前言

Linux 系統(tǒng)中所有的硬件設(shè)備都是通過(guò)文件的方式來(lái)表現(xiàn)和使用的，我們將這些文件稱為設(shè)備文件，硬盤對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件一般被稱為塊設(shè)備文件。

本文介紹磁盤設(shè)備在 Linux 系統(tǒng)中的表示方法以及如何創(chuàng)建磁盤分區(qū)。

為什么要有多個(gè)分區(qū)？

防止數(shù)據(jù)丟失：如果系統(tǒng)只有一個(gè)分區(qū)，那么這個(gè)分區(qū)損壞，用戶將會(huì)丟失所的有數(shù)據(jù)。

增加磁盤空間使用效率：可以用不同的區(qū)塊大小來(lái)格式化分區(qū)，如果有很多1K的文件，而硬盤分區(qū)區(qū)塊大小為4K，那么每存儲(chǔ)一個(gè)文件將會(huì)浪費(fèi)3K空間。這時(shí)我們需要取這些文件大小的平均值進(jìn)行區(qū)塊大小的劃分。

數(shù)據(jù)激增到極限不會(huì)引起系統(tǒng)掛起：將用戶數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)分開，可以避免用戶數(shù)據(jù)填滿整個(gè)硬盤，引起的系掛起。

磁盤分類

比較常見的磁盤類型有服務(wù)器中使用的 SCSI 硬盤和消費(fèi)類市場(chǎng)中的 SATA 硬盤，當(dāng)然還有當(dāng)下大熱的各種固態(tài)硬盤。

SCSI 硬盤

SCSI 硬盤即采用 SCSI 接口的硬盤。它由于性能好、穩(wěn)定性高，因此在服務(wù)器上得到廣泛應(yīng)用。同時(shí)其價(jià)格也不菲，正因它的價(jià)格昂貴，所以在普通PC上很少見到它的蹤跡。SCSI 硬盤使用 50 針接口，外觀和普通硬盤接口有些相似(下圖來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))：

SATA 硬盤

SATA(Serial ATA)口的硬盤又叫串口硬盤，Serial ATA 采用串行連接方式，串行 ATA 總線使用嵌入式時(shí)鐘信號(hào)，具備了更強(qiáng)的糾錯(cuò)能力，與以往相比其最大的區(qū)別在于能對(duì)傳輸指令(不僅僅是數(shù)據(jù))進(jìn)行檢查，如果發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤會(huì)自動(dòng)矯正，這在很大程度上提高了數(shù)據(jù)傳輸?shù)目煽啃?。串行接口還具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、支持熱插拔的優(yōu)點(diǎn)(下圖來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))：

固態(tài)硬盤

固態(tài)硬盤(Solid State Disk)，一般稱之為 SSD 硬盤，固態(tài)硬盤是用固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列而制成的硬盤，由控制單元和存儲(chǔ)單元(FLASH芯片、DRAM芯片)組成。其主要特點(diǎn)是沒有傳統(tǒng)硬盤的機(jī)械結(jié)構(gòu)，讀寫速度非?？?下圖來(lái)自互聯(lián)網(wǎng))：

磁盤設(shè)備在 Linux 下的表示方法

在 Linux 系統(tǒng)中磁盤設(shè)備文件的命名規(guī)則為：

主設(shè)備號(hào) + 次設(shè)備號(hào) + 磁盤分區(qū)號(hào)

對(duì)于目前常見的磁盤，一般表示為：

sd[a-z]x

主設(shè)備號(hào)代表設(shè)備的類型，相同的主設(shè)備號(hào)表示同類型的設(shè)備。當(dāng)前常見磁盤的主設(shè)備號(hào)為 sd。

次設(shè)備號(hào)代表同類設(shè)備中的序號(hào)，用 "a-z" 表示。比如 /dev/sda 表示第一塊磁盤，/dev/sdb 表示第二塊磁盤。

x 表示磁盤分區(qū)編號(hào)。在每塊磁盤上可能會(huì)劃分多個(gè)分區(qū)，針對(duì)每個(gè)分區(qū)，Linux 用 /dev/sdbx 表示，這里的 x 表示第二塊磁盤的第 x 個(gè)分區(qū)。

如下圖所示：

該系統(tǒng)中一共有四塊磁盤 /dev/sda，/dev/sdb，/dev/sdc 和 /dev/sdd。其中的 /dev/sda 上創(chuàng)建了三個(gè)分區(qū)，分別是 /dev/sda1，/dev/sda2，/dev/sda5；/dev/sdb 上只有一個(gè)分區(qū) /dev/sdb1。而 /dev/sdc 和 /dev/sdd 則尚未分區(qū)(也肯能是只有一個(gè)分區(qū)，分區(qū)的名稱和磁盤的名稱相同)。

磁盤分區(qū)

創(chuàng)建磁盤分區(qū)大概有下面幾個(gè)目的：

• 提升數(shù)據(jù)的安全性(一個(gè)分區(qū)的數(shù)據(jù)損壞不會(huì)影響其他分區(qū)的數(shù)據(jù))
• 支持安裝多個(gè)操作系統(tǒng)
• 多個(gè)小分區(qū)對(duì)比一個(gè)大分區(qū)會(huì)有性能提升
• 更好的組織數(shù)據(jù)

磁盤的分區(qū)由主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)組成。在一塊磁盤上，主分區(qū)的最大個(gè)數(shù)是 4，其中擴(kuò)展分區(qū)也是一個(gè)主分區(qū)，并且最多只能有一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，但可以在擴(kuò)展分區(qū)上創(chuàng)建多個(gè)邏輯分區(qū)。因此主分區(qū)(包括擴(kuò)展分區(qū))的范圍是 1-4，邏輯分區(qū)從 5 開始。對(duì)于邏輯分區(qū)，Linux 規(guī)定它們必須建立在擴(kuò)展分區(qū)上，而不是建立在主分區(qū)上。

主分區(qū)的作用是用來(lái)啟動(dòng)操作系統(tǒng)的，主要存放操作系統(tǒng)的啟動(dòng)或引導(dǎo)程序，因此建議操作系統(tǒng)的引導(dǎo)程序都放在主分區(qū)，比如 Linux 的 /boot 分區(qū)，最好放在主分區(qū)上：

擴(kuò)展分區(qū)只不過(guò)是邏輯分區(qū)的 "容器"。實(shí)際上只有主分區(qū)和邏輯分區(qū)是用來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的，因而可以將數(shù)據(jù)集中存放在磁盤的邏輯分區(qū)中。

我們可以通過(guò) fdisk 命令來(lái)查看磁盤分區(qū)的信息：

$ sudo fdisk -l /dev/sda

輸出中的前幾行是磁盤的基本信息，比如總大小為 80G，一共有多少個(gè)扇區(qū)(sector)，每個(gè)扇區(qū)的大小等等。紅框中的則是我們比較關(guān)注的分區(qū)信息：

• 第一列 Device 顯示了磁盤分區(qū)對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件名。
• 第二列 Boot 顯示是否為引導(dǎo)分區(qū)，上圖中的 /dev/sda1 就是引導(dǎo)分區(qū)。
• 第三列 Start 表示磁盤分區(qū)的起始位置。
• 第四列 End 表示磁盤分區(qū)的結(jié)束位置。
• 第五列 Sectors 表示分區(qū)占用的扇區(qū)數(shù)目。
• 第六列 Size 顯示分區(qū)的大小。
• 第七列和第八列顯示的內(nèi)容相同，分別是數(shù)值 ID 及其文字描述。 Id 列顯示了磁盤分區(qū)對(duì)應(yīng)的 ID，根據(jù)分區(qū)的不同，分區(qū)對(duì)應(yīng)的 ID 號(hào)也不相同。Linux 下用 83 表示主分區(qū)和邏輯分區(qū)，5 表示擴(kuò)展分區(qū)，8e 表示 LVM 分區(qū)，82 表示交換分區(qū)，7 表示 NTFS 分區(qū)。

上圖中的信息表明：/dev/sda1 是一個(gè)主分區(qū)并且被用作引導(dǎo)分區(qū)；/dev/sda2 是擴(kuò)展分區(qū)，其中只有一個(gè)邏輯分區(qū)，即 /dev/sda5，這點(diǎn)可以通過(guò)兩個(gè)分區(qū)相同的大小證明。

利用 fdisk 劃分磁盤分區(qū)

fdisk 是 Linux 系統(tǒng)中一款功能強(qiáng)大的磁盤分區(qū)管理工具，可以觀察硬盤的使用情況，也可以用來(lái)管理磁盤分區(qū)。本文僅介紹如何使用 fdisk 創(chuàng)建新的磁盤分區(qū)。

假設(shè)我們的 Linux 系統(tǒng)中增加了一塊新的磁盤，系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的設(shè)備名為 /dev/sdd，下面我們通過(guò) fdisk 命令對(duì)這個(gè)磁盤進(jìn)行分區(qū)。

$ sudo fdisk /dev/sdd

輸入命令 n 來(lái)創(chuàng)建新分區(qū)：

根據(jù)上面的提示，我們選擇 p 來(lái)創(chuàng)建主分區(qū)，然后提示我們輸入分區(qū)的編號(hào)：

主分區(qū)的編號(hào)為 1- 4，這里我們輸入了 1。接下來(lái)是設(shè)置分區(qū)的大小：

分區(qū)的大小是通過(guò)設(shè)置分區(qū)開始處的扇區(qū)和結(jié)束處的扇區(qū)設(shè)置的。這里如果回車兩次會(huì)把整個(gè)磁盤劃分為一個(gè)分區(qū)，也就是整個(gè)磁盤的容器都分給了一個(gè)分區(qū)。這樣一個(gè)簡(jiǎn)單的分區(qū)就差不多完成了，注意此時(shí)的分區(qū)信息還沒有寫入到磁盤中，在這里還可以反悔，如果確認(rèn)執(zhí)行上面的分區(qū)，執(zhí)行 w 命令就行了：

這時(shí)分區(qū)操作已經(jīng)完成了，我們可以通過(guò)下面的命令查看分區(qū)的結(jié)果：

$ sudo fdisk -l /dev/sdd

如果嫌上面的執(zhí)行過(guò)程麻煩，可以用下面的一行命令起到相同的效果：

$ (echo n; echo p; echo 1; echo ; echo ; echo w) | sudo fdisk /dev/sdd

更改分區(qū)的類型

上面創(chuàng)建的分區(qū)類型默認(rèn)為 83(Linux)，如果想要一個(gè) 8e(Linux LVM)類型的分區(qū)該怎么辦？我們可以繼續(xù)使用 fdisk 命令修改分區(qū)的類型，這次輸入 t 命令來(lái)修改分區(qū)的類型：

接下來(lái)可以選擇要修改的分區(qū)號(hào)，我們只有一個(gè)分區(qū)，所以默認(rèn)就是 1。

下面我們可以通過(guò) L 命令來(lái)查看 fdisk 命令支持的分區(qū)類型：

我們需要?jiǎng)?chuàng)建 LVM，因此我們使用 LVM 的類型代碼 8e：

最后輸入 w 命令確認(rèn)變更。再次查看 /dev/sdd 的分區(qū)信息，此時(shí)分區(qū)類型已經(jīng)變成了 Linux LVM：

總結(jié)

分區(qū)是使用磁盤的基礎(chǔ)，在分區(qū)完成后還需要對(duì)分區(qū)進(jìn)行格式化，并把格式化后的文件系統(tǒng)掛載到 Linux 系統(tǒng)之后才能存儲(chǔ)文件。