2. LINUX主机规划与磁盘分区

标签：linux 磁盘基本知识 分区

A. 安装Linux前，需要对使用了解后进行规划, 你必须要针对districtions的特性，服务器软件能力，未来的升级需求，硬件扩充性

B. 对所安装的主机进行磁盘分区规划  目录规划  权限规划   IP规划

2.1 Linux与硬件的搭配  （目前品牌的服务器都基本支持LINNUX，包括各驱动，但是台式机一般不一定，有时没有提供LINUX的驱动，所以硬件购买前需要确认兼容性）

需要考虑计算能力，数据储存的容量，输入输出的I/O，网络接口

2.2 各硬件在LINUX中的文件名

【linux中，每个装置都被当成一个文件来对待，如IDE接口的硬件的文件名就是  /dev/sd[a-d]，其中的字母a-d当中任一个，/dev/sda, /dev/sdb就表示两个文件】

近些年来虚拟化技术的成熟应用, 方便了我们学习，这次的学习我就是安装在虚拟化的系统中的。

例：PC上有两个SATA盘和一个USB盘，主板上有6个SATA槽，两个SATA盘在SATA1和SATA5上，那么这几个设备在LINUX中的文件名是什么？

     SATA1插槽上的档名： /dev/sda   SATA5插槽上的档名：/dev/sdb    USB上的开机后才误别的：/dev/sdc

硬盘简述：

硬盘是由磁盘, 机械手臂,磁盘读取头与主轴马达所组成， 磁盘面上又分为扇区,磁道   硬盘的容量=柱面数*磁头数*扇区数*512B

早期的硬盘第一个扇区有重要的信息，称为MBR（master boot record)格式，近年来由于磁盘容量不断扩大，大于2T的磁盘分区无法进行读取，因此后来又多了一个新的磁盘分区格式--GPT

MSDOS(MRB)与GPT磁盘分区表（partition table)

LINUX为了兼容windows磁盘，使用了支持windows的MBR的方式来处理管理程序与分区表，而开机管理程序纪录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区，这个扇区是512byte：

主要包括这两个数据:  

* 主要启动记录区(master boot record,MBR):  可以安装开机管理程序的地方，有446bytes

* 分区表（partition table）： 记录整颗硬盘分区的状态，有64bytes      

每个分区信息用16个字节表示,四个分区就用掉了16X4=64个字节,这64个字节分布在MBR的第467-510字节,后面紧接着两个字节AA和55被称为幻数(Magic Number),BOIS读取MBR的时候总是检查最后是不是有这两个幻数,如果没有就被认为是一个没有被分区的硬盘.

由于分区表所在的区块仅有64bytes容量，因此最多仅能有四组记录区，每组记录了该区段的起始与结束的磁柱号码，这四个分区的记录被称为主要（Primary)或延伸（extended）分区槽。

• 其实所谓的【分区】只是针对那个64bytes的分区表进行设定而已！

• 硬盘默认的分区表仅能写入四组分区信息

• 这四组分区信息我们称为主要（Primary)或延伸（extended)分区槽。

• 分区槽的最小单位【通常】为磁柱。

• 当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区槽进行数据的处理。

2.3 磁盘分区的好处

     （数据的安全性    系统效能考虑）

    如我们对一个磁盘进行了分区，P1,P2,P3,P4，P1-P3为主分区，P4为扩展分区，由于扩展分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息，扩展分区本身并不能拿来格式化，然后我们可以通过扩展分区所指向的那个区块继续作分区的记录。

     扩展分区继续分区，分出来的叫做逻辑分区(logical partition), 在LINUX中逻辑分区的设备名称号码是从5号开始的。

     P1(/dev/sda1) P2(/dev/sda2)  P3(/dev/sda3)  P4(/dev/sda4 )     L1(/dev/sda5)

综上所述，总结一下MBR分区的特性：

• 主要分区和扩展分区最多可以有四个（

• 扩展分区最多只能有一个

• 逻辑分区是由扩展分区划分出来的

• 能够被格式化后，作为数据存取的分区为主要分区和逻辑分区，扩展分区不能被格式化。

• 逻辑分区的数量依操作系统而不同，在LINUX系统中SATA硬盘已经可以突破63个以上的分区限制。

MBR带来的缺点：

1. 操作系统无法抓取到2.2T以上的磁盘容量       2. MBR仅有一个区块，被破坏后，经常无法或很难救援    3. MBR内的存放开机管理程序的区块仅446bytes，无法容纳较多的程序代码

   
   

GPT磁盘分区表  GUID partition table

   当前由于技术的进步，过去一个扇区就是512bytes，现在已经有4K的扇区设计出现，为了兼容于所有的磁盘，因此在扇区的定义上面，大多会使用逻辑块（logical block address,LBA)来处理，GPT将磁盘所有区块以此LBA（预设为512bytes）来规划，第一个LBA称为LBA0

   MBR仅使用第一个512bytes区块来纪录，GPT使用了34个LBA区块来纪录分区，GPT还把磁盘最后的33个LBA拿来做备份。

•    LBA0(MBR相容区块)

    与MBR模式相似，这个兼容区块也分为两个部分，第一个部分与MBR的446bytes一样，储存了第一阶段的开机管理程序，原本的分区纪录区内，兼容模式放入了一个特殊标志，用来表示此磁盘为GPT格式，而不懂GPT分区表的管理程序，就不认识这个磁盘，起到进一步保护作用。

• LBA1(GPT表头纪录)

  这个部分纪录了分区表本身的位置与大小，同时纪录了备份用的GPT分区，同时放置了分区表的检验机制码（CRC32),操作系统会根据这个检验码来判断GPT是否正确，有错误还可以透过这个纪录来取得备份

• LBA2-33(实际纪录分区信息处)

  从LBA2区块开始，每个LBA都可以纪录4笔分区记录，所以在默认的情况下，总共可以有4*32=128个分区记录，每个LBA有512bytes，GPT的每笔纪录中分别提供了64bits来记载开始/结束的扇区号码，他的最大容量限制在 2的64次方*512bytes=8ZB

  
  

GPT分区已经没有所谓的主分区，扩展分区，逻辑分区的概念，每个分区记录都独立存在，当然每个都可以视为主分区，每一个都可以拿来格式化。

并不是所有的操作系统都可以读取到GPT的磁盘格式，也不是所有的硬件都可以支持GPT格式，是否能够读写GPT格式又与开机的检测程序有关，那开机的检测程序就是BIOS与UEFI.

2.4 开机过程中的BIOS与UEFI开机检测程序

    CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上的一个储存器，很多时候还要电池供电。

    BIOS是一个写入到主板上的一个软件程序，这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序。

    BIOS会去加载基本硬件的驱动方面的程序，识别并分析计算在那些设备（如储存设备），我们以硬盘为便，BIOS会依据使用者的设定去取得能开机的硬盘，并去此硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置，MBR里面有一个446bytes的部分里面放置最基本的开机管理程序，此时BIOS功成圆满，接下来就是MBR内的开机管理程序工作了。

     开机管理程序---目的就是加载核心文件，开机管理程序是操作系统在安装的时候所提供的，所以他会认识硬盘内的文件系统格式，因此就能够读取核心文件，然后接下来就是核心文件的工作，开机管理程序与BIOS也完成工作，将之后的工作就交给操作系统了。

    简单来说，整个开机流程到操作系统之前的动作是这样的：

1. BIOS ： 开机自动执行的软件，是认识硬件及加载驱动，并寻找到可开机的硬盘

2. MBR：硬盘装置中第一个扇区内的446bytes的开机管理程序

3. 开机管理程序 ：一支可读取核心文件来执行的软件

4. 核心文件：开始操作系统功能
   

2.5 磁盘分区

     LInux下文件系统与目录树的关系（挂载）

     所谓【挂载]就是利用目录当成进入点，把磁盘分区放在这个目录下，通过这个目录来读取这个分区数据。

[root@nrb-sdnwan-t01 ~]# fdisk -l
WARNING: fdisk GPT support is currently new, and therefore in an experimental phase. Use at your own discretion.

Disk /dev/sda: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: gpt
Disk identifier: 0F1C34E5-5C72-417F-9B2D-11C94D621598

#         Start          End    Size  Type            Name
 1         2048         6143      2M  BIOS boot parti
 2         6144      2103295      1G  Microsoft basic
 3      2103296     85997567     40G  Linux LVM      
 4     85997568     88094719      1G  Linux filesyste Linux filesystem
 5     88094720     92289023      2G  Microsoft basic Microsoft basic data
 6     92289024     93313023    500M  Linux swap      Linux swap

Disk /dev/mapper/centos-root: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/centos-swap: 2147 MB, 2147483648 bytes, 4194304 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk /dev/mapper/centos-home: 5368 MB, 5368709120 bytes, 10485760 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

[root@nrb-sdnwan-t01 ~]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
fd0               2:0    1    4K  0 disk
sda               8:0    0   50G  0 disk
├─sda1            8:1    0    2M  0 part
├─sda2            8:2    0    1G  0 part /boot
├─sda3            8:3    0   40G  0 part
│ ├─centos-root 253:0    0   10G  0 lvm  /
│ ├─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
│ └─centos-home 253:2    0    5G  0 lvm  /home
├─sda4            8:4    0    1G  0 part
├─sda5            8:5    0    2G  0 part
└─sda6            8:6    0  500M  0 part
sr0              11:0    1 1024M  0 rom 
[root@nrb-sdnwan-t01 ~]#

挂载点与磁盘分区的规划：

初学者，建议选择自定义，不要使用默认的自动分区的模式，那样对于学习LINUX分区没有好处，因为你压根就不知道这个分区是什么鬼。

 初次接触LINUX，只要分区【/】和【SWAP】

预留一部份空间，作为学习过程中做分区练习。

麻烦一点的根据需要和用途进行磁盘规划和分区，去分析需要较大容量的目录，以及读写频繁的目录，需要将这些目录独立出来而不与根目录放在一起。在默认的centos中，底下的目录是比较符合容量大读写频繁的目录。

/boot    /     /home    /var      swap

本文出自 “红尘有爱” 博客，请务必保留此出处http://19335.blog.51cto.com/9335/1978260

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