linux 文件系统-优快云博客

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Linux 文件系统是操作系统的核心组件之一，它负责管理磁盘空间、组织文件和目录，并提供对这些资源的访问接口。理解 Linux 文件系统的原理有助于更好地管理和优化存储设备。大家熟知的windows下，会有C盘、D盘，E盘，在设备管理器中可以看到，分别对应主分区，扩展分区，逻辑驱动器，所谓的分区，这么做为了方便数据管理、隔离，容量扩缩容等。

一、分区与分区表

1、分区

与windows 一样，在linux磁盘分区被分为三种主要类型：主分区、扩展分区和逻辑分区。每种类型的分区都有其特定的目的和限制。以下是它们之间的详细差别：

主分区（Primary Partition）：

定义：主分区是直接位于磁盘上的分区，可以直接用于存储操作系统或文件系统。

数量限制：一个磁盘最多可以有4个主分区。这是因为传统的MBR（Master Boot Record）分区表只能容纳4个条目。

用途：通常用来安装操作系统。例如，在多启动环境中，每个操作系统可能占用一个主分区。

引导支持：主分区可以直接设置为可引导状态，这意味着可以从该分区启动操作系统。

扩展分区（Extended Partition）

定义：扩展分区本身并不用于存储数据，而是作为容器来容纳多个逻辑分区。它是一个特殊的主分区，允许你绕过MBR对主分区数量的限制。

数量限制：一个磁盘上最多只能有一个扩展分区，但它可以包含多个逻辑分区。

用途：主要用于当需要超过4个分区时。通过创建一个扩展分区，然后在其中创建多个逻辑分区，你可以突破4个主分区的限制。

引导支持：扩展分区本身不能设置为可引导，但其中的逻辑分区可以。

逻辑分区（Logical Partition）

定义：逻辑分区是创建在扩展分区内部的分区。它们不是直接写入磁盘的分区表中，而是由扩展分区管理。

数量限制：理论上可以在一个扩展分区内创建大量的逻辑分区，具体取决于分区工具和文件系统的限制。

用途：用于增加分区的数量，而不需要额外的主分区。逻辑分区常用于存放数据、应用程序或其他非操作系统相关的文件。

引导支持：虽然扩展分区本身不可引导，但在某些情况下，逻辑分区可以通过修改引导加载程序配置来实现引导功能（如GRUB支持从逻辑分区启动）。

2.分区表

MBR（Master Boot Record）和 GPT（GUID Partition Table）是两种不同的磁盘分区表格式，它们各自有独特的特性和适用场景。以下是关于 MBR 和 GPT 的详细说明：

MBR分区表：传统的主启动记录（MBR）分区表中最多4个主分区或者最多3个主分区+1个扩展分区，也就是说扩展分区只能有一个，其它的都是主分区，但是它们的总个数不能超过4个，且单个主分区的最大容量为2TB（=2048GB）。

GPT分区表：是一个实体硬盘的分区结构。它是可扩展固件接口标准的一部分，用来替代BIOS中的主引导记录分区表。在GPT分区表中，主分区和拓展分区个数最多为128个，但是拓展分区最多只有1个，而且单个主分区的大小最大容量为18EB（=18432PB =18874368TB =19327352832GB）

MBR 分区表特点：

•兼容性：MBR 是较老的分区格式，广泛应用于早期的 DOS 和 Windows 系统中，具有良好的向后兼容性。

•分区限制：

•最多支持 4 个主分区，或者 3 个主分区加 1 个扩展分区（扩展分区可以包含多个逻辑分区）。

•单个分区最大容量为 2TB（对于使用 512 字节扇区大小的传统硬盘来说）。

•结构：

•MBR 位于磁盘的第一个扇区（通常称为引导扇区），大小为 512 字节。

•包含一个 446 字节的引导代码、64 字节的分区表信息以及 2 字节的结束标志。

缺点：

•分区数量和大小受限：如上所述，最多只能有 4 个主分区，并且单个分区不能超过 2TB。

•数据冗余性差：如果 MBR 损坏，则整个磁盘的分区信息可能会丢失。

GPT 分区表特点：

•大容量支持：GPT 支持超过 2TB 的单个分区，理论上支持的最大磁盘容量为 9.4 ZB（泽字节）。

•更多分区：默认情况下支持多达 128 个主分区，理论上可以通过调整来支持更多的分区。

•冗余性：GPT 在磁盘的开头和结尾各存储了一份完整的分区表备份，提高了数据的安全性和恢复能力。

•唯一标识符：每个分区都有一个唯一的 GUID（全局唯一标识符），这使得操作系统更容易管理和识别各个分区。

•结构：

•GPT 包括保护 MBR（为了与旧系统兼容）、主 GPT 头部、主 GPT 表、备用 GPT 表等部分。

•主 GPT 表记录了所有分区的信息，而备用 GPT 表作为冗余备份存放在磁盘末尾。

优点：

•更高的可靠性和灵活性：由于 GPT 提供了更好的数据冗余机制和更大的分区数量及容量支持，因此更适合现代大容量硬盘和 SSD。

•增强的安全特性：例如，GPT 可以防止意外覆盖或删除分区，因为旧式工具在看到保护 MBR 后会认为磁盘为空。

使用场景选择

•MBR 更适合用于旧版本的操作系统和小容量磁盘（< 2TB），尤其是当您需要保持对较老硬件和软件的最大兼容性时。

•GPT 则是大容量磁盘（> 2TB）和新系统的首选，特别是 UEFI 引导模式下的系统，因为它提供了更强大的功能和更好的可靠性。

•磁盘分区格式依据

（1）若磁盘小于2TB，可用fdisk /dev/sdb 进行分区，即MBR分区格式;

（2）若磁盘大于2TB，可用parted /dev/sdb进行分区，因为MBR分区磁盘是不能大于2.2TB，所以超过2TB一般使用GPT分区格式；

一般情况下，我们都是选择使用fdisk工具来进行分区，但是目前在实际生产环境中使用的磁盘空间越来越大，呈TiB级别增长；而常用的fdisk这个工具对分区是有大小限制的，它只能划分小于2T的磁盘，划分大于2T磁盘分区的时候fdisk就无法满足要求了；这个时候有2个方法，其一是通过卷管理扩容卷来增大磁盘空间，其二就是通过parted工具来实现对GPT磁盘进行分区操作。

注意事项

•如果要安装 Windows 操作系统，需要注意的是：

•Windows 7 或更高版本可以在 BIOS 模式下使用 MBR 分区，在 UEFI 模式下则必须使用 GPT 分区。

•老版本 Windows（如 XP）不支持 GPT 分区，除非是 64 位 Itanium 版本。