精通Linux的磁盘分区：从理论到实战

前言

在这篇技术文章中，我详细介绍了Linux磁盘分区的理论知识，并结合实际示例演示了如何在CentOS 7系统上使用fdisk工具进行磁盘分区和删除操作。无论您是新手还是有一定经验的用户，本文都将帮助您轻松掌握磁盘分区的关键概念和操作技巧。如果您想深入了解如何有效管理您的磁盘空间，并提升系统性能，不容错过这篇内容丰富、实用性强的指南！

磁盘分区前必知

磁盘分区是指将硬盘的整体存储空间划分成多个独立的区域，分别用来安装操作系统、安装应用程序以及存储数据文件等。这些独立的区域就是分区，它们构成了硬盘上的逻辑单元，例如我们常见的C盘、D盘、E盘等。

分区的主要目的是为了更好地管理和使用硬盘空间。通过分区，我们可以将不同类型的文件或程序存放在不同的分区中，从而方便管理和维护。同时，分区还可以提高系统的效率和安全性，限制用户使用的磁盘空间，避免数据丢失或损坏的风险。

在分区过程中，我们通常会考虑一些因素，如每个分区的大小、所使用的文件系统类型等。对于某些操作系统而言，硬盘必须分区后才能使用，否则不能被识别。因此，在安装操作系统或添加新硬盘时，通常需要进行磁盘分区。

完成分区后，还需要对分区进行格式化，并挂载到系统中，才能正常使用。格式化的过程是为分区创建文件系统，而挂载则是将分区与系统中的某个目录关联起来，使得用户可以通过该目录访问分区中的数据。

磁盘分区意味着什么

在安装Linux系统的过程，一般也会有磁盘分区的步骤。这种情况，按照提示选择自动分区即可。

这里需要注意的是，如果是新增硬盘或者对已分区的磁盘重新分区，这些操作将会对现有的分区和存储结构产生直接影响：

数据丢失：重新分区过程中，如果操作不当或没有正确备份数据，可能会导致现有分区中的数据丢失。因此，在重新分区之前，务必确保已经备份了所有重要数据。
分区结构改变：重新分区会改变磁盘上的分区布局。这可能包括删除现有的分区、创建新的分区、调整分区的大小或改变分区的类型等。
文件系统破坏：重新分区可能会导致现有分区上的文件系统被破坏。这意味着即使分区本身得以保留，存储在其中的文件也可能无法访问或恢复。
系统引导问题：如果重新分区涉及到修改包含系统引导信息的分区（如/boot分区），可能会导致系统无法正常启动。因此，在重新分区时需要特别小心，确保不要破坏关键的引导扇区。
重新安装或配置软件：重新分区后，可能需要重新安装或配置一些软件，特别是那些依赖于特定分区或文件路径的软件。

因此，在重新安装Linux系统或进行其他重大更改之前，如果磁盘已经分好区且包含重要数据，强烈建议谨慎考虑重新分区的必要性。如果确实需要进行重新分区，务必确保已经充分备份了数据，并熟悉分区操作的风险和步骤。

主分区和扩展分区

主分区：

也被称为引导分区，它是磁盘上的基本分区类型。
一块磁盘最多可以有4个主分区。
主分区是独立的，每个主分区都可以被格式化为一个独立的文件系统，并可以挂载到Linux系统的目录树中。
在很多情况下，主分区中的一个是“引导分区”，即存放操作系统引导加载程序（如GRUB）的分区，它负责启动整个系统。

扩展分区：

当磁盘上需要创建超过4个分区时，就需要使用扩展分区。扩展分区会占用一个主分区的位置，因此在一个物理硬盘上，如果有扩展分区，则最多只能有3个主分区。
扩展分区本身并不能直接使用，它必须被进一步划分为逻辑分区才能使用。换句话说，扩展分区是一个容器，用于容纳逻辑分区。
逻辑分区是在扩展分区内部创建的，可以有任意多个。每个逻辑分区也可以被格式化为一个独立的文件系统，并挂载到目录树中。

磁盘分区的场景

新安装Linux系统时：在安装新的Linux系统时，通常需要对硬盘进行分区，以便为根目录（/）、交换空间（swap）、以及其他可能的挂载点（如/home、/var等）分配空间。这时，可以使用fdisk工具来创建和管理这些分区。
扩展磁盘空间：当现有的磁盘空间不足以满足系统或应用程序的需求时，可能需要添加新的硬盘或扩展现有硬盘的容量。在这些情况下，可以使用fdisk来重新分区硬盘，以便更好地利用新增的空间。
调整分区布局：有时，可能需要调整现有的分区布局，例如，将某个分区的大小增加或减少，或者创建一个新的分区来存储特定的数据。fdisk允许用户查看当前的分区布局，并对其进行修改。
转换分区类型：在某些情况下，可能需要将分区的类型从一种文件系统转换为另一种文件系统。虽然这通常涉及到更多的步骤，包括格式化分区和重新挂载，但使用fdisk查看和修改分区类型是这一过程的一部分。
创建特殊类型的分区：对于某些高级用途，如创建RAID阵列或LVM逻辑卷，可能需要使用fdisk来创建特定类型的分区。这些分区类型允许更复杂的存储配置和更高的灵活性。

需要注意的是，在使用fdisk进行分区操作时，一定要谨慎，并确保已经备份了重要的数据。错误的分区操作可能导致数据丢失或系统不稳定。此外，对于在生产环境中运行的服务器，最好在维护窗口或计划停机期间进行分区操作，以避免对业务造成影响。

磁盘分区的工具

fdisk是一个来自IBM的老牌分区工具。它兼容DOS类型的分区表、BSD或SUN类型的磁盘列表，主要用于创建和维护分区表。几乎所有的Linux发行版都装有fdisk，甚至在Linux的rescue模式下依然能够使用。但需要注意的是，fdisk是一个基于MBR的分区工具，所以如果需要使用GPT分区，则无法使用fdisk进行分区。

磁盘分区的操作步骤

准备一块虚拟磁盘

新增一块虚拟磁盘，后面对这块新增的虚拟磁盘进行查询、分区等操作；

查看可用磁盘设备

系统中已连接的磁盘及其相关信息

fdisk -l

从上面输出信息中，可以看得出来：

磁盘 /dev/sda：

大小：21.5 GB，共有 41943040 个扇区
单位：每扇区 512 字节
标签类型：dos（MBR）
磁盘标识符：0x000af641
分区情况：
/dev/sda1：启动分区（Boot），从第 2048 扇区到 2099199 扇区，大小为 1 GB，文件系统为 Linux（ID 83）
/dev/sda2：从第 2099200 扇区到 41943039 扇区，大小为 19 GB，文件系统为 Linux LVM（ID 8e）

磁盘 /dev/sdb：

大小：5368 MB，共有 10485760 个扇区
单位：每扇区 512 字节
标签类型：dos（MBR）
磁盘标识符：0x66692fd4

磁盘 /dev/mapper/centos-root：

大小：18.2 GB，共有 35643392 个扇区
单位：每扇区 512 字节

磁盘 /dev/mapper/centos-swap：

大小：2147 MB，共有 4194304 个扇区
单位：每扇区 512 字节

其中/dev/mapper/centos-root、/dev/mapper/centos-swap是建立在物理磁盘设备/dev/sda上的逻辑卷

创建扩展分区

执行下面的命令，开始运行分区工具fdisk，对新增的磁盘进行分区

sudo fdisk /dev/sdb

这会运行一个交互式的命令行界面：

输入m来看一下fdisk相关的操作选项

操作选项参数解释：

a：切换引导标志
b：编辑 BSD 磁盘标签
c：切换 DOS 兼容性标志
d：删除一个分区
g：创建新的空 GPT 分区表
G：创建一个 IRIX（SGI）分区表
l：列出已知的分区类型
m：显示此菜单
n：添加一个新分区
o：创建新的空 DOS 分区表
p：打印分区表
q：不保存更改退出
s：创建新的空 Sun 磁盘标签
t：更改分区的系统 ID
u：更改显示/输入单位
v：验证分区表
w：将表写入磁盘并退出
x：额外功能（仅供专家使用）

输入n，创建一个新分区，这个时候会有两个选项p和e，可以根据提示输入相应的选项字母即可完成分区类型；p：主分区（括号内的数字表示 0 个主分区，0 个扩展分区，4 个空闲分区）; e：扩展分区; 如果没有手动选择，默认主分区（默认为 p）。

如果选择创建主分区，分区完成后，可以直接挂载使用，但是有限制：在一块磁盘中最多可创建4个主分区；

如果选择创建扩展分区，则创建扩展分区完成后，还要在扩展分区中，创建逻辑分区，然后才能挂载使用；

这里我就选择创建扩展分区了。

输入分区号：直接按enter键，选择默认的即可；

输入起始扇区：直接按enter键，选择默认的即可；

输入结束扇区：这里可以根据需要来设置。

这里我准备的是一块大小是5G的虚拟磁盘，从fdisk -l命令的输出的磁盘信息中可以看出磁盘/dev/sdb包含有10485760个扇区，每个扇区是512字节。后面我准备创建一个1G的扩展分区，然后在这个扩展分区中，再创建2个512M的逻辑分区，然后分别挂载到opt目录下的fanfu-1、fanfu-2目录上。那么这里可以计算出扩展分区的结束扇区位置是：1*1024*1024*1024/512=2097152