Linux 磁盘与磁盘分区

Linux 系统中所有的硬件设备都是通过文件的方式来表现和使用的,我们将这些文件称为设备文件,硬盘对应的设备文件一般被称为块设备文件。本文介绍磁盘设备在 Linux 系统中的表示方法以及如何创建磁盘分区。说明:本文的演示环境为 ubuntu 16.04。

Linux 磁盘与磁盘分区

磁盘分类

比较常见的磁盘类型有消费类市场中的 SATA 硬盘和服务器中使用的 SCSI 硬盘、SAS 硬盘,当然还有当下大热的各种固态硬盘。

SATA 硬盘
SATA(Serial ATA)口的硬盘又叫串口硬盘,Serial ATA 采用串行连接方式,串行 ATA 总线使用嵌入式时钟信号,具备了更强的纠错能力,与以往相比其最大的区别在于能对传输指令(不仅仅是数据)进行检查,如果发现错误会自动矫正,这在很大程度上提高了数据传输的可靠性。串行接口还具有结构简单、支持热插拔的优点。SATA 硬盘主要用于消费类市场和一些低端服务器(下图来自互联网):

Linux 磁盘与磁盘分区

SCSI 硬盘
SCSI 硬盘即采用 SCSI 接口的硬盘。它由于性能好、稳定性高,因此在服务器上得到广泛应用。同时其价格也不菲,正因它的价格昂贵,所以在普通PC上很少见到它的踪迹。SCSI 硬盘使用 50 针接口,外观和普通硬盘接口有些相似(下图来自互联网):

Linux 磁盘与磁盘分区

SAS 硬盘

SAS 是 Serial Attached SCSI 的缩写,即串行连接的 SCSI,其目标是定义一个新的串行点对点的企业级存储设备接口。串行接口减少了线缆的尺寸,允许更快的传输速度。SAS 硬盘与相同转速的 SCSI 硬盘相比有相同或者更好的性能。SAS 硬盘一般用于比较高端的服务器。

固态硬盘
固态硬盘(Solid State Disk),一般称之为 SSD 硬盘,固态硬盘是用固态电子存储芯片阵列而制成的硬盘,由控制单元和存储单元(FLASH芯片、DRAM芯片)组成。其主要特点是没有传统硬盘的机械结构,读写速度非常快(下图来自互联网):

Linux 磁盘与磁盘分区

磁盘设备在 Linux 下的表示方法

在 Linux 系统中磁盘设备文件的命名规则为:
主设备号 + 次设备号 + 磁盘分区号
对于目前常见的磁盘,一般表示为:
sd[a-z]x
主设备号代表设备的类型,相同的主设备号表示同类型的设备。当前常见磁盘的主设备号为 sd。
次设备号代表同类设备中的序号,用 "a-z" 表示。比如 /dev/sda 表示第一块磁盘,/dev/sdb 表示第二块磁盘。
x 表示磁盘分区编号。在每块磁盘上可能会划分多个分区,针对每个分区,Linux 用 /dev/sdbx 表示,这里的 x 表示第二块磁盘的第 x 个分区。

如下图所示:

Linux 磁盘与磁盘分区

该系统中一共有四块磁盘 /dev/sda,/dev/sdb,/dev/sdc 和 /dev/sdd。其中的 /dev/sda 上创建了三个分区,分别是 /dev/sda1,/dev/sda2,/dev/sda5;/dev/sdb 上只有一个分区 /dev/sdb1。而 /dev/sdc 和 /dev/sdd 则尚未分区(也肯能是只有一个分区,分区的名称和磁盘的名称相同)。

磁盘分区

创建磁盘分区大概有下面几个目的:

提升数据的安全性(一个分区的数据损坏不会影响其他分区的数据)

支持安装多个操作系统

多个小分区对比一个大分区会有性能提升

更好的组织数据

本文以常见的 MBR 分区为例介绍磁盘分区中的一些常见概念。MBR 磁盘的分区由主分区、扩展分区和逻辑分区组成。在一块磁盘上,主分区的最大个数是 4,其中扩展分区也是一个主分区,并且最多只能有一个扩展分区,但可以在扩展分区上创建多个逻辑分区。因此主分区(包括扩展分区)的范围是 1-4,逻辑分区从 5 开始。对于逻辑分区,Linux 规定它们必须建立在扩展分区上,而不是建立在主分区上。
主分区的作用是用来启动操作系统的,主要存放操作系统的启动或引导程序,因此建议操作系统的引导程序都放在主分区,比如 Linux 的 /boot 分区,最好放在主分区上:

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