Linux 磁盘管理详解：分区、格式化与挂载全流程指南

Linux 磁盘管理详解：分区、格式化与挂载全流程指南

一、磁盘类型及命名规则

不同接口的磁盘在Linux中设备名格式固定，需精准识别：

• SATA/SCSI/SAS磁盘：以sd为前缀，按发现顺序命名。

  • 第一块硬盘：sda，第二块：sdb，以此类推；
  • 分区命名：在硬盘名后加数字，如sda1（第一块盘第一个分区）、sda2（第一块盘第二个分区）。

• NVMe磁盘：格式为nvmeXnYpZ，各参数含义严格区分：

  • X：通道号（起始为0，如0号通道）；
  • Y：硬盘号（起始为1，如1号硬盘）；
  • Z：分区号（起始为1，如1号分区）；
    示例：0号通道1号硬盘的1号分区 → nvme0n1p1。

• virtio-block磁盘：以vd为前缀，命名规则同SATA：

  • 第一块硬盘：vda，分区：vda1、vda2等。

二、磁盘/分区查看工具

1. fdisk -l：查看分区细节（MBR/GPT通用）

执行后显示所有磁盘及分区信息，核心字段含义：

• Device：分区设备文件路径（如/dev/sda1）；
• Boot：是否为引导分区（*表示是，用于启动系统）；
• Start：分区在磁盘中的起始柱面数；
• End：分区在磁盘中的结束柱面数；
• Sectors：分区包含的总扇区数（扇区是磁盘最小存储单位）；
• Size：分区总容量（如500M、1G）；
• Id：分区系统ID号（固定值：83=Linux数据分区，82=swap交换分区，7=NTFS等）；
• Type：分区类型（如Linux、Linux swap）。

2. parted -l：查看分区布局（侧重分区表类型）

• 功能：显示所有磁盘的分区表类型（MBR/GPT）、分区大小、文件系统标记等；
• 查看单磁盘详情：parted /dev/sda print（指定查看sda的分区表）。

三、分区方案（MBR与GPT的底层细节）

1. MBR（Master Boot Record，主引导记录）

• 核心限制：
  • 最大支持磁盘/分区容量：2TB（超过2TB无法识别）；
  • 分区数量：最多4个主分区；或3个主分区+1个扩展分区（扩展分区内可建逻辑分区，逻辑分区编号从5开始），总分区数最多15个；
  • 无分区表备份，损坏后难以恢复。
• 结构细节：
  磁盘第一个扇区（512字节）即MBR，包含：
  • 446字节：主引导记录（启动代码，用于引导系统）；
  • 64字节：分区表（每分区占16字节，最多记录4个分区）；
  • 2字节：结束标志（0x55AA，验证MBR有效性）。

2. GPT（GUID Partition Table，全局唯一标识分区表）

• 核心优势：
  • 支持超2TB大磁盘，单分区最大容量8ZB；
  • 分区数量：最多128个（几乎无限制）；
  • 分区表备份：磁盘首尾各存一份相同分区表，一份损坏可通过另一份恢复；
  • 引导记录与数据分离存储，更安全。

四、分区操作（parted工具全流程，含交互式/非交互式）

前提：为新磁盘写入“磁盘标签”（确定分区方案）

新磁盘需先指定用MBR还是GPT，否则无法分区：

# 写入MBR标签（对应msdos格式）
parted /dev/sdb mklabel msdos  # 写入GPT标签
parted /dev/vdb mklabel gpt  

1. 交互式分区（适合新手，步骤详尽）

以“给/dev/sdc创建500MB gpt主分区”为例：

parted /dev/sdc  # 进入sdc磁盘的交互模式（输入后回车）
(parted) mklabel 
新的磁盘标签类型？   gpt
(parted) unit MiB  # 设置单位为MiB（避免计算错误，也可设GiB）
(parted) (parted) mkpart 
分区名称？  []?                                                           
文件系统类型？  [ext2]?      后面格式化不用管现在的系统类型                                             
起始点？ 10MiB
结束点？ 510MiB
(parted) quit  # 退出，自动保存分区配置（无需手动保存）

2. 非交互式分区（快速操作，适合脚本）

直接在命令行完成，无需交互：

# 给/dev/sdc创建500MB MBR主分区（xfs标记）
parted /dev/sdc mkpart primary xfs 1MB 501MB  # 给/dev/vdc创建1GB GPT分区（ext4标记）
parted /dev/vdc mkpart primary ext4 1MB 1001MB  

3. 刷新分区识别

分区创建后，系统需时间生成/dev/sdc1等设备文件，执行以下命令等待完成：

udevadm settle  #  系统分区表同步到到硬盘里

五、格式化分区（将分区转为可用文件系统）

分区仅标记文件系统类型，需格式化后才能存储数据，常用命令：

# 格式化为xfs（适合大文件，性能优，CentOS 7+默认）
mkfs.xfs /dev/sdc1  # 格式化为ext4（兼容性好，支持小文件，Ubuntu常用）
mkfs.ext4 /dev/sdc2  

命令	对应文件系统	特点	适用场景
mkfs.btrfs	btrfs	支持快照、RAID、动态扩展，具备 Checksumming 数据校验功能，可在线调整大小	需要高级功能的服务器存储、大容量存储池
mkfs.ext2	ext2	无日志功能，性能较好但数据恢复能力弱，不支持大文件	小型嵌入式设备、临时存储分区
mkfs.ext3	ext3	在 ext2 基础上增加日志功能，数据一致性好，兼容性强	对稳定性要求高的传统 Linux 系统
mkfs.ext4	ext4	ext3 的升级版本，支持更大文件和分区，具备延迟分配、extents 等特性	大多数 Linux 系统的默认选择，平衡性能与稳定性
mkfs.cramfs	cramfs	压缩的只读文件系统，占用空间小	嵌入式系统、启动盘等对空间有限制的场景
mkfs.fat	fat	兼容 Windows 和 Linux 系统，支持多种设备	移动存储设备（如 U 盘）、跨系统交换数据
mkfs.minix	minix	早期 Linux 使用的文件系统，功能简单，限制较多	仅用于测试或兼容老旧系统
mkfs.msdos	msdos	即 FAT16，支持的分区和文件大小有限	老旧设备、小容量存储
mkfs.vfat	vfat	即 FAT32，支持更大的分区和文件，兼容性广泛	移动硬盘、数码相机等设备
mkfs.xfs	xfs	高性能日志文件系统，支持大文件和快速恢复，并行 I/O 能力强	大型服务器、数据仓库、需要处理大文件的场景

六、挂载管理（临时/永久，含/etc/fstab详解）

1. 临时挂载（重启后失效，适合临时使用）

mkdir /mydata  # 先创建挂载点目录（必须存在）
mount /dev/sdc1 /mydata  # 将sdc1挂载到/mydata

2. 永久挂载（写入/etc/fstab，需严格格式）

/etc/fstab是系统启动时自动挂载的配置文件，格式错误会导致系统无法启动！每个字段含义：

字段序号	含义	示例
1	设备标识（用UUID，用blkid查询）	UUID=123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000
2	挂载点目录（swap分区此处必须写swap）	/mydata
3	文件系统类型（如xfs、ext4、swap）	xfs
4	挂载参数（defaults含rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async）	defaults
5	dump备份标识（1=需要备份，0=不备份）	0
6	fsck检查顺序（0=不检查，1=优先检查，2=次要检查；xfs不支持fsck设0）	0

永久挂载步骤：

1. 查分区UUID（关键，避免设备名变动导致挂载失败）：

   blkid /dev/sdc1  # 输出类似：/dev/sdc1: UUID="123e4567..." TYPE="xfs"
   

2. 写入/etc/fstab：

   vim /etc/fstab  # 打开文件，添加一行：
   UUID=123e4567-e89b-12d3-a456-426614174000 /mydata xfs defaults 0 0
   

3. 验证配置（无报错则正确）：

   mount -a  # 加载fstab中所有未挂载的设备
   

七、交换分区管理（虚拟内存，含创建/启用全流程）

交换分区用于临时补充物理内存不足，步骤如下：

1. 创建swap分区（以MBR为例）

 parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) unit                                                             
Unit?  [compact]? mib                                                     
(parted) p                                                                
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 
Number  Start    End     Size    File system  Name  标志1      10.0MiB  510MiB  500MiB  ext4
(parted) mkpart                                                           
分区名称？  []?                                                           
文件系统类型？  [ext2]?                                                   
起始点？ 520mib                                                           
结束点？ 1020mib                                                          
(parted) quit                                                             
信息: You may need to update /etc/fstab.udevadm settle 

2. 格式化swap分区

mkswap /dev/sdb2
正在设置交换空间版本 1，大小 = 511996 KiB
无标签，UUID=9017cbdc-f96f-48b1-82ca-c99d211e5aaa# 将分区格式化为swap文件系统

3. 永久启用swap（写入/etc/fstab）

swap分区的/etc/fstab格式特殊（挂载点为swap）：

# 查swap分区UUID（用blkid）vim /etc/fstab 
---------------------------------------
UUID=87d659c5-1b81-4f10-bcf5-83063ae0c5cb swap  swap    defaults     0 0---------------------------------------
#或echo "UUID=xxx swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab

4. 激活/关闭swap

swapon -a  # 启用fstab中所有swap分区（生效配置）
swapoff -a  # 关闭所有swap分区（临时关闭）

5. 查看swap使用情况

free -m  # 以MB为单位显示：total（总大小）、used（已用）、free（空闲）total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           3932         807        2153          86         971        2745
Swap:          4595           0        4595

八、fdisk工具使用（不推荐）

fdisk仅支持MBR分区，且操作需手动同步，步骤如下：

fdisk /dev/sda  # 进入sda磁盘的交互模式
# 常用命令：
n  # 新建分区（输入后选主分区/扩展分区，指定起始扇区和大小）
d  # 删除分区（输入分区编号）
p  # 查看当前分区表
t  # 修改分区ID（如将分区类型改为swap，输入82）
l  # 列出所有分区ID对应的类型
q  # 不保存退出（放弃所有操作）
w  # 保存退出（写入分区表）# 保存后需同步分区表（否则系统不识别）
partprobe /dev/sda  # 刷新sda的分区表

九、单位说明

• 十进制：1MB=1000KB，1GB=1000MB（parted中unit MB默认此单位）；
• 二进制：1MiB=1024KiB，1GiB=1024MiB（格式化时部分工具用此单位）。
  分区时建议统一单位（如MB），避免容量计算偏差。

总结：完整操作链

1. 查看磁盘：fdisk -l 确认目标磁盘（如/dev/sdc）；
2. 写标签：parted /dev/sdc mklabel msdos（选MBR）；
3. 分区：交互式/非交互式创建分区（如500MB主分区）；
4. 刷新：udevadm settle 生成/dev/sdc1；
5. 格式化：mkfs.xfs /dev/sdc1；
6. 查UUID：blkid /dev/sdc1；
7. 永久挂载：写/etc/fstab→ mount -a验证。

以上涵盖所有细节，确保操作无遗漏。