玩轉 Linux 之：磁盤分區、掛載知多少？

時間 2019-11-06

標籤 linux 磁盤分區多少欄目 Linux 简体版

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上週在作日誌機擴容的時候，發現運維同窗將一塊硬盤的掛載點沒有同之前的日誌機保持一致，考慮到這會給往後的維護帶來麻煩，因而嘗試着手修改，在修改的同時，review 了下以前日誌機的掛載配置，發現竟然存在隨時掉坑的可能。。。至於什麼坑，我會在文末說明。 php

so，感受這事兒雖然簡單，也許一條命令就搞定的事情，可是，不少童鞋可能不明就裏，純複製粘貼網上的命令，這很容易給人挖坑埋雷，今天就來聊聊 linux 下磁盤分區、掛載的問題，篇幅所限，不會聊的太底層，純當科普吧~ node

一、Linux 分區簡介

1.1 主分區 vs 擴展分區

硬盤分區表中最多能存儲四個分區，但咱們實際使用時通常只分爲兩個分區，一個是主分區（Primary Partion）一個是擴展分區(extended partition)，主分區能夠立刻被使用但不能再分區，擴展分區必須再進行分區後才能使用，也就是說它必須還要進行二次分區。那麼由擴展分區再分下去的是什麼呢？它就是邏輯分區（Logical Partion），邏輯分區沒有數量上限制。 linux

1.2 驅動器標示的含義

對習慣於使用Dos或Windows的同窗來講，有幾個分區就有幾個驅動器，而且每一個分區都會得到一個字母標識符，而後就能夠選用這個字母來指定在這個分區上的文件和目錄，它們的文件結構都是獨立的，很是好理解。然而對Red Hat Linux新手來講，可就有點惱人了。由於對Linux用戶來講不管有幾個分區，都得分給目錄使用，它歸根結底就只有一個根目錄，一個獨立且惟一的文件結構。Red Hat Linux中每一個分區都是用來組成整個文件系統的一部分，由於它採用了一種叫「掛載點」的處理方法，它的整個文件系統中包含了一整套的文件和目錄，且將一個分區和一個目錄聯繫起來。這時要載入的一個分區就在linux的存儲空間的某個目錄下得到。
下面咱們先來看看Red Hat Linux的驅動器是如何標識的。對於IDE硬盤，驅動器標識符爲「hdx1」,其中「hd」代表分區所在設備的類型，這裏是指IDE硬盤了。「x」爲盤號（a爲基本盤，b爲基本從屬盤，c爲輔助主盤，d爲輔助從屬盤）,「1」表明分區，前四個分區用數字1到4表示，它們是主分區或擴展分區，從5開始就是邏輯分區。例，hda3表示爲第一個IDE硬盤上的第三個主分區或擴展分區,hdb2表示爲第二個IDE硬盤上的第二個主分區或擴展分區。對於SCSI硬盤則標識爲「sdx1」，SCSI硬盤是用「sd」來表示分區所在設備的類型的，其他則和IDE硬盤的表示方法同樣，再也不贅述。
咱們從上面能夠看到，Red Hat Linux的分區是不一樣於其它操做系統分區的，它的分區格式經常使用的有Ext3和Swap兩種，Ext3用於存放系統文件，Swap則做爲Red Hat Linux的交換分區（至關於windows中的虛擬內存文件）。那麼如今咱們就能夠知道Red Hat Linux至少須要兩個專門的分區（Linux Native（本地）和Linux Swap（交換））。因爲不能將Red Hat Linux安裝在Dos/Windows分區。通常來講咱們將Red Hat Linux安裝一個或多個類型爲「Linux Native」的硬盤分區，可是在Red Hat Linux的每個分區都必需要指定一個「Mount Point」（掛載點），告訴Red Hat Linux在啓動時，這個目錄要給哪一個分區使用。對「Swap」分區來講, 通常也定義一個，且它沒必要要定義載入點。
下面咱們先對「Linux Native」和「Linux Swap」有個初步的瞭解。
nginx

SWAP分區是LINUX暫時存儲數據的交換分區，它主要是把主內存上暫時不用得數據存起來，在須要的時候再調進內存內，且做爲SWAP使用的分區不用指定「Mout Point」（載入點），既然它做爲交換分區，咱們理所固然應給它指定大小，它至少要等於系統上實際內存的量，通常來講它的大小是內存的一至兩倍。另外你也能夠建立和使用一個以上的交換分區，最多16個。
Linux Native是存放系統文件的地方，通常用EXT3的分區類型，對Red Hat Linux來講，有了較大的選擇餘地，能夠把系統文件分幾個區來裝（必需要說明掛載點），也能夠就裝在同一個分區中（掛載點是「/」）。

1.3 爲何要自定義多個分區?

分多個區有如下幾個目的：
shell

在不損失數據的狀況下重裝系統，好比獨立設置/home掛載點,重裝系統的時候直接標記回/home，數據不會有任何損失。
針對不一樣掛載點的特性分配合適的文件系統以合理發揮性能，好比對/var使用reiserfs，對/home使用xfs，對/使用ext4。
針對不一樣的掛載點開啓不一樣的掛載選項，如是否須要即時同步，是否開啓日誌，是否啓用壓縮。
大硬盤搜索範圍大，效率低
磁盤配額只能對分區作設定
/home、/var、/usr/local 常常是單獨分區，由於常常會操做，容易產生碎片

二、掛載點目錄簡介

2.1 常見的掛載目錄結構

每塊硬盤都分爲若干個分區，每一個分區都有本身的文件系統。Windows爲這些文件系統各自指定了一個字母。不過 GNU/Linux 使用惟一的樹形結構來管理文件，而每一個文件系統都掛載於樹形結構的某個位置。
正如 Windows 須要有 C: 驅動器同樣，GNU/Linux 必須可以將根文件系統掛載於文件樹的根(/)上。當根掛載完成以後，您就能夠將其它文件系統掛載於樹形結構各類掛載點上。根結構下的任何目錄均可以做爲掛載點，而您也能夠將同一文件系統同時掛載於不一樣的掛載點上。
掛載點實際上就是linux中的磁盤文件系統的入口目錄
數據庫

2.2 常見的掛載目錄說明

目錄內容 windows

/ 　　根目錄，存放系統命令和用戶數據等（若是下面掛載點沒有單獨的分區，它們都將在根目錄的分區中）　
/boot boot loader 的靜態連接文件，存放與Linux啓動相關的程序
/home 用戶目錄，存放普通用戶的數據
/tmp 臨時文件
/usr 是Red Hat Linux系統存放軟件的地方,若有可能應將最大空間分給它
/usr/local 自已安裝程序安裝在此
/var 不斷變化的數據，服務器的一些服務、日誌放在下面。
/opt （Option可選的）附加的應用程序軟件包

/bin 基本命令執行文件
/dev 設備文件
/etc 主機特定的系統配置
/lib 基本共享庫以及內核模塊
/media 用於移動介質的掛載點
/mnt 用於臨時掛載文件系統或者別的硬件設備（如光驅、軟驅）
/proc 系統信息的虛擬目錄(2.4 和 2.6 內核)，這些信息是在內存中，由系統本身產生的。
/root root 用戶的目錄
/sbin 基本系統命令執行文件
/sys 系統信息的虛擬目錄(2.6 內核)
/srv 系統提供的用於 service 的數據
/usr/X1186 X-Windows目錄，存放一些X-Windows的配置文件
/usr/include 系統頭文件，存儲一些C語言的頭文件
/usr/src Linux內核源代碼，Linux系統所安裝的內核源代碼都保存在此
/usr/bin 對/bin目錄的一些補充
/usr/sbin 對/sbin目錄的一些補充
/lost+found 這個目錄在大多數狀況下都是空的。可是若是你正在工做忽然停電，或是沒有用正常方式關機，在你從新啓動機器的時候，有些文件就會找不到應該存放的地方，對於這些文件，系統將他們放在這個目錄下。
/boot: 必須老是物理地包含 /etc、/bin、/sbin、/lib 和 /dev，不然您將不能啓動系統。
/home：每一個用戶將放置他的私有數據到這個目錄的子目錄下。
/tmp: 程序建立的臨時數據大都存到這個目錄。
/usr：包含全部的用戶程序(/usr/bin)，庫文件(/usr/lib)，文檔(/usr/share/doc)，等等。
/var：全部的可變數據，如新聞組文章、電子郵件、網站、數據庫、軟件包系統的緩存等等，將被放入這個目錄。這個目錄的大小取決於您計算機的用途，可是對大多數人來講，將主要用於軟件包系統的管理工具。若是作服務器的話空間應儘可能大。個人服務器的實際分法及實際使用的大小,尚未實際投入使用。因此/var目錄沒有用那麼多。通常WEB存放網頁的目錄是/var/www,postfix郵件的存放郵件的目錄是：/var/mail,var/log，是系統日誌記錄分區， /var/spool：存放一些郵件、新聞、打印隊列等。
/opt:存放可選的安裝的軟件。緩存

上面介紹了幾個掛載點，通常來講咱們最少須要兩個分區(固然只要一個 / 分區也能夠)，須要一個SWAP分區，和一個「/」分區，但把一些經常使用、重要的掛載點分到其它分區，這樣便於管理。通常一個/分區，一個/usr分區，一個/home 分區，一個/var/log分區。固然這沒有什麼規定，徹底是依照須要來定的。咱們可使用Red Hat Linux提供的硬盤管理工具Disk Druid來完成分區和掛載點設置。服務器

對照上圖和目錄簡介，能夠把Linux系統的掛載點想象成一棵大樹
/ 爲大樹的樹根
/ 衍生的其餘掛載點爲這顆大樹的樹枝
掛載點下的文件爲樹葉
運維

2.3 爲何 linux 的分區須要有掛載這個動做呢？

若是你看過我以前寫的 Linux 系列文章，那麼應該記得我曾經標紅過一句話：linux 下一切皆文件！換言之就是linux操做系統將系統中的一切都做爲文件來管理。在windows中咱們常見的硬件設備（打印機、網卡、聲卡...）、磁盤分區等，在linux中通通都被視做文件，對設備、分區的訪問就是讀寫對應的文件。

三、實戰分區掛載

3.1 臨時掛載

舉個栗子，原來分區狀況以下：

[root@sg-sl-data]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2              20G  5.6G   13G  31% /
/dev/sda6             996M   35M  910M   4% /data
/dev/sda5             426G  199M  404G   1% /disk1
/dev/sda1             996M   46M  899M   5% /boot
tmpfs                 7.9G     0  7.9G   0% /dev/shm

3.1.1 先卸載分區：

umount /disk1
umount /data

3.1.2 再從新掛起來：

mount /dev/sda5 /data
mount /dev/sda6 /disk1
注意：如前所述，不能2個分區同時掛載到/data

3.2 永久掛載：開機自動掛載

上面步驟中的方法只是臨時工乾的活兒，開機後磁盤分區會不可見或者仍是掛載以前的模樣，要想永久生效，還須要修改/etc/fstab，將

LABEL=/data /data ext3 defaults 1 2
LABEL=/disk1 /disk1 ext3 defaults 1 2
修改成：
/dev/sda5 /data ext3 defaults 1 2
/dev/sda6 /disk1 ext3 defaults 1 2

說明：fstab 是文件系統分配表的配置文件，該文件有着嚴格的語法格式限制，相似 crontab 同樣，保存時也會對你的輸入格式進行校驗，請慎重使用，不然會有意想不到的問題發生。其一共有 6 個字段，空格分隔，具體每一個字段的含義請參考這裏，再也不贅述：http://diamonder.blog.51cto.com/159220/282542

3.3 如下是添加硬盤&分區&掛載（高危操做，新手慎用！）

友情提示：分區操做是高危操做，尤爲是新手同窗請勿在生產環境隨意嘗試，不然後果自負！

更爲詳細的分區教程請參見：

linux磁盤分區fdisk命令詳解 http://linux008.blog.51cto.com/2837805/548711

fdisk /dev/sdb
 
輸入m---n---p---1--回車---回車---p---w
 
mkfs.ext3 /dev/sdb1
 
mkdir /disk2
 
mount /dev/sdb1 /disk2/
 
在/etc/fstab中添加：
/dev/sdb1            /disk2                  ext3    defaults        1 2

四、經過 fstab 設置開機掛載的坑

fstab 文件你們都很熟悉，Linux 在啓動的時候經過 fstab 中的信息掛載各個分區，一個典型的分區條目就像這樣：

/dev/sdb4 /mnt/usb vfat utf8,umask=0 0 0

/dev/sda4 爲須要掛載的分區，sda4 是 Linux 檢測硬盤時按順序給分區的命名，通常來說，這個名稱並不會變化，可是若是你有多塊硬盤，硬盤在電腦中的順序變化的時候，相同的名稱可能表明着不一樣的硬盤分區，若是你是從 USB 設備啓動，與其餘 USB 設備的插入順序也會致使分區識別的困難。

所以上面 3.2 小節中的配置直接寫 /dev/sda6 是有很大的隱患的，重啓後硬盤的順序可能發生變化，好比你把 nginx 的用戶日誌放在一個單獨的分區上，那麼重啓後雖然設置了 fstab，可是因爲順序變了相同的分區號可能表明不一樣的硬盤分區了，這樣就會致使某些分區上的數據服務不可用了。

（PS：文章開頭說過在 review 之前同窗的掛載配置的時候發現了埋下的一個雷，正是上面的問題。）

這個時候 UUID 就派上用場了，UUID 全稱是 Universally Unique Identifier，也就是說，每一個分區有一個惟一的 UUID 值，這樣就不會發生分區識別混亂的問題了。

在 fstab 中用 UUID 掛載分區，看起來向這樣：
UUID=1234-5678 /mnt/usb vfat utf8,umask=0 0 0
在 UUID= 後面填入分區相應的 UUID 值，就能夠正確掛載分區了。
那麼，咱們如何知道一個分區的 UUID 呢？
有 3 種方法：

4.1 經過瀏覽 /dev/disk/by-uuid/ 下的設備文件信息

# ls -l /dev/disk/by-uuid/
------
lrwxrwxrwx 1 root root 10 10-13 09:14 0909-090B -> ../../sdb5
lrwxrwxrwx 1 root root 10 10-13 09:13 7c627a81-7a6b-4806-987b-b5a8a0a93645 -> ../../sda4
.....

4.2 經過 vol_id 命令

# vol_id /dev/sdb5
ID_FS_USAGE=filesystem
ID_FS_TYPE=vfat
ID_FS_VERSION=FAT32
ID_FS_UUID=0909-090B
ID_FS_UUID_ENC=0909-090B
ID_FS_LABEL=SWAP
ID_FS_LABEL_ENC=SWAP
ID_FS_LABEL_SAFE=SWAP

4.3 經過 blkid 命令

# blkid /dev/sdb5
/dev/sdb5: LABEL="SWAP" UUID="0909-090B" TYPE="vfat"
經過這三種方法均可以得到分區的 UUID，UUID 依據分區不一樣，長度和格式都不相同。

好比我最後把 /dev/sdb 掛載在了 /data1 目錄下（不放心的話重啓或者生成文件測試下，看掛載分區的空間被佔用沒）：

文件系統       類型   容量  已用  可用 已用% 掛載點
/dev/sda3      ext4   518G  2.7G  489G    1% /
tmpfs          tmpfs   16G     0   16G    0% /dev/shm
/dev/sda1      ext4  1008M   61M  896M    7% /boot
/dev/sdb       ext4   1.8T  1.1G  1.7T    1% /data1

grep -v '#' /etc/fstab |column -t
UUID=0c685e8b-dbb3-4a1c-a106-3f1716ab34dd  /         ext4    defaults,noatime              1  1
UUID=2d7f1bcf-06d1-486e-87df-404ba670fcd9  /boot     ext4    defaults,noatime              1  2
UUID=248e7a99-b459-4800-bbd3-354047e49a2f  swap      swap    defaults,noatime              0  0
tmpfs                                      /dev/shm  tmpfs   defaults,nosuid,noexec,nodev  0  0
devpts                                     /dev/pts  devpts  gid=5,mode=620                0  0
sysfs                                      /sys      sysfs   defaults                      0  0
proc                                       /proc     proc    defaults                      0  0
UUID=870ebaf6-727f-48d3-b60c-f203339d94ac  /data1    ext4    defaults,noatime              0  0

五、FAQ：

掛載點必須是一個目錄。
一個分區掛載在一個已存在的目錄上，這個目錄能夠不爲空，但掛載後這個目錄下之前的內容將不可用。對於其餘操做系統創建的文件系統的掛載也是這樣，卸載後，目錄之前的文件都還在，不會有任何丟失。
目錄只佔磁盤裏的一個inode，存放文件屬性等信息。
任何一個分區都必須掛載到某個目錄上。
目錄是邏輯上的區分。分區是物理上的區分。
磁盤Linux分區都必須掛載到目錄樹中的某個具體的目錄上才能進行讀寫操做。
根目錄是全部Linux的文件和目錄所在的地方，須要掛載上一個磁盤分區。
一個分區能夠掛在多個目錄，但反過來一個目錄只能是一個分區的掛載點。