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Contents
  1. 1. 磁盘组成
  2. 2. MBR和磁盘分区表
    1. 2.1. MBR
    2. 2.2. 磁盘分区表
  3. 3. 磁盘与分区的设备文件名
    1. 3.1. 磁盘设备文件名
    2. 3.2. 分区设备文件名
    3. 3.3. 概念小结
  4. 4. fdisk

前段时间，自己在练习linux磁盘分区的时候把系统搞坏了，自己搭建在那台主机上的博客也随之消失了O_o。于是自己不得不重新安装系统，搭建环境，还好之前写的博客源文件还有备份，要不然损失真就大了。

也好久没有更新博客了，今天就总结下linux磁盘分区的知识吧！

磁盘组成

既然我们是给磁盘来分区的，那就先来复习下磁盘的组成，磁盘主要包括以下几个部分：

  1. 圆形的盘片（记录数据）
  2. 机械手臂和机械手臂上的磁头（可读写盘片上的数据）
  3. 主轴马达（可以转动盘片）

从上面我们明白数据存储和读取的重点在于盘片，而盘片的物理组成如下：

相关概念说明如下：

  1. 扇区（Sector）为最小的物理存储单位，每个扇区为521bytes。
  2. 将扇区组成一个圆，就是一个磁道（Track）。
  3. 多个盘片（platter）同一位置的磁道组成一个柱面（Cylinder）。

另外我们需要明白的是，柱面是磁盘分区（partition）的最小单位。

MBR和磁盘分区表

整个磁盘的第一个扇区是很重要的，因为它里面包含两部分内容：MBR和磁盘分区表。

MBR

MBR即硬盘主引导记录（Master boot record），它占有446bytes，保存了最基本的引导加载程序（boot loader）。

而引导加载程序（boot loader）是一个可读取内核文件来执行的软件，它提供了以下几个功能：

  1. 提供菜单： 用户可以选择不同的开机选项，这也是多重引导的重要功能。
  2. 载入内核文件： 直接指向可开机的程序区段来开始操作系统。
  3. 转交其他loader： 将引导加载程序转交给其他loader负责。

而我们的开机流程与MBR息息相关，我们知道，BIOS是一个写入到主板上的韧体（写入到硬件上的软件程序），它是开机时计算机系统会主动执行的第一个程序。接下来BIOS会依据用户设置去读取计算机的第一个可开机设备，比如硬盘。并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR。至此，BIOS任务完成，剩下就转交给MBR的boot loader来完成了。

磁盘分区表

partition table即分区表，它占有64bytes，保存了与磁盘分区相关的信息。

它的作用就在与告诉操作系统：某分区可以访问的磁盘区域是柱面A到柱面B之间的块。

正如上图所示，linux分区表中仅能记录四条分区信息，其中每条记录区记录了该分区的起始柱面和结束柱面号码。

到现在，我们对分区应该大致理解如下：

  1. 所谓的分区，就是对分区表的64bytes设置而已。
  2. 硬盘默认的分区仅能写入四组分区信息。
  3. 这四组分区我们成为主（primary）分区或者扩展（extended）分区。
  4. 分区的最小单位为柱面（cylinder）。

磁盘与分区的设备文件名

了解了磁盘的基本组成之后，我们需要知道，在linux中，磁盘和分区的设备文件名分别怎么表示。

磁盘设备文件名

个人计算机常见的磁盘接口有两种，分别是IDE和SATA接口。

以IDE接口来说，通常一个主机有两个IDE接口（primary和secondary），而一个IDE接口可以通过一个IDE扁平电缆连接两个IDE设备（Master和slave）。所以，一台主机通常最多可以连接4个IDE设备。

这4个IDE设备在linux中会有如下的设备文件名：

再以SATA接口来说，由于SATA/USB/SCSI等设备接口都是用SCSI模块来驱动的，因此这些设备的设备文件名都是/dev/sd[a-p]的格式。

况且与IDE接口不同的是，他们没有一定的顺序，而他们设备文件名的顺序则取决于linux内核检测到磁盘的顺序。

下面来看一个案例：

假设你有一个USB磁盘和两个SATA磁盘，并且你的PC主板上有6个SATA插槽，你将这两个SATA磁盘分别安插在SATA1、SATA5插槽上，请问这三个磁盘在linux中的设备文件名是什么？

答案如下：

  1. SATA1插槽上的磁盘文件名：/dev/sda
  2. SATA2插槽上的磁盘文件名：/dev/sdb
  3. USB插槽上的磁盘文件名：/dev/sdc (由于开机完成之后才被系统识别）

分区设备文件名

就拿设备文件名为/dev/hda的这块磁盘来说，假设这块磁盘的分区情况如下：

上图中看出，我们硬盘的分区记录仅使用了两个，其中P1为主分区，P2为扩展分区。

请注意：扩展分区的目的是使用额外的扇区来记录分区信息，扩展分区本身并不能用来格式化。这样我们可以通过扩展分区所指向的那个区块继续做分区的记录。

这样，我们就可以进一步将扩展分区P2划分出L1-L4这几个逻辑分区。

并且，以上几个分区的设备文件名如下所示：

  1. P1: /dev/hda1
  2. P2: /dev/hda2
  3. L1: /dev/hda5
  4. L2: /dev/hda6
  5. L3: /dev/hda7
  6. L4: /dev/hda8

我们注意到： 怎么分区的设备文件名没有/dev/hda3和/dev/hda4呢？

这是因为，前面四个号码都是保留给Primary或者Extended用的。所以，逻辑分区的设备文件名号码就由5开始了。

概念小结

这里将主分区、扩展分区、逻辑分区的相关概念，做个总结：

  1. 主分区与扩展分区最多可以有4个（硬盘的限制）。
  2. 扩展分区最多只能有一个（操作系统的限制）。
  3. 逻辑分区是由扩展分区持续切割出来的分区。
  4. 主分区和逻辑分区可以被格式化，而扩展分区不可以被格式化。
  5. 逻辑分区的数量因操作系统而不同。在linux中，IDE硬盘最多有59个逻辑分区（5号到63号），SATA硬盘最多有11个逻辑分区（5号到15号）。

fdisk

前面总结了理论，这里来实践一下。以下是linux中分区可能用到的命令：

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// 如果不加最后一个参数，可列出整体磁盘相关信息（包括分区信息）
// 如果加上最后一个参数，可以自动分析该目录或文件所在分区，并列出相关分区信息
$ df [-akmhi] [目录或者文件名]    
// 磁盘分区命令，进入之后输入help查看使用方式
// 磁盘分区的删除、添加分区等
$ fdisk 磁盘设备文件名

我上次就是使用这个命令进行分区的时候，将系统弄奔溃的，所以使用时候一定要万分小心，最后确定分区表是正确的之后，才输入w。

今天就总结到这里。

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  1. 1. 磁盘组成
  2. 2. MBR和磁盘分区表
    1. 2.1. MBR
    2. 2.2. 磁盘分区表
  3. 3. 磁盘与分区的设备文件名
    1. 3.1. 磁盘设备文件名
    2. 3.2. 分区设备文件名
    3. 3.3. 概念小结
  4. 4. fdisk