Linux系統磁盤分區及掛載 - fdisk

Linux系統磁盤分區及掛載 - fdisk

文本關鍵字：文件系統，磁盤分區，格式化，掛載

一、文件系統

1. 文件系統的作用

當我們拿到一塊新的硬盤時，他所能夠支持的最大空間只是代表硬件上的一個參數，我們要想讓他能夠正常的工作起來，必須要有相應的文件系統。文件系統決定了文件存儲和管理時的方式和數據結構，也就是如何管理磁盤上的文件和文件夾。不同的文件系統擁有不同的特點，這也就是為什么我們在進行格式化操作必須要選定一種文件系統的原因。
當在一個操作系統（Windows、Linux、MacOS）中使用文件系統時，通常都會做一個統一的接口，來進行文件的讀寫，所以會存在某些文件系統只適用與某一種操作系統的情況。

• 系統調用接口：系統為用戶的使用提供的接口
• 虛擬文件系統：整合不同的文件系統的API接口，使用統一的方式來操作，如掛載、創建目錄等
• 文件系統：具體使用什么文件系統類型，由使用者通過格式化命令來決定
• 通用塊設備層：對于不同的硬盤驅動進行管理，為上一次提供統一的接口
• 設備驅動：對于不同的硬件設備會有相應的驅動，保證磁盤可用，通用的硬盤驅動也會直接編譯到內核中

  2. 常見Linux文件系統

• MINIX：Linux最早使用的文件系統，目前主流版本的Linux系統已不再使用
• EXT：CentOS 5/6主要使用的文件系統（EXT2、EXT3、EXT4）
  • EXT3：最大能夠管理16TB的單個分區，2TB的單個文件
  • EXT4：最大能夠管理1EB的單個分區，16TB的單個文件
• FAT：微軟早期使用的文件系統（FAT12、FAT16、FAT32）
  • FAT16：最大能夠管理2GB的單個分區，2GB的單個文件
  • FAT32：最大能夠管理2TB的單個分區，4GB的單個文件
• NTFS：目前Windows系統主流使用的文件系統
  • 最大能夠管理的單個分區：2TB
  • 最大支持的單個文件：2TB
• SWAP：嚴格來說并不是文件系統的一種，屬于內存交換分區，類似于Windows的虛擬內存，當系統的運行內存不足時，將使用該部分的空間當做內存使用。既然并不是用來存儲文件的，那么格式化以及啟用的方式也會有所不同。

  二、添加硬盤

  本文使用VMware虛擬機來進行演示添加一塊新硬盤的過程

• 如果是在開機狀態下添加，需要重啟啟動虛擬機來進行識別

  1. 打開虛擬機設置

  

  2. 添加設備

  

  3. 硬盤類型選擇

  如果是在真實機器下操作，不必糾結這個，直接插線就好。本例中使用的SCSI，所以添加之后一定要重啟虛擬機。

• IDE：接口最大速度為133MB/s，已逐漸被SATA所取代
• SCSI：小型機系統接口，適用于工作站及個人PC和服務器
• SATA：支持熱插拔，速度也比IDE快很多

4. 硬件創建向導

• 建議大家選擇：將虛擬磁盤存儲為單個文件，使用時速度會快一些。

三、磁盤分區

1. MBR分區表

分區表就是去整個磁盤分區情況的一個記錄，對于MBR類型的分區表來說，該部分會占用512bytes（1扇區）的空間。MBR分區表不支持2TB以上的硬盤。

• 主引導記錄：占用446bytes
• 分區表：最多有四個分區，包括主分區和擴展分區，占用64bytes
  • 分區結束符：55AA，占用2bytes

2. 硬盤識別

• 設備信息目錄：/dev
  • 對于IDE類型的磁盤，命名格式：/dev/hd[a-d]
  • 對于SATA/SCSI/SAS類型的磁盤，命名格式：/dev/sd[a-p]
• 添加前：只有默認的一塊硬盤，被識別為sda
  • sda1和sda2為分區的編號

• 添加后：出現新識別的硬盤，被識別為sdb

3. 分區工具：fdisk

使用fdisk工具可以對2TB以下的磁盤來進行分區，使用MBR分區表，大于2TB的磁盤需要使用parted工具。

• 查看識別到的硬盤：fdisk -l

4. 設置分區

• 使用fdisk工具對指定磁盤進行分區（一定要指定磁盤，否則容易把自己的系統搞崩潰哦）：

fdisk /dev/sdb

• 分區步驟
  • 使用命令n新建分區
  • 選擇分區類型
  • 選擇分區編號（邏輯分區無此步驟）
  • 選擇開始位置
  • 選擇結束位置（用于指定分配的空間大小）

通常我們需要根據分配空間的大小來決定終止位置，直接使用+size{K,M,G}的格式操作。

• 設置主分區：分配5GB的空間
  • 命令：n
  • 類型：p
  • 編號：1
  • 開始位置：1
  • 結束位置：+5G
  • 分區表打印：p

• 設置擴展分區：分配剩余所有空間
  • 命令：n
  • 類型：e
  • 編號：2
  • 開始位置：回車
  • 結束位置：回車
  • 分區表打印：p

• 設置邏輯分區：新建兩個大小為5GB的空間
  • 命令：n
  • 類型：l
  • 開始位置：回車
  • 結束位置：+5G
  • 命令：n
  • 類型：l
  • 開始位置：回車
  • 結束位置：+5G
  • 分區表打印：p

• 保存退出：命令w

四、格式化

1. 文件系統格式化

• ext4格式化：將第一個主分區格式化為ext4文件系統

mkfs.ext4 /dev/sdb1

• fat32格式化：將第一個邏輯分區格式化為ext4文件系統

mkfs.vfat -32 /dev/sdb5

2. swap空間格式化

將第二個邏輯分區格式化為swap類型

mkswap /dev/sdb6

五、掛載和啟用

1. 文件系統的掛載

文件系統的掛載主要分為兩步，確定掛載點 -> 進行掛載。本例中將在/mnt路徑下創建兩個文件夾作為掛載點，在掛載之前，該目錄屬于原磁盤sda，查看可用空間時將顯示sda可用空間。如果掛載成功，向該目錄存儲文件將占用sdb的空間，并且文件也會存儲在sdb磁盤上，查看可用空間時將會顯示sdb對應分區的使用空間。

• 將一個主分區掛載至/mnt/ext4目錄

mkdir /mnt/ext4
df -h /mnt/ext4

mount /dev/sdb1 /mnt/ext4
df -h /mnt/ext4

• 將第一個邏輯分區掛載至/mnt/fat32目錄

mkdir /mnt/fat32
df -h /mnt/fat32

mount /dev/sdb5 /mnt/fat32
df -h /mnt/fat32

• 解除掛載命令為：umount，只需要一個參數，可以是分區名稱，也可以是掛載點

  2. swap空間的啟用

  由于swap是一塊用來充當內存的空間，所以我們不會直接向其中存儲文件，自然也不需要掛載點，只要啟用就可以了。

• swapon：開啟
• swapoff：關閉
• 開啟第二個邏輯分區對應的swap空間

swapon /dev/sdb6