Hans学Linux 第2章 Linux虚拟机安装和磁盘分区

本文详细介绍了如何在虚拟机中安装CentOS7和Ubuntu20.04,涉及Linux磁盘分区的MBR和GPT区别,以及BIOS和UEFI开机流程。重点讲解了Linux分区策略,提倡现代方法以适应大容量内核。

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Hans学Linux系列文章目录

        第0章 计算机系统

        第1章 Linux概述

        第2章 Linux虚拟机安装和磁盘分区


目录

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前言

一、安装虚拟机

二、Linux磁盘分区

1.MBR分割表

2.GUID partition table, GPT 磁碟分割表

三、BIOS和UEFI开机模式

1. BIOS 搭配MBR/GPT 的开机流程

2. UEFI BIOS 搭配GPT 开机的流程

四、Linux 分区

总结



前言

学习Linux只通过看书看博客是肯定不够的,在自己的PC上安装一个Linux操作系统会好很多,之前研究生的时候在PC上装过双系统、Ubuntu14.04、16.04、18.04和20.01版本都装过,个人感觉更新的系统装起来更省力一些,因为比较老的操作系统对硬件的支持不够,装显卡驱动、wifi驱动会很费时间,而且坑特别多。

这次想通过虚拟机的方式学习Linux,原因有两点:

        一、这种方式安装很方便,不需要考虑引导等问题。

        二、在虚拟机里面可以随便造,不用担心会把电脑搞崩之类的问题。

本次打算使用另一套发行商提供的版本CentOS 7。



一、安装虚拟机

        关于如何在win10下安装虚拟机的帖子有很多,这次就暂且不表。

        我在win10电脑上安装两套虚拟机,一套是CentOS 7.6版本的,另一套选择Ubuntu20.04LTS。


二、Linux磁盘分区

从磁盘的物理结构来看存取信息的最小单位是扇区,扇区的物理量设计有两种大小,分别是512bytes 与4Kbytes。

分割表


1.MBR分割表

早期的Linux 系统为了相容于Windows 的磁碟,因此使用的是支援Windows 的MBR(Master Boot Record, 主要开机纪录区) 的方式来处理开机管理程序与分割表!

而开机管理程序纪录区与分割表则放在磁碟的第一个扇区,这个扇区通常是512bytes。而这个扇区包含的内容有:

  • 主要开机记录区(Master Boot Record, MBR):安装开机管理程序的地方,446 bytes
  • 分割表(partition table):记录整颗硬盘分割的状态,64 bytes 

在分割表中,分为三种分割方式:主要分割、延伸分割和逻辑分割

其中:

  •    主要分割与延伸分割最多可以有四笔
  •    延伸分割最多只能有一个
  •    逻辑分割是由延伸分割持续切割出来的分割槽

磁碟分割表的作用示意图

由于分割表逻辑地址以32位二进制表示,所以最大只能表示2^32个地址,因此MBR支持的最大容量为2^32*512字节(默认每个扇区大小)=2048G。

较新的硬盘默认扇区支持4k,MBR可支持的最大容量为2^32*4k=16T。



2.GUID partition table, GPT 磁碟分割表

        此种方式较新,可以支持4K磁取的硬盘,大多会使用逻辑区块位址(Logical Block Address, LBA)来处理,GPT 将磁盘所有区块以LBA(预设为512bytes) 来规划,与MBR 仅使用第一个512bytes 区块来纪录不同, GPT 使用了34 个LBA 区块来纪录分割信息,并且与MBR不同,GPT 除了前面34 个LBA 之外,整个磁碟的最后33 个LBA 也拿来作为另一个备份。

GPT 分割表的结构示意图

 LBA0 (MBR 相容区块)

与MBR 模式相似,这个相容区块也分为两个部份,一个就是跟之前446 bytes 相似的区块,储存了第一阶段的开机管理程序!而在原本的分割表的纪录区内,这个相容模式仅放入一个特殊标志的分割,用来表示此磁盘为GPT 格式。

LBA1 (GPT 表头纪录)

这个部份纪录了分割表本身的位置与大小,同时纪录了备份用的GPT分割的位置, 同时放置了分割表的检验机制码(CRC32)。

LBA2-33 (实际纪录分割资讯处)

从LBA2 区块开始,每个LBA 都可以纪录4 笔分割纪录,所以在预设的情况下,总共可以有4*32 = 128 笔分割纪录,GPT 在每笔纪录中分别提供了64bits 来记载开始/结束的磁区号码,因此GPT最大支持的硬盘为2^64*512bytes = 2^30TB。

三、BIOS和UEFI开机模式

1. BIOS 搭配MBR/GPT 的开机流程

        开机流程:

  1. BIOS:开机主动执行的固件,读取硬件信息。
  2. MBR:第一个可开机装置的第一个磁区内的主要开机记录区块,内含开机管理程序;
  3. 开机管理程序(boot loader):读取grub、内核等来启动;
  4. 内核启动:将内核加载到内存中

2. UEFI BIOS 搭配GPT 开机的流程

        UEFI相当于一个小型的操作系统,使用UEFI的主机,在开机的速度上要比BIOS 来的快上许多。UEFI和BIOS的比较如下表所示:

比较项目传统BIOSUEFI
使用程式语言组合语言C 语言
硬体资源控制使用中断(IRQ) 管理
不可变的记忆体存取
不可变得输入/输出存取
使用驱动程式与协定
处理器运作环境16 位元CPU 保护模式
扩充方式透过IRQ 连结直接载入驱动程式
第三方厂商支援较差较佳且可支援多平台
图形化能力较差较佳
内建简化作业系统前环境不支援支援

四、Linux 分区

        一般的教程都使用手动分区/ /boot /swap /home等,可能由于有些教程比较陈旧,很多教程中都选择分区时给/boot分配100M的空间,但此种分区方法已经不太适合了,/boot文件夹一般用来存放一些引导和内核文件,Linux 内核已经发展到了第五代,内核的尺寸也在增加,/boot只分给100M已经明显不够用了。我的建议是分给/boot更多的空间512M或1G,或者是干脆放弃/boot分区,其实影响不是很大。

        ps:之前在Ubuntu 18.04中尝试过放弃手动分区,使用Ubuntu自动分区,在开发使用起来没有什么影响,大家也可以选择尝试使用此种方式。  



总结

在本章节介绍了虚拟机安装、磁盘分割、linux分区的内容。

鸟哥的Linux私房菜依然是主要的参考。

### 如何在 VirtualBox 中安装带中文支持的 Linux 虚拟机 #### 准备工作 为了顺利安装带有中文支持的 Linux 虚拟机,在开始之前需确保已下载并安装好最新版本的 VirtualBox 软件[^1]。 #### 下载合适的 Linux 发行版 ISO 文件 选择一个官方提供的包含多国语言包(含中文)的支持中文界面的 Linux 版本,比如 Ubuntu Kylin 或 Deepin 等。可以从各自官方网站获取对应的 ISO 镜像文件。 #### 创建新的虚拟机实例 打开 VirtualBox 应用程序后点击“新建”,按照向导提示设置新虚拟机名称、操作系统类型以及分配内存大小等参数。建议至少给定 2GB 的 RAM 来保障流畅运行图形化桌面环境。 #### 设置存储设备 为虚拟机配置硬盘空间,通常情况下可以选择 VDI 动态扩展磁盘格式,并预留足够的可用容量用于后续操作系统的安装其他应用部署。 #### 完成初始设置并加载 ISO 映像 完成上述步骤后返回到主界面选中刚创建好的虚拟机条目,通过“设置 -> 存储”选项卡把事先准备好的 Linux ISO 文件挂载至 CD/DVD 控制器位置以便稍后的引导安装过程能够识别此介质作为源来执行系统初始化流程。 #### 开始安装过程 双击启动目标虚拟机,根据屏幕上的指示逐步推进直至遇到有关区域与时区的选择环节时务必指定为中国大陆地区;继续前进直到到达键盘布局设定阶段同样选取适合汉语用户的方案如简化拼音输入法之类的选项以确保日后能正常使用汉字录入功能。 #### 安装必要的字体语言包 一旦完成了基础的操作系统安装备忘录,则可通过终端窗口利用包管理工具 apt-get (适用于 Debian 类系) 或 yum(dnf)(针对 RedHat 衍生品) 增加额外的语言资源: 对于基于 APT 的发行版: ```bash sudo apt update && sudo apt install language-pack-zh-hans fonts-wqy-microhei ttf-wqy-zenhei -y ``` 对于基于 YUM(DNF) 的发行版: ```bash sudo dnf install langpacks-zh_CN fontconfig-all-fonts wqy* -y ``` 重启计算机使更改生效,此时应该可以在登录界面上看到简体中文显示了。 #### 测试中文输入能力 最后一步就是验证是否成功启用了完整的汉化体验——尝试切换到中文输入模式看看能否正常打出想要表达的文字内容吧!
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