12.Linux 磁盘管理

Linux : 磁盘管理

一、磁盘设备命名规则

磁盘类型	设备命名模式	示例	特点
SATA/SCSI/SAS	/dev/sdX	sda（第一块硬盘） sda1（第一块硬盘第一分区）	机械硬盘/通用接口
NVMe	/dev/nvmeXnYpZ	nvme0n1（第一通道第一块盘） nvme0n1p1（第一通道第一块盘第一分区）	SSD高性能接口
Virtio-block	/dev/vdX	vda（第一块虚拟盘）	虚拟化环境专用

查看磁盘信息：

fdisk -l       # 查看分区详情
lsblk          # 树形显示块设备
parted -l      # 查看分区表详情

二、分区方案对比：MBR vs GPT

特性	MBR (msdos)	GPT (gpt)
最大磁盘容量	2TB	8ZB（理论极限）
分区数量	4个主分区（或3主+1扩展+多个逻辑）	128个主分区
引导记录	单份（位于磁盘开头，易损坏）	双份（首尾备份，更安全）
分区表大小	64字节（固定）	16,384字节（更灵活）
适用系统	旧版BIOS	UEFI固件

关键区别：

• MBR磁盘标签：msdos
• GPT磁盘标签：gpt
• 转换分区表会清除所有数据

fdisk与parted对比

在Linux系统中，fdisk和parted都是常用的磁盘分区工具，但它们在功能和使用场景上有显著区别：

特性	fdisk	parted
分区表支持	仅支持MBR（msdos）分区表	支持MBR和GPT分区表
磁盘容量限制	最大2TB磁盘	支持>2TB的大容量磁盘（理论8ZB）
交互模式	命令行交互界面（类似vi）	支持交互模式和单行命令模式
分区数量	最多4个主分区（或3主+1扩展+逻辑分区）	GPT支持最多128个主分区
操作方式	操作后需执行w命令才生效	命令实时生效（无撤销功能）
文件系统支持	只创建分区，需单独格式化	可同时指定文件系统类型（仅标记）
单位系统	默认柱面（cylinder）	支持灵活单位（MB/GB/TB/%等）
调整分区大小	不支持	支持resizepart调整分区大小
主要发行版	所有Linux发行版预装	大多数发行版预装
典型应用场景	传统MBR分区的小容量磁盘	大容量磁盘/GPT分区/UEFI系统

fdisk -l 输出字段详解

术语	含义	示例值
Disk	磁盘设备路径	/dev/sda
GiB/bytes	磁盘总容量（二进制GB/字节）	20 GiB, 21474836480 bytes
sectors	总扇区数量	41943040
Units	扇区计算单位（1扇区=512字节）	sectors of 1 * 512
Sector size	逻辑/物理扇区大小（高级格式磁盘可能不同）	512B/512B
Disklabel type	分区表类型（dos=MBR, gpt=GPT）	dos
Disk identifier	MBR磁盘随机标识码	0xac318c9a
Device	分区设备路径	/dev/sda1
Boot	引导标志（*表示可引导分区）	*
Start/End	分区起始/结束扇区号	2048, 2099199
Sectors	分区占用的扇区总数	2097152
Size	分区容量（自动换算）	1G
Id	分区类型十六进制代码	83
Type	分区类型描述（基于Id）	Linux

常见分区类型ID：

• 82: Linux swap

• 83: Linux filesystem

• 8e: Linux LVM

• ef: EFI系统分区

• 基础语法

  fdisk [选项] <磁盘设备>
  

  选项	说明
  -l	列出分区表（不进入交互模式）
  -s <分区>	显示分区大小（块数）
  -u	显示扇区数而非柱面数
  -b <大小>	指定扇区大小（512/1024/2048/4096）
  -c	关闭 DOS 兼容模式
  -C <柱面>	指定柱面数（旧磁盘兼容）

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  交互模式核心命令

  进入交互模式：sudo fdisk /dev/sdb

  命令	功能	使用示例
  p	打印分区表	p
  n	创建新分区	n → p → 1 → [起始] → +10G
  d	删除分区	d → 2（删除分区2）
  t	更改分区类型	t → 3 → 82（设为swap）
  a	切换引导标志	a → 1（设sdb1为可引导）
  m	显示帮助菜单	m
  w	保存并退出	w（立即生效）
  q	不保存退出	q
  v	验证分区表	v
  L	列出所有分区类型	L（查看ID代码）

Parted 命令全面详解

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基础语法

parted [选项] [设备] [命令 [参数]]

选项	说明
-l	列出所有磁盘分区表
-s	脚本模式（无交互）
-a	对齐类型（min/opt，用于SSD优化）
-f	强制执行（跳过警告）

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常用操作命令

命令	语法	功能	示例
mklabel	mklabel 标签类型	创建分区表	mklabel gpt
mkpart	mkpart [类型] [文件系统] 起点 终点	创建分区	mkpart primary ext4 1MiB 10GiB
rm	rm 分区号	删除分区	rm 2
resizepart	resizepart 分区号 新终点	调整分区大小	resizepart 3 50GiB
print	print [free/all]	显示分区信息	print free
set	set 分区号 标志 状态	设置分区标志	set 1 esp on
unit	unit 单位	设置显示单位	unit GB
select	select 设备	切换磁盘	select /dev/sdb

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关键功能详解

1. 创建分区表

# 创建GPT分区表
parted /dev/sdb mklabel gpt

# 创建MBR分区表（传统BIOS）
parted /dev/sdc mklabel msdos

2. 创建分区

# 创建主分区（文件系统仅作标记，需单独格式化）
parted /dev/sdb mkpart primary xfs 1MiB

# 创建逻辑分区（需先建扩展分区）
parted /dev/sdc mkpart extended 1024MiB
parted /dev/sdc mkpart logical ext4 1025MiB 2048MiB

3. 设置分区标志

# 设置启动标志（MBR）
parted /dev/sdb set 1 boot on

4. 调整分区大小

# 先卸载分区
umount /dev/sdb1

# 调整分区终点（需文件系统支持）
parted /dev/sdb resizepart 1 30GiB

# 调整文件系统（XFS示例）
xfs_growfs /mount/point

5. 查看分区信息

parted /dev/sda print
# 输出示例：
Model: ATA ST2000DM008-2FR1 (scsi)
Disk /dev/sda: 2000GB
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
 1      1049kB  538MB   537MB   fat32        EFI   boot, esp
 2      538MB   50.0GB  49.5GB  xfs          root
 3      50.0GB  2000GB  1950GB               data  lvm

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单位系统说明

parted 支持智能单位换算：

unit GB       # 以GB为单位（1GB=1000^3字节）
unit MiB      # 以MiB为单位（1MiB=1024^2字节）
unit %        # 按百分比分配空间
unit s        # 扇区模式（默认512字节/扇区）

# 示例：使用百分比创建分区
parted /dev/sdb mkpart primary 0% 50%

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交互模式 与 非交互模式

1. 交互模式（推荐初学者）

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（适合脚本）

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

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注意事项与故障处理

1. 数据安全警告：

   • parted 操作实时生效，无撤销功能
   • 操作前务必备份：dd if=/dev/sda of=sda_backup.img bs=1M

2. 常见错误处理：

   # 错误: 分区未刷新
   Error: Partition(s) on /dev/sdb are being used.
   # 解决: 卸载分区或重启系统
   
   # 错误: 无效起点
   Error: The location 0MiB is outside the device
   # 解决: 使用1MiB代替0MiB（保留引导间隙）
   

3. 分区后必要操作：

   # 刷新内核分区表
   partprobe /dev/sdb
   
   # 等待设备文件生成
   udevadm settle
   
   # 格式化新分区
   mkfs.xfs /dev/sdb1
   

4. 与文件系统的关系：

   • parted 只管理分区边界
   • 格式化必须单独进行：mkfs, mkswap
   • 调整分区大小后需调整文件系统

普通分区挂载流程

# 1. 等待设备初始化完成
udevadm settle

# 2. 格式化分区为XFS文件系统
mkfs.xfs /dev/sdc1

# 3. 查询分区UUID
blkid /dev/sdc1

# 4. 创建挂载点
mkdir /test

# 5. 配置永久挂载（编辑fstab文件）
vim /etc/fstab
# 添加以下内容：
UUID=uuid /test xfs defaults 0 0

# 6. 挂载所有fstab配置的分区
mount -a

# 7. 验证挂载
df -hT /test

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二、交换分区配置流程

# 1. 创建交换分区（501MB）
统一单位unit MiB
(parted) mkpart 
Partition name?  []?                                                      
File system type?  [ext2]?                                                
Start? 10MiB
End? 510MiB
(parted) quit
udevadm settle
# 2. 格式化交换分区
mkswap /dev/sdb1
#Setting up swapspace version 1, size = 511996 KiB
#no label, UUID=ec6781fa-8dd3-4aa6-b6ad-8b52d5ea93bf
# 3. 查询交换分区UUID
blkid /dev/sdc1

# 4. 配置永久交换（编辑fstab文件）
vim /etc/fstab
# 添加以下内容：
UUID=uuid swap swap defaults 0 0

# 5. 刷新交换空间配置
swapoff -a  # 关闭所有交换分区
swapon -a   # 按fstab启用交换分区

# 6. 验证交换空间
free -m
swapon --show

命令	作用	注意事项
udevadm settle	等待系统创建设备文件	必须执行，否则可能找不到设备
mkfs.xfs	创建XFS文件系统	替代方案：mkfs.ext4
blkid	查看设备UUID	推荐使用UUID 避免设备名变化
mount -a	挂载/etc/fstab所有配置	测试配置是否正确
parted mkpart	创建分区	linux-swap指定为交换分区
mkswap	初始化交换空间	必须步骤，否则无法使用
swapoff -a	停用所有交换分区	刷新前必要操作
swapon -a	启用/etc/fstab中的交换分区	使新配置生效