第二章、主机规划与磁盘分区

2.1 Linux与硬件的搭配

认识计算机硬件

在开始学习Linux之前，我们需要了解计算机的基本硬件组成。

主要硬件组件：

组件 功能 Linux中的设备名
CPU 中央处理器，执行指令 /proc/cpuinfo
内存 (RAM) 临时存储运行中的程序和数据 /proc/meminfo
硬盘 永久存储数据 /dev/sda, /dev/nvme0n1
主板 连接所有组件 -
显卡 图形处理 /dev/fb0
网卡 网络连接 /dev/eth0, /dev/wlan0
电源 供电 -

查看硬件信息

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# 查看CPU信息
cat /proc/cpuinfo
lscpu

# 查看内存信息
cat /proc/meminfo
free -h
lsmem

# 查看硬盘信息
lsblk
fdisk -l
parted -l
ls -l /dev/sd* /dev/nvme*

# 查看PCI设备
lspci
lspci | grep -i vga  # 显卡
lspci | grep -i net  # 网卡

# 查看USB设备
lsusb

# 查看硬件详细信息
dmidecode
dmidecode -t memory  # 内存
dmidecode -t processor  # CPU

# 查看系统信息
uname -a
hostnamectl

2.2 磁盘分区

为什么要分区

磁盘分区的主要目的：

  1. 安全性：系统和个人数据分开，重装系统不影响数据
  2. 便利性：不同类型数据分类存放
  3. 效率：按需分配空间，避免浪费
  4. 性能：将频繁访问的数据放在磁盘快速区域

分区表类型

MBR (Master Boot Record)

特性 说明
最大磁盘容量 2TB
最大主分区数 4个
扩展分区 1个（占用主分区名额）
逻辑分区 扩展分区内可创建多个
分区信息存储 主引导扇区（512字节）

GPT (GUID Partition Table)

特性 说明
最大磁盘容量 18EB（实际受限于操作系统）
最大分区数 128个（Windows默认）
主分区/扩展分区 没有这种限制，都是主分区
分区信息存储 磁盘头部和尾部（备份）
兼容性 UEFI启动模式

Linux分区命名规则

设备类型 命名规则 示例
SATA/SCSI硬盘 /dev/sd[a-z] /dev/sda, /dev/sdb
NVMe SSD /dev/nvme[0-9]n[1-9] /dev/nvme0n1
虚拟设备 /dev/vd[a-z] /dev/vda (虚拟机)
分区 设备名+数字 /dev/sda1, /dev/nvme0n1p1
光驱 /dev/sr0 或 /dev/cdrom /dev/sr0

常用分区工具

fdisk (MBR分区)

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# 查看分区表
fdisk -l
fdisk -l /dev/sda

# 编辑分区表
fdisk /dev/sda

# fdisk交互命令：
# m - 显示帮助
# p - 显示分区表
# n - 新建分区
# d - 删除分区
# t - 修改分区类型
# a - 设置可启动标志
# w - 写入并退出
# q - 不保存退出

gdisk / cgdisk (GPT分区)

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# GPT分区工具
gdisk /dev/sda

gdisk交互命令（类似fdisk）：
# ? - 帮助
# p - 显示分区表
# n - 新建分区
# d - 删除分区
# t - 修改分区类型
# c - 修改分区名
# x - 专家命令
# w - 写入并退出
# q - 退出

parted (MBR和GPT都支持)

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# 查看分区表
parted -l
parted /dev/sda print

# 交互式编辑
parted /dev/sda

# 非交互式命令
parted /dev/sda mklabel gpt          # 创建GPT分区表
parted /dev/sda mkpart primary ext4 1MiB 100GiB
parted /dev/sda mkpart primary linux-swap 100GiB 104GiB
parted /dev/sda resizepart 1 200GiB
parted /dev/sda rm 2
parted /dev/sda set 1 boot on

lsblk / blkid

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# 查看块设备信息
lsblk
lsblk -f   # 显示文件系统
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,MOUNTPOINT,MODEL

# 查看UUID和文件系统类型
blkid
blkid /dev/sda1

文件系统类型

文件系统 特点 适用场景
ext4 稳定、性能好、广泛使用 Linux系统分区、数据分区
xfs 高性能、大容量、扩展性好 大数据、日志系统
btrfs 现代、快照、压缩、多设备 桌面、开发环境
swap 交换分区 内存扩展
vfat/fat32 兼容性好 UEFI启动分区、可移动设备
ntfs Windows兼容 双系统数据共享

创建文件系统

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# 创建ext4文件系统
mkfs.ext4 /dev/sda1
mkfs.ext4 -L "Data" /dev/sda2     # 带标签

# 创建xfs文件系统
mkfs.xfs /dev/sdb1

# 创建vfat（FAT32）文件系统
mkfs.vfat -F 32 /dev/sdc1

# 创建swap
mkswap /dev/sda3
swapon /dev/sda3      # 启用swap
swapoff /dev/sda3     # 关闭swap

# 查看文件系统信息
dumpe2fs /dev/sda1    # ext2/3/4
tune2fs -l /dev/sda1  # 查看/修改参数
xfs_info /dev/sdb1    # xfs

挂载文件系统

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# 手动挂载
mount /dev/sda1 /mnt/data
mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt/data
mount -o rw,noatime /dev/sda1 /mnt/data

# 常用挂载选项
-o ro          # 只读
-o rw          # 读写
-o noatime     # 不更新访问时间
-o nodiratime  # 不更新目录访问时间
-o sync        # 同步写入
-o async       # 异步写入
-o remount     # 重新挂载
-o bind        # 绑定挂载

# 查看挂载
mount
cat /proc/mounts
df -h
df -hT    # 显示文件系统类型
lsblk -f

# 卸载
umount /mnt/data
umount /dev/sda1
umount -l /mnt/data    # 强制卸载（懒卸载）

# 开机自动挂载 - 编辑 /etc/fstab
cat /etc/fstab

# 格式：<设备> <挂载点> <文件系统> <选项> <dump> <pass>
# 示例：
# UUID=xxx  /home  ext4  defaults,noatime  0  2
# /dev/sda1 /mnt/data ext4 defaults 0 0

# 测试fstab配置（不实际挂载）
mount -a --dry-run

# 检查fstab是否有错误
findmnt --verify

2.3 安装Linux前的规划

分区方案建议

基础方案（新手推荐）

分区 大小 文件系统 说明
/boot 1GB ext4 启动分区，UEFI需要EFI分区
/ 50GB+ ext4 根分区，系统和软件
/home 剩余空间 ext4 用户数据
swap 4-8GB swap 交换分区，或使用swap文件

高级方案

分区 大小 文件系统 说明
/boot/efi 512MB vfat UEFI启动分区
/boot 1GB ext4 传统启动文件
/ 30GB ext4/xfs 根分区
/var 20GB+ ext4/xfs 日志和缓存
/var/log 10GB+ ext4 日志文件
/home 剩余空间 ext4/xfs 用户数据
/opt 视需要 ext4 第三方软件
/tmp 10GB+ ext4 临时文件，或使用tmpfs
swap 4-16GB swap 根据内存大小决定

swap大小建议

内存大小 推荐swap大小 说明
< 4GB 2-4GB 内存小，需要较大swap
4-8GB 2-4GB 正常使用
8-16GB 2-4GB 或根据需要调整
16-32GB 4-8GB 或使用swap文件
> 32GB 4GB或禁用 根据使用情况决定

swap文件替代分区：

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# 创建swap文件
sudo dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=4096
sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile
sudo swapon /swapfile

# 添加到fstab
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

系统要求

CentOS 7 最低要求

项目 要求
CPU 1 GHz 或更高
内存 1 GB (建议 2 GB+)
硬盘 20 GB 可用空间
网络 以太网或无线网卡

CentOS 7 推荐配置

项目 推荐
CPU 2核或以上
内存 4 GB 或更多
硬盘 50 GB SSD 或更大
网络 千兆以太网

2.4 重点回顾

  1. 硬件认知：了解CPU、内存、硬盘等关键硬件及其Linux设备名
  2. 分区必要性：安全性、便利性、效率、性能
  3. 分区表类型：
    • MBR：最大2TB，4个主分区
    • GPT：最大18EB，128个分区，需要UEFI
  4. 分区命名：/dev/sda1（SATA）、/dev/nvme0n1p1（NVMe）
  5. 分区工具：fdisk（MBR）、gdisk（GPT）、parted（两者）
  6. 文件系统：ext4（通用）、xfs（大容量）、swap（交换）
  7. 分区方案：建议至少/、/home、swap三个分区
  8. swap大小：根据内存大小，一般2-4GB或更大
  9. 挂载点：分区必须挂载到目录树才能使用
  10. fstab：/etc/fstab配置开机自动挂载

2.5 本章习题

  1. 解释MBR和GPT分区表的主要区别。你的电脑使用哪种分区表？

  2. Linux中SATA硬盘和NVMe SSD的设备名分别是什么格式？

  3. 为什么要进行磁盘分区？至少列出3个理由。

  4. 使用fdisk或parted查看你当前系统的分区表，并解释每个分区的作用。

  5. 为一个8GB内存、500GB硬盘的服务器设计分区方案，要求有/、/home、/var、swap分区。

  6. 解释swap分区的作用。如果系统有16GB内存，你建议swap设置多大？

  7. 如何在Linux中查看硬盘UUID？UUID在fstab中有什么作用？

  8. 实践：使用fdisk或gdisk创建一个测试分区，然后格式化为ext4并挂载到/mnt/test。

2.6 参考资料与延伸阅读

Linux 磁盘分区 硬件
许可协议

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