12.Linux 磁盤管理

Linux : 磁盤管理

一、磁盤設備命名規則

磁盤類型	設備命名模式	示例	特點
SATA/SCSI/SAS	`/dev/sdX`	sda（第一塊硬盤） sda1（第一塊硬盤第一分區）	機械硬盤/通用接口
NVMe	`/dev/nvmeXnYpZ`	nvme0n1（第一通道第一塊盤） nvme0n1p1（第一通道第一塊盤第一分區）	SSD高性能接口
Virtio-block	`/dev/vdX`	vda（第一塊虛擬盤）	虛擬化環境專用

查看磁盤信息：

fdisk -l       # 查看分區詳情
lsblk          # 樹形顯示塊設備
parted -l      # 查看分區表詳情

二、分區方案對比：MBR vs GPT

特性	MBR (msdos)	GPT (gpt)
最大磁盤容量	2TB	8ZB（理論極限）
分區數量	4個主分區（或3主+1擴展+多個邏輯）	128個主分區
引導記錄	單份（位于磁盤開頭，易損壞）	雙份（首尾備份，更安全）
分區表大小	64字節（固定）	16,384字節（更靈活）
適用系統	舊版BIOS	UEFI固件

關鍵區別：

MBR磁盤標簽：msdos
GPT磁盤標簽：gpt
轉換分區表會清除所有數據

fdisk與parted對比

在Linux系統中，fdisk和parted都是常用的磁盤分區工具，但它們在功能和使用場景上有顯著區別：

特性	fdisk	parted
分區表支持	僅支持MBR（msdos）分區表	支持MBR和GPT分區表
磁盤容量限制	最大2TB磁盤	支持>2TB的大容量磁盤（理論8ZB）
交互模式	命令行交互界面（類似vi）	支持交互模式和單行命令模式
分區數量	最多4個主分區（或3主+1擴展+邏輯分區）	GPT支持最多128個主分區
操作方式	操作后需執行`w`命令才生效	命令實時生效（無撤銷功能）
文件系統支持	只創建分區，需單獨格式化	可同時指定文件系統類型（僅標記）
單位系統	默認柱面（cylinder）	支持靈活單位（MB/GB/TB/%等）
調整分區大小	不支持	支持`resizepart`調整分區大小
主要發行版	所有Linux發行版預裝	大多數發行版預裝
典型應用場景	傳統MBR分區的小容量磁盤	大容量磁盤/GPT分區/UEFI系統

`fdisk -l` 輸出字段詳解

術語	含義	示例值
Disk	磁盤設備路徑	/dev/sda
GiB/bytes	磁盤總容量（二進制GB/字節）	20 GiB, 21474836480 bytes
sectors	總扇區數量	41943040
Units	扇區計算單位（1扇區=512字節）	sectors of 1 * 512
Sector size	邏輯/物理扇區大小（高級格式磁盤可能不同）	512B/512B
Disklabel type	分區表類型（dos=MBR, gpt=GPT）	dos
Disk identifier	MBR磁盤隨機標識碼	0xac318c9a
Device	分區設備路徑	/dev/sda1
Boot	引導標志（`*`表示可引導分區）	*
Start/End	分區起始/結束扇區號	2048, 2099199
Sectors	分區占用的扇區總數	2097152
Size	分區容量（自動換算）	1G
Id	分區類型十六進制代碼	83
Type	分區類型描述（基于Id）	Linux

常見分區類型ID：

82: Linux swap
83: Linux filesystem
8e: Linux LVM
ef: EFI系統分區

基礎語法

fdisk [選項] <磁盤設備>

選項	說明
`-l`	列出分區表（不進入交互模式）
`-s <分區>`	顯示分區大小（塊數）
`-u`	顯示扇區數而非柱面數
`-b <大小>`	指定扇區大小（512/1024/2048/4096）
`-c`	關閉 DOS 兼容模式
`-C <柱面>`	指定柱面數（舊磁盤兼容）

交互模式核心命令

進入交互模式：sudo fdisk /dev/sdb

命令	功能	使用示例
p	打印分區表	`p`
n	創建新分區	`n → p → 1 → [起始] → +10G`
d	刪除分區	`d → 2`（刪除分區2）
t	更改分區類型	`t → 3 → 82`（設為swap）
a	切換引導標志	`a → 1`（設sdb1為可引導）
m	顯示幫助菜單	`m`
w	保存并退出	`w`（立即生效）
q	不保存退出	`q`
v	驗證分區表	`v`
L	列出所有分區類型	`L`（查看ID代碼）

Parted 命令全面詳解

基礎語法

parted [選項] [設備] [命令 [參數]]

選項	說明
`-l`	列出所有磁盤分區表
`-s`	腳本模式（無交互）
`-a`	對齊類型（min/opt，用于SSD優化）
`-f`	強制執行（跳過警告）

常用操作命令

命令	語法	功能	示例
mklabel	`mklabel 標簽類型`	創建分區表	`mklabel gpt`
mkpart	`mkpart [類型] [文件系統] 起點終點`	創建分區	`mkpart primary ext4 1MiB 10GiB`
rm	`rm 分區號`	刪除分區	`rm 2`
resizepart	`resizepart 分區號新終點`	調整分區大小	`resizepart 3 50GiB`
print	`print [free/all]`	顯示分區信息	`print free`
set	`set 分區號標志狀態`	設置分區標志	`set 1 esp on`
unit	`unit 單位`	設置顯示單位	`unit GB`
select	`select 設備`	切換磁盤	`select /dev/sdb`

關鍵功能詳解

1. 創建分區表

# 創建GPT分區表
parted /dev/sdb mklabel gpt# 創建MBR分區表（傳統BIOS）
parted /dev/sdc mklabel msdos

2. 創建分區

# 創建主分區（文件系統僅作標記，需單獨格式化）
parted /dev/sdb mkpart primary xfs 1MiB# 創建邏輯分區（需先建擴展分區）
parted /dev/sdc mkpart extended 1024MiB
parted /dev/sdc mkpart logical ext4 1025MiB 2048MiB

3. 設置分區標志

# 設置啟動標志（MBR）
parted /dev/sdb set 1 boot on

4. 調整分區大小

# 先卸載分區
umount /dev/sdb1# 調整分區終點（需文件系統支持）
parted /dev/sdb resizepart 1 30GiB# 調整文件系統（XFS示例）
xfs_growfs /mount/point

5. 查看分區信息

parted /dev/sda print
# 輸出示例：
Model: ATA ST2000DM008-2FR1 (scsi)
Disk /dev/sda: 2000GB
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags1      1049kB  538MB   537MB   fat32        EFI   boot, esp2      538MB   50.0GB  49.5GB  xfs          root3      50.0GB  2000GB  1950GB               data  lvm

單位系統說明

parted 支持智能單位換算：

unit GB       # 以GB為單位（1GB=1000^3字節）
unit MiB      # 以MiB為單位（1MiB=1024^2字節）
unit %        # 按百分比分配空間
unit s        # 扇區模式（默認512字節/扇區）# 示例：使用百分比創建分區
parted /dev/sdb mkpart primary 0% 50%

交互模式與非交互模式

1. 交互模式（推薦初學者）

parted /dev/sdb
(parted) mklabel gpt
(parted) mkpart primary 1MiB 10GiB
(parted) set 1 esp on
(parted) print
(parted) quit

2. 非交互模式（適合腳本）

# 單行命令完成分區
parted -s /dev/nvme0n1 mklabel gpt \mkpart "EFI" fat32 1MiB 512MiB \set 1 esp on \mkpart "root" xfs 513MiB 100%

注意事項與故障處理

數據安全警告：
- parted 操作實時生效，無撤銷功能
- 操作前務必備份：dd if=/dev/sda of=sda_backup.img bs=1M

常見錯誤處理：

# 錯誤: 分區未刷新
Error: Partition(s) on /dev/sdb are being used.
# 解決: 卸載分區或重啟系統# 錯誤: 無效起點
Error: The location 0MiB is outside the device
# 解決: 使用1MiB代替0MiB（保留引導間隙）

分區后必要操作：

# 刷新內核分區表
partprobe /dev/sdb# 等待設備文件生成
udevadm settle# 格式化新分區
mkfs.xfs /dev/sdb1

與文件系統的關系：
- parted 只管理分區邊界
- 格式化必須單獨進行：mkfs, mkswap
- 調整分區大小后需調整文件系統

普通分區掛載流程

# 1. 等待設備初始化完成
udevadm settle# 2. 格式化分區為XFS文件系統
mkfs.xfs /dev/sdc1# 3. 查詢分區UUID
blkid /dev/sdc1# 4. 創建掛載點
mkdir /test# 5. 配置永久掛載（編輯fstab文件）
vim /etc/fstab
# 添加以下內容：
UUID=uuid /test xfs defaults 0 0# 6. 掛載所有fstab配置的分區
mount -a# 7. 驗證掛載
df -hT /test

二、交換分區配置流程

# 1. 創建交換分區（501MB）
統一單位unit MiB
(parted) mkpart 
Partition name?  []?                                                      
File system type?  [ext2]?                                                
Start? 10MiB
End? 510MiB
(parted) quit
udevadm settle
# 2. 格式化交換分區
mkswap /dev/sdb1
#Setting up swapspace version 1, size = 511996 KiB
#no label, UUID=ec6781fa-8dd3-4aa6-b6ad-8b52d5ea93bf
# 3. 查詢交換分區UUID
blkid /dev/sdc1# 4. 配置永久交換（編輯fstab文件）
vim /etc/fstab
# 添加以下內容：
UUID=uuid swap swap defaults 0 0# 5. 刷新交換空間配置
swapoff -a  # 關閉所有交換分區
swapon -a   # 按fstab啟用交換分區# 6. 驗證交換空間
free -m
swapon --show

命令	作用	注意事項
`udevadm settle`	等待系統創建設備文件	必須執行，否則可能找不到設備
`mkfs.xfs`	創建XFS文件系統	替代方案：`mkfs.ext4`
`blkid`	查看設備UUID	推薦使用UUID 避免設備名變化
`mount -a`	掛載/etc/fstab所有配置	測試配置是否正確
`parted mkpart`	創建分區	`linux-swap`指定為交換分區
`mkswap`	初始化交換空間	必須步驟，否則無法使用
`swapoff -a`	停用所有交換分區	刷新前必要操作
`swapon -a`	啟用/etc/fstab中的交換分區	使新配置生效