Linux系统管理基础项目教程课件 V7-2 MBR和GPT分区方案

Linux操作系统MBR和GPT分区方案目录/Contents0102MBR分区方案GPT分区方案02Linux磁盘分区工具01MBR分区方案分区是将物理磁盘划分为一个个逻辑区域的过程，每个分区在操作系统中被视为一个独立的存储单元。分区的目的是实现数据隔离、系统组织管理和提高可靠性。在Linux系统中，分区是系统安装和运行的基础。每个分区通常会被挂载（mount）到Linux文件系统结构中的一个目录下，形成统一的目录树结构。MBR（MasterBootRecord，主引导记录）是早期最常用的磁盘分区方案之一，自上世纪80年代以来在PC架构上广泛使用，兼容性好。MBR（MasterBootRecord，主启动记录）分区方案指定了在运行BIOS固件的系统上如何对磁盘进行分区。MBR位于硬盘的第一个扇区（通常是扇区0），其大小为512字节。MBR由以下3个主要部分组成。引导程序（Bootloader）：占据了MBR的前446字节，负责引导加载操作系统。当计算机启动时，BIOS将读取MBR中的引导程序并执行，从而启动操作系统。分区表（PartitionTable）：占据了MBR引导程序后的64字节，用于记录硬盘的分区信息。MBR分区表最多可以记录4个主分区的信息，每个主分区的记录占用16字节。MBR签名（MBRSignature）：占据了MBR的最后2字节，用于标识MBR的有效性。MBR分区方案MBR分区方案MBR分区方案支持最多4个主分区，如果需要超过4个分区，则必须创建一个扩展分区，在扩展分区内创建多个逻辑分区。扩展分区本身不能直接存储数据，逻辑分区用于实际的数据存储。管理员可以使用扩展分区和逻辑分区来创建最多15个分区。分区的大小以32位值存储，使用MBR分区方案分区时，最大磁盘和分区大小为2TiB。/dev/vdb存储设备的MBR分区如下图所示。Primary表示主分区，vdb1、vdb2、vdb3均属于主分区，可以用于存储数据；Extended表示扩展分区，vdb4属于扩展分区，但不能直接用于存储数据，需要在其上创建逻辑分区；vdb5、vdb6属于逻辑分区，它们在扩展分区vdb4的基础上创建，可以用于存储数据；Unused表示磁盘上的未使用空间，可用于创建新的逻辑分区。MBR分区的局限性限制内容描述最大支持磁盘容量仅支持最多2TB的磁盘（使用32位LBA寻址）主分区数量限制最多支持4个主分区扩展分区机制繁琐为突破主分区数量限制，需创建扩展分区并在其内再建逻辑分区不支持UEFI启动仅兼容传统BIOS引导，不适用于现代GPT+UEFI系统MBR分区方案下的Linux系统启动流程BIOS自检计算机通电后，BIOS进行硬件自检，并定位启动磁盘的第一个扇区（MBR）。加载MBRBIOS读取MBR，其中包含引导程序代码及分区表信息。MBR的引导程序负责查找标记为活动分区的启动记录。加载引导装载程序引导程序将控制权转交给位于活动分区中的引导装载程序（如GRUB），该程序提供启动菜单并确定启动选项。加载内核与initrdGRUB根据配置文件加载Linux内核及初始RAM文件系统（initrd/initramfs），将控制权转移给内核。系统初始化内核启动后，初始化硬件、挂载根文件系统，并启动第一个进程（如systemd或init），进而启动整个用户空间的系统服务。MBR分区方案02GPT分区方案GPT分区方案概述GPT（GUIDPartitionTable，全球唯一标识分区表）是一种新一代磁盘分区机制，是对传统MBR分区方案的替代与扩展。GPT是UEFI（统一可扩展固件接口，UnifiedExtensibleFirmwareInterface）规范的一部分，旨在克服MBR在分区数量和磁盘容量方面的限制。GPT提供了更强的灵活性、更大的容量支持、更高的可靠性，并支持现代硬件的启动方式，是当前主流系统（尤其是64位Linux和Windows）推荐采用的分区方式。对比内容GPTMBR最大支持磁盘容量9.4ZB（Zettabyte）最大2TB支持分区数量通常支持最多128个主分区最多4个主分区（需扩展分区支持逻辑分区）引导方式支持UEFI引导仅支持BIOS引导分区表冗余支持主分区表+备份分区表（冗余机制）仅有一份主分区表，易损坏校验机制使用CRC32校验，增强可靠性无校验机制，容易损坏GPT与MBR的对比如下表所示。GPT分区方案概述/dev/vdb存储设备的GPT分区如下图所示。PrimaryGPT位于磁盘的开头，包含了主分区表和分区条目表，用于定义磁盘的分区信息；BackupGPT位于磁盘的结尾，包含主分区表和分区条目表的备份信息，用于在主GPT损坏时进行恢复；vdb1、vdb2、vdb3、vdb4、vdb5是磁盘上的分区，每个分区都是独立的，可以用于存储数据；Unused表示磁盘上未使用的空间，可用来创建新的分区，或者扩展现有的分区。03Linux磁盘设备管理fdisk管理分区借助分区编辑器程序，管理员可对磁盘的分区进行更改，例如创建分区、删除分区和更改分区类型。对于采用MBR分区方案的磁盘，可以使用fdisk分区编辑器执行这些操作。fdisk命令的格式如下：[root@localhost~]#fdisk-l#列出系统分区[root@localhost~]#fdisk/dev/sdb#给sdb磁盘分区fdisk命令参数：p打印分区表n新建一个新分区d删除一个分区t修改分区的systemid类型q退出不保存w把分区写进分区表，保存并退出fdisk管理分区输入p列出磁盘目前的分区情况：Command(mforhelp):pDisk/dev/sdb:3221MB,3221225472bytes255heads,63sectors/track,391cylindersUnits=cylindersof16065*512=8225280bytesDeviceBootStartEndBlocksIdSystem/dev/sdb11180018eLinuxLVM/dev/sdb2226200812+83Linuxfdisk管理分区输入n建立新的磁盘分区，首先建立两个主磁盘分区：Command(mforhelp):nCommandactioneextendedpprimarypartition(1-4)p#建立主分区Partitionnumber(1-4):1//分区号Firstcylinder(1-391,default1)://分区起始位置Usingdefaultvalue1lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK:5000#分区结束位置，单位为扇区fdisk管理分区再建立一个主分区Command(mforhelp):n#Commandactioneextendedpprimarypartition(1-4)pPartitionnumber(1-4):2#分区号为2Firstcylinder(101-391,default101):Usingdefaultvalue101Lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK(101-391,default391):+500M#分区结束位置，单位为M最后对分区操作进行保存：Command(mforhelp):wThepartitiontablehasbeenaltered!Callingioctl()tore-readpartitiontable.Syncingdisks.创建并挂载文件系统总结创建块设备后，下一步是向其中添加文件系统。红帽企业Linux支持许多不同的文件系统类型，其中两种常见的类型是XFS和ext4。红帽企业Linux的安装程序Anaconda默认使用XFS。以root用户身份，使用mkfs.xfs命令为块设备应用XFS文件系统。对于ext4

使用mkfs.ext4。添加完文件系统后，最后一步是将文件系统挂载到目录结构中的目录上。将文件系统挂载到目录层次结构上后，用户空间实用程序可以访问设备上的文件或在设备上写入文件。手动挂载文件系统管理员可以使用mount命令将设备手动附加到目录位置（或挂载点）。mount命令预期的参数包括设备、挂载点和文件系统选项（可选）。文件系统选项将自定义文件系统的行为。[root@host~]#mkfs.ext4/dev/vdb1[root@host~]#mkfs.xfs/dev/vdb2使用mount命令来查看当前已挂载的文件系统、挂载点和选项。[root@host~]#mount/dev/vdb1/mnt[root@host~]#mount|grepvdb1/dev/vdb1on/mnttypexfs(rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)持久挂载文件系统总结持久挂载文件系统手动挂载文件系统是一种验证已格式化的设备是否可访问以及是否按预期方式工作的好方法。但是，当服务器重启时，系统不会再次将文件系统自动挂载到目录树上；文件系统上的数据将完好无损，但用户却无法访问。为了确保系统在启动时自动挂载文件系统，在/etc/fstab文件中添加一个条目。此配置文件列出了在系统启动时要挂载的文件系统。/etc/fstab是以空格分隔的文件，每行具有六个字段。[root@host~]#vi/etc/fstabUUID=a8063676-44dd-409a-b584-68be2c9f5570