【Linux系統】Linux下的磁碟分區和邏輯卷淺解
一、硬碟介面類型
硬碟的介面主要有IDE、SATA、SCSI 、SAS和光纖通道等五種類型。其中IDE和SATA介面硬碟多用於家用產品中，也有部分應用於伺服器，SATA是一種新生的硬碟介面類型，已經取代了大部分IDE介面應用。SCSI 、SAS主要應用於伺服器上，普通家用設備一般不支持SCSI和SAS介面。SAS也是是一種新生的硬碟介面類型，可以和SATA以及部分SCSI設備無縫結合。光纖通道最初設計也不是為了硬碟設計開發的介面，是專門為網路系統設計的，但隨著存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬碟系統中，並且其只應用在高端伺服器上價格昂貴。
二、硬碟和分區
Linux中主要有兩種分區類型，分別為MBR（Master Boot Record）和GPT（GUID Partition Table），是在磁碟上存儲分區信息的兩種不同方式。這些分區信息包含了分區從哪裡開始的信息，這樣操作系統才知道哪個扇區是屬於哪個分區的，以及哪個分區是可以啟動的。在磁碟上創建分區時，你必須在MBR和GPT之間做出選擇。
在Linux中會把設備映射成為一個/dev目錄下的系統文件，IDE介面類型的硬碟設備映射的文件名稱前綴為「hd」，SCSI、SATA、SAS等介面的硬碟設備映射的文件名稱前綴為「sd」（部分虛擬機或者雲主機的名稱可能是其他的，比如「vd」），後面拼接從「a」開始一直到「z」用來區分不同的硬碟設備，在硬碟名稱後面拼接數字形式的分區號用來區分不同的分區。
1、MBR分區
MBR的意思是「主引導記錄」，它是存在於驅動器開始部分的一個特殊的啟動扇區。這個扇區包含了已安裝的操作系統的啟動載入器和驅動器的邏輯分區信息。MBR支持最大2TB磁碟，它無法處理大於2TB容量的磁碟。MBR格式的磁碟分區主要分為基本分區（primary partion）和擴展分區（extension partion）兩種主分區和擴展分區下的邏輯分區。主分區總數不能大於4個，其中最多只能有一個擴展分區。且基本分區可以馬上被掛載使用但不能再分區，擴展分區必須再進行二次分區後才能掛載。擴展分區下的二次分區被稱之為邏輯分區，邏輯分區數量限制視磁碟類型而定。
MBR的主分區號為1-4，邏輯分區號為從5開始累加的數字。比如設備主板上裝了4塊硬碟，分別為2塊IDE介面硬碟，1塊SCSI介面硬碟和一塊SATA介面硬碟。其中2塊IDE介面硬碟的分區策略為2個主分區和2個邏輯分區，SCSI分區策略為3個主分區和3個邏輯分區，SATA分區策略為4個主分區。硬碟文件和分區名稱如下：
其中分區名稱後面的（p）代表基本分區，（e）代表擴展分區，（l）代表邏輯分區。需要注意的是，如果分區策略中存在邏輯分區，則說明一定會有擴展分區，那麼基本分區數則最多只能有3個，擴展分區數最多只能是1個，如果沒有擴展分區則可以創建4個基本分區。想要創建邏輯分區，則必須先將唯一的擴展分區創建出來，並且如果刪除了擴展分區，那麼它下面的所有邏輯分區也會被自動刪除。
如果是SCSI介面硬碟則最多只能有15（其中擴展分區不能直接使用所以不計算）個分區，其中主分區最多4個，邏輯分區最多12個。IDE介面硬碟最多只能有63（其中擴展分區不能直接使用所以不計算）個分區，其中主分區最多4個，邏輯分區最多60個。
2、GPT分區
GPT意為GUID分區表，驅動器上的每個分區都有一個全局唯一的標識符（globally unique identifier，GUID）。支持的最大磁碟可達18EB，它沒有主分區和邏輯分區之分，每個硬碟最多可以有128個分區，具有更強的健壯性與更大的兼容性，並且將逐步取代MBR分區方式。GPT分區的命名和MBR類似，只不過沒有主分區、擴展分區和邏輯分區之分，分區號直接從1開始累加一直到128。
三、邏輯卷
LVM（邏輯卷）的產生是因為傳統的分區一旦分區好後就無法在線擴充空間，也存在一些工具能實現在線擴充空間但是還是會面臨數據損壞的風險；傳統的分區當分區空間不足時，一般的解決辦法是再創建一個更大的分區將原分區卸載然後將數據拷貝到新分區，但是在企業的生產系統往往不允許停機或者允許停機的時間很短，LVM就能很好的解決在線擴充空間的問題，而且不會對數據造成影響，LVM還能通過快照在備份的過程中保證日誌文件和表空間文件在同一時間點的一致性。
在LVM中PE(Physical Extend)是卷的最小單位，默認4M大小，就像我們的數據是以頁的形式存儲一樣，卷就是以PE的形式存儲。PV(Physical Volume)是物理卷，如果要使用邏輯卷，首先第一步操作就是將物理磁碟或者物理分區格式化成PV，格式化之後PV就可以為邏輯卷提供PE了。VG(Volume Group)是卷組，VG就是將很多PE組合在一起生成一個卷組，當然這裡的PE是可以跨磁碟的，如果當前伺服器磁碟空間不足就可以增加一個新磁碟對當前系統不會產生任何影響。LV(Logical Volume)是邏輯卷，邏輯卷最終是給用戶使用的，前面幾個都是為創建邏輯卷做的準備，創建邏輯卷的大小隻要不超過VG剩餘空間就可以。
四、文件系統
當硬碟分區被創建完成之後，還並不能直接掛載到目錄上存儲文件，需要選擇合適的文件系統進行格式化。常見的分區類型有FAT32、FAT16、NTFS、HP-UX等，而專供Linux使用的主流的一些分區有ext2/3/4、physical volume (LVM) 、softwareRAID、swap、vfat、xfs等。其中：
1、ext2/3/4：是適合Linux的文件系統類型，由於ext3文件系統多了日誌記錄功能，因此系統恢復起來更加快速，ext4是ext3的升級，效率更加高，因此建議使用默認類型ext4類型，而不要使用ext2/3；
2、physical volume (LVM)：這是一種彈性調整文件系統大小的機制，即可以讓文件系統變大或變小，而不改變原文件數據的內容，功能不錯，但性能不佳。
3、softwareRAID：利用Linux系統的特性，用軟體模擬出磁碟陣列功能。
4、swap：就是內存交換空間。由於swap並不會使用到目錄樹的掛載，因此用swap就不需要指定掛載點。
5、vfat：同時被Linux與windows所支持的文件系統類型。如果主機硬碟同事存在windows和linux兩種操作系統，為了進行數據交換，可以使用該文件系統。
6、xfs：也是一個文件系統類型，在centos7中將被作為默認的文件系統類型，替換ext4。
五、分區工具
一般使用fdisk、parted進行分區，這裡不再詳細介紹。
