Linux操作系統(tǒng)MBR和GPT分區(qū)方案目錄/Contents0102MBR分區(qū)方案GPT分區(qū)方案02Linux磁盤(pán)分區(qū)工具01MBR分區(qū)方案分區(qū)是將物理磁盤(pán)劃分為一個(gè)個(gè)邏輯區(qū)域的過(guò)程，每個(gè)分區(qū)在操作系統(tǒng)中被視為一個(gè)獨(dú)立的存儲(chǔ)單元。分區(qū)的目的是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)隔離、系統(tǒng)組織管理和提高可靠性。在Linux系統(tǒng)中，分區(qū)是系統(tǒng)安裝和運(yùn)行的基礎(chǔ)。每個(gè)分區(qū)通常會(huì)被掛載（mount）到Linux文件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中的一個(gè)目錄下，形成統(tǒng)一的目錄樹(shù)結(jié)構(gòu)。MBR（MasterBootRecord，主引導(dǎo)記錄）是早期最常用的磁盤(pán)分區(qū)方案之一，自上世紀(jì)80年代以來(lái)在PC架構(gòu)上廣泛使用，兼容性好。MBR（MasterBootRecord，主啟動(dòng)記錄）分區(qū)方案指定了在運(yùn)行BIOS固件的系統(tǒng)上如何對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行分區(qū)。MBR位于硬盤(pán)的第一個(gè)扇區(qū)（通常是扇區(qū)0），其大小為512字節(jié)。MBR由以下3個(gè)主要部分組成。引導(dǎo)程序（Bootloader）：占據(jù)了MBR的前446字節(jié)，負(fù)責(zé)引導(dǎo)加載操作系統(tǒng)。當(dāng)計(jì)算機(jī)啟動(dòng)時(shí)，BIOS將讀取MBR中的引導(dǎo)程序并執(zhí)行，從而啟動(dòng)操作系統(tǒng)。分區(qū)表（PartitionTable）：占據(jù)了MBR引導(dǎo)程序后的64字節(jié)，用于記錄硬盤(pán)的分區(qū)信息。MBR分區(qū)表最多可以記錄4個(gè)主分區(qū)的信息，每個(gè)主分區(qū)的記錄占用16字節(jié)。MBR簽名（MBRSignature）：占據(jù)了MBR的最后2字節(jié)，用于標(biāo)識(shí)MBR的有效性。MBR分區(qū)方案MBR分區(qū)方案MBR分區(qū)方案支持最多4個(gè)主分區(qū)，如果需要超過(guò)4個(gè)分區(qū)，則必須創(chuàng)建一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)，在擴(kuò)展分區(qū)內(nèi)創(chuàng)建多個(gè)邏輯分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)本身不能直接存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，邏輯分區(qū)用于實(shí)際的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)。管理員可以使用擴(kuò)展分區(qū)和邏輯分區(qū)來(lái)創(chuàng)建最多15個(gè)分區(qū)。分區(qū)的大小以32位值存儲(chǔ)，使用MBR分區(qū)方案分區(qū)時(shí)，最大磁盤(pán)和分區(qū)大小為2TiB。/dev/vdb存儲(chǔ)設(shè)備的MBR分區(qū)如下圖所示。Primary表示主分區(qū)，vdb1、vdb2、vdb3均屬于主分區(qū)，可以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；Extended表示擴(kuò)展分區(qū)，vdb4屬于擴(kuò)展分區(qū)，但不能直接用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)，需要在其上創(chuàng)建邏輯分區(qū)；vdb5、vdb6屬于邏輯分區(qū)，它們?cè)跀U(kuò)展分區(qū)vdb4的基礎(chǔ)上創(chuàng)建，可以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；Unused表示磁盤(pán)上的未使用空間，可用于創(chuàng)建新的邏輯分區(qū)。MBR分區(qū)的局限性限制內(nèi)容描述最大支持磁盤(pán)容量?jī)H支持最多2TB的磁盤(pán)（使用32位LBA尋址）主分區(qū)數(shù)量限制最多支持4個(gè)主分區(qū)擴(kuò)展分區(qū)機(jī)制繁瑣為突破主分區(qū)數(shù)量限制，需創(chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)并在其內(nèi)再建邏輯分區(qū)不支持UEFI啟動(dòng)僅兼容傳統(tǒng)BIOS引導(dǎo)，不適用于現(xiàn)代GPT+UEFI系統(tǒng)MBR分區(qū)方案下的Linux系統(tǒng)啟動(dòng)流程BIOS自檢計(jì)算機(jī)通電后，BIOS進(jìn)行硬件自檢，并定位啟動(dòng)磁盤(pán)的第一個(gè)扇區(qū)（MBR）。加載MBRBIOS讀取MBR，其中包含引導(dǎo)程序代碼及分區(qū)表信息。MBR的引導(dǎo)程序負(fù)責(zé)查找標(biāo)記為活動(dòng)分區(qū)的啟動(dòng)記錄。加載引導(dǎo)裝載程序引導(dǎo)程序?qū)⒖刂茩?quán)轉(zhuǎn)交給位于活動(dòng)分區(qū)中的引導(dǎo)裝載程序（如GRUB），該程序提供啟動(dòng)菜單并確定啟動(dòng)選項(xiàng)。加載內(nèi)核與initrdGRUB根據(jù)配置文件加載Linux內(nèi)核及初始RAM文件系統(tǒng)（initrd/initramfs），將控制權(quán)轉(zhuǎn)移給內(nèi)核。系統(tǒng)初始化內(nèi)核啟動(dòng)后，初始化硬件、掛載根文件系統(tǒng)，并啟動(dòng)第一個(gè)進(jìn)程（如systemd或init），進(jìn)而啟動(dòng)整個(gè)用戶空間的系統(tǒng)服務(wù)。MBR分區(qū)方案02GPT分區(qū)方案GPT分區(qū)方案概述GPT（GUIDPartitionTable，全球唯一標(biāo)識(shí)分區(qū)表）是一種新一代磁盤(pán)分區(qū)機(jī)制，是對(duì)傳統(tǒng)MBR分區(qū)方案的替代與擴(kuò)展。GPT是UEFI（統(tǒng)一可擴(kuò)展固件接口，UnifiedExtensibleFirmwareInterface）規(guī)范的一部分，旨在克服MBR在分區(qū)數(shù)量和磁盤(pán)容量方面的限制。GPT提供了更強(qiáng)的靈活性、更大的容量支持、更高的可靠性，并支持現(xiàn)代硬件的啟動(dòng)方式，是當(dāng)前主流系統(tǒng)（尤其是64位Linux和Windows）推薦采用的分區(qū)方式。對(duì)比內(nèi)容GPTMBR最大支持磁盤(pán)容量9.4ZB（Zettabyte）最大2TB支持分區(qū)數(shù)量通常支持最多128個(gè)主分區(qū)最多4個(gè)主分區(qū)（需擴(kuò)展分區(qū)支持邏輯分區(qū)）引導(dǎo)方式支持UEFI引導(dǎo)僅支持BIOS引導(dǎo)分區(qū)表冗余支持主分區(qū)表+備份分區(qū)表（冗余機(jī)制）僅有一份主分區(qū)表，易損壞校驗(yàn)機(jī)制使用CRC32校驗(yàn)，增強(qiáng)可靠性無(wú)校驗(yàn)機(jī)制，容易損壞GPT與MBR的對(duì)比如下表所示。GPT分區(qū)方案概述/dev/vdb存儲(chǔ)設(shè)備的GPT分區(qū)如下圖所示。PrimaryGPT位于磁盤(pán)的開(kāi)頭，包含了主分區(qū)表和分區(qū)條目表，用于定義磁盤(pán)的分區(qū)信息；BackupGPT位于磁盤(pán)的結(jié)尾，包含主分區(qū)表和分區(qū)條目表的備份信息，用于在主GPT損壞時(shí)進(jìn)行恢復(fù)；vdb1、vdb2、vdb3、vdb4、vdb5是磁盤(pán)上的分區(qū)，每個(gè)分區(qū)都是獨(dú)立的，可以用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)；Unused表示磁盤(pán)上未使用的空間，可用來(lái)創(chuàng)建新的分區(qū)，或者擴(kuò)展現(xiàn)有的分區(qū)。03Linux磁盤(pán)設(shè)備管理fdisk管理分區(qū)借助分區(qū)編輯器程序，管理員可對(duì)磁盤(pán)的分區(qū)進(jìn)行更改，例如創(chuàng)建分區(qū)、刪除分區(qū)和更改分區(qū)類(lèi)型。對(duì)于采用MBR分區(qū)方案的磁盤(pán)，可以使用fdisk分區(qū)編輯器執(zhí)行這些操作。fdisk命令的格式如下：[root@localhost~]#fdisk-l#列出系統(tǒng)分區(qū)[root@localhost~]#fdisk/dev/sdb#給sdb磁盤(pán)分區(qū)fdisk命令參數(shù)：p打印分區(qū)表n新建一個(gè)新分區(qū)d刪除一個(gè)分區(qū)t修改分區(qū)的systemid類(lèi)型q退出不保存w把分區(qū)寫(xiě)進(jìn)分區(qū)表，保存并退出fdisk管理分區(qū)輸入p列出磁盤(pán)目前的分區(qū)情況：Command(mforhelp):pDisk/dev/sdb:3221MB,3221225472bytes255heads,63sectors/track,391cylindersUnits=cylindersof16065*512=8225280bytesDeviceBootStartEndBlocksIdSystem/dev/sdb11180018eLinuxLVM/dev/sdb2226200812+83Linuxfdisk管理分區(qū)輸入n建立新的磁盤(pán)分區(qū)，首先建立兩個(gè)主磁盤(pán)分區(qū)：Command(mforhelp):nCommandactioneextendedpprimarypartition(1-4)p#建立主分區(qū)Partitionnumber(1-4):1//分區(qū)號(hào)Firstcylinder(1-391,default1)://分區(qū)起始位置Usingdefaultvalue1lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK:5000#分區(qū)結(jié)束位置，單位為扇區(qū)fdisk管理分區(qū)再建立一個(gè)主分區(qū)Command(mforhelp):n#Commandactioneextendedpprimarypartition(1-4)pPartitionnumber(1-4):2#分區(qū)號(hào)為2Firstcylinder(101-391,default101):Usingdefaultvalue101Lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK(101-391,default391):+500M#分區(qū)結(jié)束位置，單位為M最后對(duì)分區(qū)操作進(jìn)行保存：Command(mforhelp):wThepartitiontablehasbeenaltered!Callingioctl()tore-readpartitiontable.Syncingdisks.創(chuàng)建并掛載文件系統(tǒng)總結(jié)創(chuàng)建塊設(shè)備后，下一步是向其中添加文件系統(tǒng)。紅帽企業(yè)Linux支持許多不同的文件系統(tǒng)類(lèi)型，其中兩種常見(jiàn)的類(lèi)型是XFS和ext4。紅帽企業(yè)Linux的安裝程序Anaconda默認(rèn)使用XFS。以root用戶身份，使用mkfs.xfs命令為塊設(shè)備應(yīng)用XFS文件系統(tǒng)。對(duì)于ext4

使用mkfs.ext4。添加完文件系統(tǒng)后，最后一步是將文件系統(tǒng)掛載到目錄結(jié)構(gòu)中的目錄上。將文件系統(tǒng)掛載到目錄層次結(jié)構(gòu)上后，用戶空間實(shí)用程序可以訪問(wèn)設(shè)備上的文件或在設(shè)備上寫(xiě)入文件。手動(dòng)掛載文件系統(tǒng)管理員可以使用mount命令將設(shè)備手動(dòng)附加到目錄位置（或掛載點(diǎn)）。mount命令預(yù)期的參數(shù)包括設(shè)備、掛載點(diǎn)和文件系統(tǒng)選項(xiàng)（可選）。文件系統(tǒng)選項(xiàng)將自定義文件系統(tǒng)的行為。[root@host~]#mkfs.ext4/dev/vdb1[root@host~]#mkfs.xfs/dev/vdb2使用mount命令來(lái)查看當(dāng)前已掛載的文件系統(tǒng)、掛載點(diǎn)和選項(xiàng)。[root@host~]#mount/dev/vdb1/mnt[root@host~]#mount|grepvdb1/dev/vdb1on/mnttypexfs(rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)持久掛載文件系統(tǒng)總結(jié)持久掛載文件系統(tǒng)手動(dòng)掛載文件系統(tǒng)是一種驗(yàn)證已格式化的設(shè)備是否可訪問(wèn)以及是否按預(yù)期方式工作的好方法。但是，當(dāng)服務(wù)器重啟時(shí)，系統(tǒng)不會(huì)再次將文件系統(tǒng)自動(dòng)掛載到目錄樹(shù)上；文件系統(tǒng)上的數(shù)據(jù)將完好無(wú)損，但用戶卻無(wú)法訪問(wèn)。為了確保系統(tǒng)在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)掛載文件系統(tǒng)，在/etc/fstab文件中添加一個(gè)條目。此配置文件列出了在系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)要掛載的文件系統(tǒng)。/etc/fstab是以空格分隔的文件，每行具有六個(gè)字段。[root@host~]#vi/etc/fstabUUID=a8063676-44dd-409a-b584-68be2c9f5570