[華為云在線課程][Linux磁盤存儲和文件系統(tǒng)][第二章磁盤分區(qū)][學(xué)習(xí)筆記]

使用硬盤空間的過程

設(shè)備分區(qū)

創(chuàng)建文件系統(tǒng)

掛載新的文件系統(tǒng)

為什么要分區(qū)

優(yōu)化I/O性能

實現(xiàn)磁盤空間配額限制

提高修復(fù)速度

隔離系統(tǒng)和程序

安裝多個OS

采用不同文件系統(tǒng)

分區(qū)方式

分區(qū)方式有兩種：MBR和GPT

MBR分區(qū)

MBR：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇區(qū)數(shù)，分區(qū)不超過2T

劃分分區(qū)的單位：

CentOS5之前按照 整個柱面劃分

CentOS6后可以按Sector劃分

0磁道0扇區(qū)：512bytes

446bytes：boot loader啟動相關(guān)

64bytes：分區(qū)表，其中每16bytes標識一個分區(qū)

2bytes：55AA

MBR分區(qū)中一塊硬盤最多有4個主分區(qū)，也可以3主分區(qū)+1拓展（N個邏輯分區(qū)）

MBR分區(qū)：主和拓展分區(qū)對應(yīng)的1-4，/dev/sda3，邏輯分區(qū)從5開始，/dev/sda5

MBR分區(qū)的主分區(qū)：不能再劃分更小的分區(qū)，主分區(qū)+拓展<=4，可以有多個，一個硬盤只有一個主分區(qū)處于激活狀態(tài)（啟動系統(tǒng)）1-4

MBR分區(qū)的拓展分區(qū)：可以有，也可以沒有，有且只有一個，不能直接使用，劃分更小的分區(qū)才能使用 1-4

MBR分區(qū)的邏輯分區(qū)（邏輯驅(qū)動器）：必須由拓展分區(qū)的劃分出來 5-N

MBR分區(qū)結(jié)構(gòu)

硬盤主引導(dǎo)區(qū)MBR由4個部分組成

主引導(dǎo)程序（偏移地址0000H-0088H），它負責(zé)從活動分區(qū)中裝載，并運行系統(tǒng)引導(dǎo)程序

出錯信息數(shù)據(jù)區(qū)，偏移地址0089H-00E1H為出錯信息，00E2H-01BDH全為0字節(jié)

分區(qū)表（DPT，Disk Partition Table）含4個分區(qū)項，偏移地址01BEH-01FDH，每個分區(qū)表項長16字節(jié)，共64字節(jié)為分區(qū)項1、分區(qū)項2、分區(qū)項3、分區(qū)項4

問題：如果分區(qū)表被破壞了，如何修復(fù)？如何備份分區(qū)表？

開機后進入救援模式，利用分區(qū)策略相同的另一臺主機的分區(qū)表來還原和恢復(fù)當前主機被破環(huán)的分區(qū)表

將分區(qū)表備份為一個二進制文件存放在別的電腦上

GPT分區(qū)

GPT：GUID（Global Unique Identifiers）partition table支持128個分區(qū)，支持8Z（512Byte/block）64Z（4096Byte/block）

使用128位UUID（Universally Unique Identifier）表示磁盤和分區(qū)GPT分區(qū)表自動備份在頭和尾兩份，并有CRC校驗位

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）統(tǒng)一可拓展固件接口，硬件支持GPT，使得操作系統(tǒng)可以啟動

GPT分區(qū)結(jié)構(gòu)

GPT分區(qū)結(jié)構(gòu)分為4個區(qū)域：

GPT頭

分區(qū)表

GPT分區(qū)

備份區(qū)域

BIOS和UEFI

BIOS是固化在電腦主板上的程序，主要用于開機系統(tǒng)自檢和引導(dǎo)操作系統(tǒng)。目前新式的電腦基本上都是UEFI啟動

BIOS（Basic Input Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)）主要完成系統(tǒng)硬件自檢和引導(dǎo)操作系統(tǒng)，操作系統(tǒng)開始啟動之后，BIOS的任務(wù)就完成了。系統(tǒng)硬件自檢：如果系統(tǒng)硬件有故障，主板上的揚聲器就會發(fā)出長短不同的"滴滴"聲，可以簡單的判斷硬件故障，比如"1長1短"通常表示內(nèi)存故障，"1長3短"通常表示顯卡故障

BIOS在1975年就誕生了，使用匯編語言編寫，當初只有16位，因此只能訪問1M的內(nèi)存，其中前640K稱為基本內(nèi)存，后384K內(nèi)存留給開機和各類BIOS本身使用。BIOS只能識別到主引導(dǎo)記錄（MBR）初始化的硬盤，最多支持2T的硬盤，4個主分區(qū)（邏輯分區(qū)中的擴展分區(qū)除外），而目前普遍實現(xiàn)了64位系統(tǒng)，傳統(tǒng)的BIOS已經(jīng)無法滿足需求了，這時英特爾主導(dǎo)EFI就誕生了

EFI（Extensible Firmware Interface）可拓展固件接口，是Intel為PC固件的體系結(jié)構(gòu)、接口和服務(wù)提出的建議標準。其主要目的是為了提供一組在OS加載之前（啟動前）在所有平臺上一致的、正確指定的啟動服務(wù)，被看做是BIOS的繼任者，或者理解為新版BIOS。

UEFI是由EFI1.10為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，她的所有者已不再是Intel，而是一個稱為Unified EFI Form的國際組織。

UEFI（Unified Extensible Firmware Interface）統(tǒng)一的可拓展固件接口，是一種詳細描述類型接口的標準。UEFI相當于一個輕量化的操作系統(tǒng)，提供了硬件和操作系統(tǒng)之間的一個接口，提供了圖形化的操作界面。最關(guān)鍵的是引入了GPT分區(qū)表，支持2T以上的硬盤，硬盤分區(qū)不受限制。

BIOS和UEFI的區(qū)別

BIOS采用了16位匯編語言編寫，只能運行在實模式（內(nèi)存尋址方式由16位段寄存器的內(nèi)容乘以16（10H）當做段基地址，加上16位偏移地址形成20位的物理地址）下，可訪問的內(nèi)存空間為1MB，只支持字符操作界面

UEFI采用32位或者64位的C語言編寫，突破了實模式的限制，可以達到最大的尋址空間，支持圖形操作界面，使用文件方式保存信息，支持GPT分區(qū)啟動，適合和較新的系統(tǒng)和硬件配合使用。

BIOS+MBR與UEFI+GPT

傳統(tǒng)BIOS運行流程：開機，BIOS初始化，BIOS自檢，引導(dǎo)操作系統(tǒng)，進入系統(tǒng)

UEFI運行流程：開機，UEFI初始化，引導(dǎo)操作系統(tǒng)，進入系統(tǒng)

MSDN（Microsoft Developer Network）指出，Windows只能安裝于BIOS+MBR或者UEFI+GPT組合上，而BIOS+GPT和UEFI+MBR是不允許的。但是BIOS+GPT+GRUB啟動Linux是可以的

管理分區(qū)

列出塊設(shè)備

lsblk

創(chuàng)建分區(qū)命令

fdisk 管理MBR分區(qū) gdisk 管理GPT分區(qū) parted 高級分區(qū)操作，可以是交互或非交互方式

重新設(shè)置內(nèi)存中的內(nèi)核分區(qū)表版本，適合于除了CentOS6以外的其他版本5，7，8

partprobe

parted命令

注意：parted的操作都是實時生效的，小心使用

格式：

parted [選項]... [設(shè)備 [命令 [參數(shù)]...]...]

例子：

parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos parted /dev/sdb print parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 (默認M) parted /dev/sdb rm 1 parted -l 列出所有硬盤分區(qū)信息

分區(qū)工具fdisk和gdisk

gdisk [device…] 類fdisk 的GPT分區(qū)工具

fdisk -l [-u] [device…] 查看分區(qū)

fdisk [device…] 管理MBR分區(qū)

子命令：

p 分區(qū)列表 t 更改分區(qū)類型 n 創(chuàng)建新分區(qū) d 刪除分區(qū) v 校驗分區(qū) u 轉(zhuǎn)換單位 w 保存并退出 q 不保存并退出

查看內(nèi)核是否已經(jīng)識別新的分區(qū)

cat /proc/partations

CentOS7,8同步分區(qū)表

partprobe

CentOS6通知內(nèi)核重新讀取硬盤分區(qū)表

新增分區(qū)用

partx -a /dev/DEVICE kpartx -a /dev/DEVICE -f:force 例子： partx -a /dev/sda

刪除分區(qū)用

partx -d --nr M-N /dev/DEVICE 例子： partx -d --nr 6-8 /dev/sda

例子：非交互式創(chuàng)建分區(qū)

echo -e 'n\np\n\n\n+2G\nw\n' | fdisk /dev/sdc

Linux

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