之所以想到寫這篇，是因?yàn)楸救嗽谡垓vLinux系統(tǒng)的過程中，有多次掉入硬盤分區(qū)的陷阱的經(jīng)歷。最近幾天，再一次掉入坑中，折騰了兩天才從坑中爬出來。經(jīng)過多方查詢資料，終于弄明白了硬盤分區(qū)的一些概念。下面將其記錄下來，以警示來者。

　　說起我自己掉坑的經(jīng)歷，無不與WinXP和Linux的激烈碰撞有關(guān)。多年前，我就開始在一臺(tái)電腦上同時(shí)安裝WinXP和Linux，只要遵守先安裝WinXP再安裝Linux的順序，就不會(huì)出問題，Linux的安裝程序會(huì)自動(dòng)識(shí)別多系統(tǒng)，安裝完成后可順利啟動(dòng)多系統(tǒng)。有一天，我覺得單用Linux就夠了，于是就格了整個(gè)硬盤安裝了Linux。又有一天，我覺得還是要用WinXP，于是就重新安裝WinXP（不要對(duì)我說虛擬機(jī)，多年前我的電腦還只有256M內(nèi)存，虛擬機(jī)根本跑不動(dòng)），結(jié)果發(fā)現(xiàn)，WinXP的安裝程序沒辦法對(duì)硬盤進(jìn)行分區(qū)了。這個(gè)坑是由Linux中的LVM引起的，WinXP識(shí)別不了LVM分區(qū)，那個(gè)時(shí)代的WinPE、DOS工具箱中的所有工具都沒辦法識(shí)別LVM，而那時(shí)我對(duì)Linux的了解又只停留在只會(huì)在安裝系統(tǒng)的時(shí)候分區(qū)，根本不知道Linux系統(tǒng)中還有fdisk、parted這樣的工具，所以折騰了許久才從坑里面爬出來。多年后的現(xiàn)在，我又一次掉入了坑中。我工作時(shí)用的電腦是WinXP系統(tǒng)（天朝國(guó)情，你懂的），為了干點(diǎn)私活，我又裝了個(gè)Ubuntu上去了，這兩個(gè)系統(tǒng)一直相安無事。直到有一天，我把Ubuntu系統(tǒng)又折騰掛了，于是重裝，因?yàn)樵诜謪^(qū)的時(shí)候不小心選擇了默認(rèn)的“清除整個(gè)盤并安裝Ubuntu”，然后硬盤就被整個(gè)格掉了，WinXP就沒有了。我當(dāng)時(shí)想，這多大點(diǎn)兒事，我再裝個(gè)WinXP不就完了嗎。但是問題來了，無論我怎么安裝，WinXP系統(tǒng)就是啟動(dòng)不了。后來才整明白，這個(gè)坑是硬盤采用了GPT分區(qū)引起的。那為什么我讓Ubuntu自動(dòng)分區(qū)它就分成了GPT分區(qū)呢？這也怪這臺(tái)惠普的工作用機(jī)比較奇葩，它即支持legacy BIOS，也支持EFI，當(dāng)原來WinXP存在時(shí)，它用的當(dāng)然是MBR分區(qū)（msdos分區(qū)），所以安裝Ubuntu時(shí)就是使用的MBR分區(qū)，而后來Ubuntu自動(dòng)分區(qū)時(shí)，它看到主板支持EFI，就自動(dòng)把硬盤整成GPT分區(qū)了。我也是折騰了幾天才明白這個(gè)道理，最后終于在Ubuntu LiveCD的parted程序的幫助下，使用一個(gè)mklabel msdos命令把硬盤從GPT分區(qū)更改為MBR分區(qū)，然后再按順序安裝WinXP和Ubuntu，才算是從坑里面爬出來。

　　對(duì)于那些長(zhǎng)期管理大型機(jī)房和大存儲(chǔ)容量的服務(wù)器的朋友，對(duì)于硬盤分區(qū)，他們肯定是早就做好了功課。不會(huì)像我這樣，直到碰到問題才會(huì)去學(xué)習(xí)相關(guān)的知識(shí)。對(duì)于硬盤分區(qū)的這些知識(shí)，我總結(jié)如下（只是簡(jiǎn)單總結(jié)，具體內(nèi)容請(qǐng)大家自行搜素）：

　　1、傳統(tǒng)的BIOS只支持從MBR分區(qū)的硬盤啟動(dòng)。MBR分區(qū)的分區(qū)表保存在硬盤的第一個(gè)扇區(qū)，而且只有64字節(jié)，所以最多只能有四個(gè)表項(xiàng)。也就是說，我們只能把硬盤分為4主分區(qū)，或者分成小于等于3個(gè)主分區(qū)再加一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)又可以分為多個(gè)邏輯分區(qū)。MBR分區(qū)的優(yōu)點(diǎn)就是簡(jiǎn)單，大家都用，所以大家都懂的嘛，很多操作系統(tǒng)都可以從MBR分區(qū)的硬盤啟動(dòng)。缺點(diǎn)就是MBR分區(qū)不能識(shí)別大于2T的硬盤空間，也不能有大于2T的分區(qū)；

　　2、GPT分區(qū)的硬盤可以解決以上MBR分區(qū)的所有缺點(diǎn)，它沒有4個(gè)主分區(qū)的限制，想分幾個(gè)主分區(qū)就可以分幾個(gè)主分區(qū)，它可以識(shí)別大于2T的硬盤空間，每個(gè)分區(qū)的大小也可以超過2T。但是它的缺點(diǎn)是需要操作系統(tǒng)支持。比如只有WinXP 64位、Win Vista、Win 7和Win 8和比較新的Linux發(fā)行版支持GPT分區(qū)的硬盤。而且，如果沒有EFI的支持的話，以上系統(tǒng)也只能將GPT分區(qū)的硬盤當(dāng)成數(shù)據(jù)盤，不能從GPT分區(qū)的硬盤啟動(dòng)；

　　3、要從GPT分區(qū)的硬盤啟動(dòng)，則主板使用EFI、硬盤使用GPT分區(qū)、操作系統(tǒng)支持GPT和EFI這三個(gè)條件缺一不可。目前比較新的64位Linux系統(tǒng)和Win8系統(tǒng)都是支持EFI的，所以都是需要從GPT分區(qū)的硬盤啟動(dòng)的?，F(xiàn)在的電腦主板已經(jīng)逐漸拋棄legacy BIOS，而只支持EFI了。（像我的工作機(jī)這樣的過渡產(chǎn)品將越來越少。）目前很多預(yù)裝Win8的筆記本的主板幾乎都只支持EFI了。所以，學(xué)習(xí)GPT和EFI的相關(guān)知識(shí)勢(shì)在必行；

　　4、以上分區(qū)策略都是固定分區(qū)。硬盤分區(qū)一旦完成，則分區(qū)的大小不可改變，如果要改變分區(qū)的大小的話，只有重新分區(qū)。而且由于沒有辦法把多個(gè)硬盤分到一個(gè)區(qū)，所以再怎么分，每個(gè)分區(qū)的大小都有限。所以我們需要一種動(dòng)態(tài)分區(qū)的東西。LVM就是這樣一個(gè)東東，它叫邏輯卷管理。使用LVM的機(jī)制是這樣的：首先把硬盤分區(qū)或者整塊硬盤標(biāo)記為一個(gè)物理卷（PV），然后再創(chuàng)建一個(gè)卷組（VG），把一個(gè)或多個(gè)物理卷加入卷組，最后對(duì)卷組進(jìn)行分區(qū)，每一個(gè)分區(qū)稱為一個(gè)邏輯卷（LV）。LVM的優(yōu)點(diǎn)就是可以隨時(shí)向卷組中添加物理卷擴(kuò)展卷組的大小，以可以動(dòng)態(tài)調(diào)整邏輯卷的大小。這在服務(wù)器中尤其有用，比如說有一個(gè)原本有100個(gè)用戶的服務(wù)器，其/home目錄下就會(huì)有100個(gè)用戶的主目錄，如果給他們每人分配20G的空間的話，就會(huì)占滿一個(gè)2T的硬盤，如果這時(shí)再來100個(gè)用戶怎么辦？如果使用LVM就可以順利解決這個(gè)問題，我們可以再加一個(gè)3T的硬盤，然后把這個(gè)硬盤加入卷組就可以擴(kuò)大卷組的大小，然后再調(diào)整/home所在的邏輯卷的大小即可。LVM既可以搭配MBR使用，也可以搭配GPT使用。

　　下面通過Ubuntu 14.04安裝過程中自動(dòng)分區(qū)的策略來驗(yàn)證以上知識(shí)點(diǎn)。首先，對(duì)于只支持legacy BIOS的電腦，安裝Ubuntu時(shí)分區(qū)選項(xiàng)如下：

　　這時(shí)，不選擇啟動(dòng)LVM的選項(xiàng)。安裝完操作系統(tǒng)后，使用parted程序查看硬盤分區(qū)，通過查看/etc/fstab文件來了解哪個(gè)分區(qū)對(duì)應(yīng)哪個(gè)文件系統(tǒng)，如下圖：

　　通過上面圖片中parted程序中的print命令的輸出可以看出，硬盤的分區(qū)表類型為msdos，也就是MBR分區(qū)。硬盤分為一個(gè)主分區(qū)sda1和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)sda2，主分區(qū)sda1占20.4G，擴(kuò)展分區(qū)sda2只有1072M，擴(kuò)展分區(qū)中只有一個(gè)邏輯分區(qū)sda5。通過/etc/fstab可以看出主分區(qū)sda1掛載到根目錄，邏輯分區(qū)sda5為交換空間。

　　上面的分區(qū)方案是最簡(jiǎn)單最常用的一種。下面來看看啟用LVM是什么效果。在選擇分區(qū)方案的界面選擇開啟LVM的選項(xiàng)，如下圖：

　　安裝完操作系統(tǒng)后，還是通過parted程序和/etc/fstab來查看硬盤的分區(qū)及使用情況，如下圖：

　　從圖中可以看出，分區(qū)表的類型還是msdos。硬盤還是只分了一個(gè)主分區(qū)sda1和一個(gè)擴(kuò)展分區(qū)sda2，但是主分區(qū)sda1只有255M，擴(kuò)展分區(qū)sda2倒是有21.2G，同樣擴(kuò)展分區(qū)只分為一個(gè)邏輯分區(qū)sda5，邏輯分區(qū)sda5占用擴(kuò)展分區(qū)中全部的21.2G空間，而且sda5的標(biāo)志是lvm，說明該分區(qū)被標(biāo)記為一個(gè)物理卷（PV），它肯定是被加入到了一個(gè)卷組（VG）中。通過/etc/fstab文件可以看出，主分區(qū)sda1掛載到/boot，而根目錄和交換空間掛載的是兩個(gè)邏輯卷（LV）。

　　通過LVM命令可以查看系統(tǒng)中卷組、物理卷和邏輯卷的信息，如下圖：

　　通過pvs和pvdisplay命令，可以看到系統(tǒng)中只有一個(gè)物理卷，那就是/dev/sda5，該物理卷加入到了卷組ubuntu-vg之中。通過vgs和vgdisplay命令可以看到系統(tǒng)中只有一個(gè)卷組，那就是ubuntu-vg，該卷組被分為兩個(gè)邏輯卷。

　　再看下圖：

　　通過lvs和lvdisplay命令可以看到卷組分為兩個(gè)邏輯卷，它們分別掛載到根目錄和交換空間。

　　通過LVM命令還可以進(jìn)行更多的操作，比如創(chuàng)建新的卷組，將新的物理卷加入到卷組，增大或減小邏輯卷的大小等等。具體用什么命令，一個(gè)help即可搞定。

　　最后，來看看在主板只支持EFI的情況下，Ubuntu如何分區(qū)。安裝的啟動(dòng)界面如下：

　　這個(gè)安裝界面和legacy BIOS系統(tǒng)下的安裝界面是不同的，傳統(tǒng)的安裝界面如下：

　　在EFI模式下，還是選擇自動(dòng)分區(qū)。安裝完操作系統(tǒng)后，使用parted和/etc/fstab來查看硬盤的分區(qū)和使用情況，如下圖：

　　通過以上圖片可以看出，硬盤的分區(qū)表類型為gpt，硬盤分為三個(gè)區(qū)，都是主分區(qū)。其中第1個(gè)分區(qū)sda1的大小是537M，文件系統(tǒng)是fat32，其掛載的路徑是/boot/efi，而另外兩個(gè)分區(qū)一個(gè)掛載到根目錄，一個(gè)為交換空間。從上面的信息我們不難推斷：只支持EFI的主板只能從GPT分區(qū)的硬盤啟動(dòng)，而且該硬盤第1個(gè)分區(qū)必須為fat32文件系統(tǒng)，該文件系統(tǒng)中存放的是EFI需要的各種文件。

　　如果在安裝Ubuntu系統(tǒng)的時(shí)候不是選擇自動(dòng)分區(qū)，而是選擇最后那個(gè)“其它選項(xiàng)”來自定義分區(qū)，會(huì)發(fā)現(xiàn)其實(shí)Ubuntu提供的自定義分區(qū)功能很有限。它沒辦法讓人選擇是使用MBR分區(qū)還是使用GPT分區(qū)，也沒有辦法選擇是否啟用LVM。如果需要更靈活的管理的話，還是只有點(diǎn)擊“試用Ubuntu”按鈕，進(jìn)入LiveCD的Ubuntu系統(tǒng)后，使用parted命令和lvm命令手動(dòng)管理硬盤分區(qū)。

　　除了硬盤分區(qū)，平常還有可能用到的硬盤管理功能有以下一些：

　　1、創(chuàng)建RAID，可以使用mdadm程序；

　　2、查看個(gè)分區(qū)或各文件夾的空間占用 ，使用df和du程序；

　　3、指定磁盤配額，使用quota軟件包；

　　4、查看各分區(qū)的文件系統(tǒng)、UUID、卷標(biāo)，使用blkid程序。

（京山游俠于2014-07-13發(fā)布于博客園，2015-01-23整理于BlogJava，轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。）