表面划出的圆形轨迹，最外面的同心圆就是 0 磁道；
柱面：不同盘片相同半径构成的圆柱面，由同一半径圆的多个磁道组成；（具有相同编号的磁道会形成一个圆柱，这个圆柱就被称作磁盘的柱面）

【点击查看参考的原文链接】

磁盘知识点：

硬盘存储容量 = 磁头数 × 磁道(柱面)数 x 每道扇区数 × 每扇区字节数(512字节)；
可以用柱面/磁头/扇区来唯—定位磁盘上每一个区域；
磁盘接口种类有：IDE（快要淘汰了）、SATA、SCSI、SAS（新一代SCSI技术）、光纤通道；

SATA 接口：抗干扰性强，支持热插拔等功能，速度快，纠错能力强。

SCSI 接口：小型机系统接口，广为工作站级个人电脑以及服务器所使用，资料传输时CPU占用率较低，转速快，支持热插拔等优势。

二、MBR 磁盘分区

2.1 MBR 与磁盘分区表示

硬盘的顺序号，以字母a、b、c……表示；

分区的顺序号，以数字1、2、3……表示。主分区从1-4，第一个逻辑分区始终从5开始。

MBR 主引导记录（Master Boot Record）：

MBR 位于硬盘第一个物理扇区处；
MBR 中包含硬盘的 主引导程序 和 硬盘分区表。
分区表有4个分区 记录区，每个分区记录区占16字节；
MBR 总共 512字节，前446字节是主引导记录，分区表保存在MBR扇区中的第447-510字节中。
Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件；
主启动记录 (MBR）磁盘分区支持最大卷为 2.2 TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区，在扩展分区里面可分多个逻辑分区。

磁盘分区结构：

硬盘中的 主分区数目 只有4个（1、2、3、4）；
主分区和扩展分区的序号限制在 1~4 ；
只能建立一个扩展分区；
先建立扩展分区后，才能再分为逻辑分区；
逻辑分区的序号将始终从 5 开始，逻辑分区数量不限制。

硬盘，分区等设备文件都保存在 /dev 目录当中，hd 表示 IDE设备，sd 表示 SCSI设备，第三为字母 a/b/c… 代表硬盘的顺序号，1/2/3…代表分区号的顺序。

如 /dev/hda2，表示第二块 IDE磁盘设备。2 代表是磁盘分区，如果是5 代表逻辑分区。

执行命令 df -h 查看磁盘空间使用情况：

2.2 Linux中查看硬盘分区

查看或管理磁盘分区:

命令格式：fdisk -l [磁盘设备名] 查看磁盘设备信息与分区信息；

命令格式：fdisk [磁盘设备名] 管理磁盘设备；

Device（设备）：分区的设备文件名称；
Boot：是否是 MBR 引导分区。若是，则有 “ * ” 标识；
Start：该分区在硬盘中的起始位置（柱面数）。
End：该分区在硬盘中的结束位置（柱面数）。
Blocks：分区的大小，以 Blocks（块）为单位，默认的块大小为 1024 字节。
Id：分区对应的系统 ID 号。例如，Linux中的 XFS分区或 EXT4分区表示是 83、LVM 逻辑卷是8e、SWAP 交换分区是82。
System：分区类型（Linux 表示是主分区，Extended是扩展分区，swap 是交换分区）。

2.3 新增硬盘

往现有虚拟机系统中增加硬盘时，如果硬盘类型支持热插拔，则可以直接添加，否则就需要关机后添加磁盘。在虚拟机中则需要重启。

比如我在虚拟机中添加10G新硬盘，重启系统。

重新开机之后，执行命令 fdisk -l，发现能查看到新增配的 10G磁盘，记住这个新设备名 /dev/sdb 。

但是：新增加的硬盘不能直接使用，需要分区、格式化之后才能够实用。

2.4 对新增硬盘进行分区：fdisk

管理磁盘分区命令：fdisk 设备名，进入分区交互模式；

交互模式中的常用指令：

m：获取帮助菜单
n：新建分区
p：查看分区情况
d：删除分区
t：变更分区的类型
w：保存分区操作并退出
q：不保存分区操作并退出

【创建分区步骤】
--> fdisk /dev/sdb 后输入 n，p 主分区、e扩展分区、l 逻辑分区。

--> 输入选项：p 主分区 / e 扩展分区 / l 逻辑分区。（创建逻辑分区前要先创建扩展分区）

--> 设置分区：1  （主范围1-4，如按 Enter 键接受默认值）

--> 设置柱面序列：直接按 Enter 键接受默认值

--> 设置分区大小：+20G  （指定大小为 20GB，如按 Enter 键接受默认值表示所有空间）

--w 

变更硬盘（特别是正在使用的硬盘）的分区设置以后，建议最好将系统重启一次。
或者执行 “ partprobe /dev/sdb” 命令使操作系统检测新的分区表情况。
以防格式化分区时损坏硬盘中已有的数据。

2.5 创建文件系统：mkfs

mkfs（Make Filesystem），创建文件系统（格式化)：

创建文件系统命令：mkfs -t 文件系统类型分区设备名；

步骤：
--> 
mkfs -t xfs /dev/sdb1 #先给设备创建 xfs 文件系统 (格式化)
--> 
mkdir /data  #创建挂载目录
--> 
mount /dev/sdb1 /data/ #分区挂载目录, 执行 df -h 查看磁盘情况
--> 
cd /data #才可以进入目录进行操作

2.6 创建交换文件系统：mkswap

mkswap（Make swqp），创建交换文件系统；

命令：mkswap 分区设备名；

命令实例：

分区号更改为 82 后：

swapon -s #查看当前使用swap文件系统的设备信息

mkswap /dev/sdb5 #设置分区的文件系统为swap文件系统

swapon /dev/sdb5 #启动新增加的交换分区

swapoff /dev/sdb5 #停用指定的交换分区

swapon -a  #启动所有设备
swapoff -a #停用所有设备

cat /proc/meminfo | grep SwapTotal #查询交换分区大小

free -m #以M为单位查看使用内存的值

2.7 挂载、卸载设备文件命令：mount

挂载文件系统命令：mount [-t 类型] 存储设备名 /挂载点文件目录；

挂载 ISO 镜像命令：mount -o loop ISO镜像文件 /挂载点目录；

-t：用于指定文件系统类型，通常可以省略，由Linux系统自动判别；
-o：挂载参数列表，以英文逗号分隔；或用来描述特殊设备，用 loop 指定。

挂载之前，目录 /data 读取创建时所在磁盘的内容，，将磁盘B挂载到这个目录下时，目录读取的是重新挂载后的磁盘B中的数据。（见实验 2.8.6）

如：
mount #查看磁盘使用情况

mount /dev/cdrom /mnt
mount /dev/sdb1 /opt

#挂载已下载到系统中的镜像文件 到 /media 目录下
mount -o loop CentoS-7-x86_64-DVD-1708.iso /media

#mount -a #将/etc/fstab 中的挂载项进行挂载

#可以直接拖拽 或 在 winSCP 软件（基于SFTP协议）中直接拖拽，从宿主复制文件到虚拟机中。

注：mount 是临时挂载，重启系统后之前的挂载会失效。

比如：设备 /dev/sdb1 的 挂载点目录是 /data，重启系统后，df -h 看不到该挂载信息；
需要重新执行命令 mount /dev/sdb1 /data 才能查到。

umount 命令，卸载已挂载的文件系统：

卸载前提：挂载的设备或者目录没有被在使用中，要先退出挂载目录（在挂载点目录之外操作挂载点目录，否则会提示：umount /挂载目录：目标忙）。

命令格式：umount [-lf] 存储设备位置 或 umount [-lf] 挂载点目录；

-l：表示解除正在繁忙的文件系统；
-f：表示强制卸载；

比如：设备 /dev/sdb1 的 挂载点目录是 /data，那么解挂时 执行：
umount /dev/sdb1 或 umount /data ，效果相同

2.8 【实验操作】

2.8.1 实验：创建分配主分区

【实际操作】：设置主分区1 大小是4G：

执行命令 fdisk /dev/sdb 进入交互模式：

设置主分区1，在模式中按 p 可以查看分配结果。

分配好之后执行 fdisk -l，能看到分配成功，分配的新设备名是 /dev/sdb1 。

输入命令 vi /dev/sd 按 Tab 键，查看 sd 开头的设备名。如果新增的分区设备名没展示出来，则执行 partprobe 命令重新刷新以下。

创建好了分区后，不能直接使用，需要创建文件系统（对分区进行初始化），才能对分区文件进行操作。见实验 2.7.2 ：

2.8.2 实验：创建文件系统、挂载分区

创建文件系统（格式化）
挂载分区
正常使用磁盘

验证：执行 df -hT 命令，可查看磁盘分区使用 文件系统 与 挂载点：

注意：挂载信息在系统重启后就会消失，/data 就会使用默认的/dev/sda5 硬盘，想使用新的 /dev/sdb1 磁盘文件的话，可以重新使用 mount 将 /data 牡蛎挂载到 sdb1 上，想永久挂载到 /dev/sdb1 上时，可以在开机就会执行的配置文件中添加该信息。

2.8.3 实验：创建扩展分区

上面创建的主分区我只分配了4个G，还有6个G能够进行创建分区，再次执行 fdisk /dev/sdb 命令，这次 选择创建 Extended 扩展分区，分2个G：

输入 w 保存并退出。
接下来的创建文件系统、挂载并没有去配置所谓无法使用该分区，创建扩展分区只是为了下面去创建逻辑分区。

2.8.4 实验：创建逻辑分区

输入命令： fdisk /dev/sdb 。

可在 /data2 目录下进行操作。在未配置系统配置文件的情况下，重启系统后需要重新挂载（为文件目录指定磁盘）。

2.8.5 实验：更改分区类型为 Swap

比如我通过 fdisk 命令创建了一个主分区设备 /dev/sdb3 。想要修改其为 swap 交换文件分区，操作如下：

步骤：

创建 swap之前，目标分区应先通过 fdisk 工具将分区类型 ID 号设为 82；

fdisk /dev/sdb
-->
 t
 -->
 输入分区号，如3
 -->
 82
 -->
 w 保存并退出

partprobe /dev/sdb  #刷新新建的分区
mkswap /dev/sdb3    #
swapon -s           #查看挂载之前的 swap中设备状态信息
swapon /dev/sdb3    #启动新增加的交换分区
swapon -s           #查看挂载后的信息

2.8.6 实验：挂载解挂与目录的关系

比如我根目录所在磁盘 /dev/sda5 中创建一个 /data 目录，并创建文件 sda5555.txt，这些文件都是在磁盘 /dev/sda5 中；

这时候执行命令 mount /dev/sdb1 /data ，将磁盘 /dev/sdb1 挂载到 /data 目录上，那么这时候 /data 就没有 sda5555.txt 的文件，因为磁盘都不一样了；

执行 umount /dev/sdb1 解挂 /data 后，会回到创建的 /dev/sda5 磁盘，又能查到 sda5555.txt 这个文件。

三、文件系统

3.1 文件系统种类

XFS文件系统：

存放文件和目录数据的分区；
高性能的日志型文件系统，特别擅长于处理大文件，可支持上百万TB的存储空间；
CentOS 7 系统中默认使用的文件系统；

SWAP 交换文件系统：

为 Linux系统建立交换分区；
—般设置为物理内存的 1.5~2倍；
当物理内存不够用了，会把数据临时存到SWAP空闲的硬盘上；

Linux支持的其它文件系统类型：

EXT3（Centos 5）
EXT4（Centos 6）
XFS（Centos 7）
FAT32（win xp）
NTFS（Win 7\8\10）
LVM（逻辑卷：初级的可扩展弹性伸缩磁盘券）

3.2 设置文件系统自动挂载：/etc/fstab

因为 mount 是临时挂载，重启系统后之前的挂载会失效，可在 /etc/fstab 中进行自动挂载配置。

配置文件为： /etc/fstab

● 包含需要开机后自动挂载的文件系统记录；

● Linux操作系统在每次开机时，会自动读取 /etc/fstab 文件的内容，自动挂载其中所指定的文件系统，根据文件里面的配置挂载磁盘。

● 可以挂载设备和镜像文件

vi /etc/fstab #直接在末尾添加一行新配置

/dev/sdb1 /opt xfs defaults 0 0     #存储设备
/dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0  #ISO镜像

第1字段：设备名 或设备卷标名。
第2字段：文件系统的 挂载点目录 的位置。
第3字段：文件系统类型，如 xfs、 swap，iso9660(光盘镜像文件) 等。
第4字段：挂载参数，即 mount 命令 " -o " 选项后可使用的参数。
例如，defaults (默认参数)、rw (可读写)、ro (只读)、noexec (禁用执行程序)。
第5字段：表示文件系统是否需要 dump 备份（dump是一个备份工具)。一般设为1时表示需要，设为 0 时将被dump忽略。
第6字段：该数字决定在系统启动时进行 磁盘检查 的顺序。0 表示不进行检查，1表示优先检查，2表示其次检查。根分区可设为1，其他分区设为2。

查看/etc/fstab，可以看到第一列的系统默认分区的设备名是用 UUID 来挂载的：

Linux设备中的 UUID 简介：

UUID是为系统中的存储设备提供 唯一的 标识字符串。如果你在系统中启动的时候，使用盘符（设备编号）挂载时，可能因找不到设备而加载失败，而使用UUID挂载时，则不会有这样的问题。(云主机最好使用UUID挂载设备，如果使用设备名挂载设备，有可能出现重启后找不到设备的情况)。

使用UUID挂载设备的原因：

自动分配的设备名称并非总是一致的，它们依赖于启动时内核加载模块的顺序。如果你在插入了USB盘时启动了系统，而下次启动时又把它拔掉了，就有可能导致设备名分配不一致。，使用UUID可以使同一块卡挂载在同一个目录下。

查看UUID和磁盘设备挂载之间的关系：blkid 或 ls -l /dev/disk/by-uuid 命令。

3.3 自动挂载实验

进入 fstab 文件，修改后保存退出，重启系统。

如果是光盘镜像文件在添加一行 /dev/sr0 /mnt iso9660 defaults 0 0。

重启后执行 df -hT 发现挂载成功，设备名，文件系统类型、挂载目录都是对的；或者用 mount 命令查看挂载列表
。

如果重启后登录不了系统，那么说明这个文件配置有误。在提示命令行输入root 密码，进入 vi /etc/fstab 重新修改保存后，init 6 重启。

四、GPT 磁盘分区

全局唯一标识分区表（GUID Partition Table，缩写：GPT）

GPT是一个实体硬盘的分区结构。它是可扩展固件接口标准的一部分，用来替代BIOS中的主引导记录分区表。

传统的主启动记录（MBR）磁盘分区支持最大卷为2.2TB，每个磁盘最多有4个主分区，或3个主分区、1个扩展分区和在扩展分区里面分多个逻辑分区。

与MBR分区方法相比，GPT具有更多的优点，因为它允许每个磁盘有多达128个分区，支持高达18EB(千兆兆字节)的卷大小，允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余，还支持唯一的磁盘和分区 ID (GUID)。

若磁盘小于2TB，可用 fdisk /dev/sdb 进行分区，即MBR 分区格式；
若磁盘大于2TB，可用 parted /dev/sdb 进行分区，因为MBR分区磁盘是不能大于2.2TB，所以超过2TB一般使用GPT 分区格式。

操作实例：
参考链接

1、选择分区硬盘

注：【】里面的是需要输入的参数。

首先类似 fdisk 一样，先选择要分区的硬盘，以 /dev/sdb 为例， ((parted)表示在 parted 中输入的命令，其他为自动打印的信息)

parted /dev/sdb```


**2、创建分区**

&emsp; 选择了 /dev/sdb 作为我们操作的磁盘，接下来需要创建一个分区表(在parted中可以使用help命令打印帮助信息)：

```handlebars
(parted) 【mklabel】
New disk label type? 【gpt】    #我们要正确分区大于2TB的磁盘，应该使用gpt方式的分区表，输入gpt后回车

3、完成分区操作

创建好分区表以后，接下来就可以进行分区操作了，执行 mkpart 命令，分别输入分区名称，文件系统和分区的起止位置

(parted) 【mkpart】
Partition name? []? 【dp1】
File system type? [ext2]? 【ext4】
Start? 【0】           （可以用百分比表示，比如Start? 0% , End? 50%）
End? 【500G】

4、验证分区信息

分好区后可以使用 print 命令打印分区信息，下面是一个 print 的样例

(parted) 【print】
Model: VBOX HARDDISK (ide)
Disk /dev/sdb: 2199GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt

Number Start   End   Size File system Name Flags
1     17.4kB  500GB  500GB            dp1

5、删除分区示例

如果分区错了，可以使用rm命令删除分区，比如我们要删除上面的分区，然后打印删除后的结果

parted /dev/sdb

(parted) 【rm 1】    #rm后面使用分区的号码，就是用print打印出来的Number
(parted) print
Model: VBOX HARDDISK (ide)
Disk /dev/sdb: 2199GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt

6.格式化操作，完成后即可挂载使用

mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkdir /data
mount /dev/sdb1 /data

7.最后加入 /etc/fstab 自动挂载

vim /etc/fstab
/dev/sdb1  /data  ext4  defaults  0 0

五、df、free、blkid 命令

格式：df [选项]

选项	说明
-h	显示分区的容量单位
-T	显示文件系统的类型，如 xfs
-i	显示分区的 inode 号码数量

free 命令显示系统使用和空闲的【内存】情况，包括物理内存、交互区内存(swap)和内核缓冲区内存

free -m #以M为单位查看使用内存的值

使用blkid 查看UUID

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Linux 磁盘分区管理与文件系统配置

本文发布于:2023-04-13 15:35:00，感谢您对本站的认可！

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磁盘分区文件系统配置 Linux

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Linux 磁盘分区管理与文件系统配置

目录

前言

一、磁盘（硬盘）基础

二、MBR 磁盘分区

2.1 MBR 与磁盘分区表示

2.2 Linux中查看硬盘分区

2.3 新增硬盘

2.4 对新增硬盘进行分区：fdisk

2.5 创建文件系统：mkfs

2.6 创建交换文件系统：mkswap

2.7 挂载、卸载设备文件命令：mount

2.8 【实验操作】

2.8.1 实验：创建分配主分区

2.8.2 实验：创建文件系统、挂载分区

2.8.3 实验：创建扩展分区

2.8.4 实验：创建逻辑分区

2.8.5 实验：更改分区类型为 Swap

2.8.6 实验：挂载解挂与目录的关系

三、文件系统

3.1 文件系统种类

3.2 设置文件系统自动挂载：/etc/fstab

3.3 自动挂载实验

四、GPT 磁盘分区

五、df、free、blkid 命令

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2.3 新增硬盘

2.4 对新增硬盘进行分区：fdisk

2.5 创建文件系统：mkfs

2.6 创建交换文件系统：mkswap

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2.8 【实验操作】

2.8.1 实验：创建分配主分区

2.8.2 实验：创建文件系统、挂载分区

2.8.3 实验：创建扩展分区

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2.8.5 实验：更改分区类型为 Swap

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