第2章 主机规划与磁盘分区

第二章 主机规划与磁盘分区

2.2 磁盘分区

2.2.1 磁盘连接的方式与设备文件名的关系

　　正常的实体机器大概使用的都是/dev/sd[a-]的磁盘文件名，至于虚拟机环境下面，为了加速，可能就会使用/dev/vd[a-p]这种磁盘文件名喔！

2.2.2 MSDOS(MBR)与GPT磁盘分区表(partition table)

　　分区表其实目前有两种格式喔，我们就依序来谈谈这两种分区表格式吧。

• MSDOS(MBR)分区表格式与限制
  　　早期的Linux系统为了兼容于Windows的磁盘，因此使用的是支持Windows的MBR(Master Boot Record，主要开机记录区)的方式来处理开机管理程序与分区表！而开机管理程序记录区与分区表则通通放在磁盘的第一个扇区，这个扇区通常是512Bytes的大小（旧的磁盘扇区都是512Bytes喔！），所以说，第一个扇区512Bytes会有这两个数据：
  • 主要开机记录区（Master Boot Record，MBR）：可以安装开机管理程序的地方，有446Bytes
  • 分区表（partition table）：记录整颗硬盘分区的状态，有64Bytes
    　　由于分区表所在区块仅有64Bytes容量，因此最多仅能有四组记录区，每组记录区记录了该区段的起始与结束的柱面号码。
• GUID partition table，GPT磁盘分区表
  　　因为过去一个扇区大小就是512Bytes而已，不过目前已经有4K的扇区设计出现！为了相容于所有的磁盘，因此在扇区的定义上面，大多会使用所谓的逻辑区块位址（Logical Block Address，LBA）来处理。GPT将磁盘所有区块以此LBA（默认为512Bypes喔！）来规划，而第一个LBA称为LBA0(从0开始编号)。
  　　与MBR仅使用第一个512Bytes区块来记录不同，GPT使用了34个LBA区块来纪录分区信息！同时与过去MBR仅有一份记录区块，被干掉就死光光不同，GPT除了前面34个LBA之外，整个磁盘的最后33个LBA也拿来作为另一个备份！这样或许会比较安全些吧！
  • LBA0(MBR相容区块）
  • LBA1(GPT表头记录)
  • LBA2-33(实际记录分区信息处)

2.2.3 开机流程中的BIOS与UEFI开机检测程序

　　基本上，目前的主机系统在载入硬件驱动方面的程序，主要有早期的BIOS与新的UEFI两种机制，我们分别来谈谈啰！

• BIOS搭配MBR/GPT的开机流程
  　　BIOS与CMOS。CMOS是记录各项硬件参数且嵌入在主板上面的储存器，BIOS则是一个写入到主板上的一个固件（再次说明，固件就是写入到硬件上的一个软件程序）。这个BIOS就是在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序了！
  　　接下来BIOS会去分析计算机里面有哪些储存设备，我们以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设置去取得能够开机的硬盘，并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。MBR这个仅有446Bytes的硬盘容量里会放置最基本的开机管理程序，此时BIOS就功成圆满，而接下来就是MBR内的开机管理程序的工作了。
  　　这个开机管理程序的目的是在载入（load）核心文件，由于开机管理程序是操作系统在安装的时候所提供的，所以他会认识硬盘内的文件系统格式，因此就能够读取核心文件，然后接下来就是核心文件的工作，开机管理程序与BIOS也功成圆满，将之后的工作交给大家所知道的操作系统啦！
  　　简单的说，整个开机流程到操作系统之前的动作应该是这样的：
  1. BIOS:开机主动执行的固件，会认识第一个可开机的设备；
  2. MBR:第一个可开机设备的第一个扇区内的主要开机记录区块，内含开机管理程序；
  3. 开机管理程序（boot loader）:一支可读取核心文件来执行的软件；
  4. 核心文件：开始操作系统的功能……
     第二点要注意，如果你的分区表为GPT格式的话，那么BIOS也能够从LBA0的MBR相容区块读取第一阶段的开机管理程序码，如果你的开机管理程序能够认识GPT的话，那么使用BIOS同样可以读取到正确的操作系统核心喔！换句话说，如果开机管理程序不懂GPT，例如Windows XP的环境，那自然就无法读取核心文件，开机就失败了！
• UEFI BIOS搭配GPT开机的流程
  　　我们现在知道GPT可以提供到64bit的寻址，然后也能够使用较大的区块来处理开机管理程序。但是BIOS其实不懂GPT耶！还得要通过GPT提供相容模式才能够读写这个磁盘设备~而且BIOS仅为16位的程序，在与现阶段新的操作系统接轨方面有点弱掉了！为了解决这个问题，因此就有了UEFI(Unified Extensible Firmware Interface)这个统一可延伸固件界面的产生。
  　　UEFI主要是想要取代BIOS这个固件界面，因此我们也称UEFI为UEFI BIOS就是了。UEFI使用C程序语言，比起使用组合语言的传统BIOS要更容易开发！

2.2.4 Linux安装模式下，磁盘分区的选择（极重要）

• 目录树结构（Directory tree）
  　　我们前面有谈过Linux内的所有数据都是以文件的形态来呈现的，所以啰，整个Linux系统最重要的地方就是在于目录架构。所谓的目录树架构（directory tree）就是以根目录为主，然后向下呈现分支状的目录结构的一种文件架构）。所以整个目录树架构最重要的就是那个根目录（root directory），这个根目录的表示方式为一条斜线“/",所有的文件都与目录树有关。
  • 自定安装“Custom”：
    • A：初次接触Linux:只要分区“/”及“swap”即可
    • B：建议分区的方式：预留一个备用的剩余磁盘容量！

2.3 安装Linux前的规划

2.3.3 主机硬盘的主要规划

　　比较麻烦一点的分区方式就是先分析这部主机的未来用途，然后根据用途去分析需要较大容量的目录，以及读写较为频繁的目录，将这些重要的目录分别独立出来而不与根目录放在一起，那当这些读写较为频繁的磁盘分区有问题时，至少不会影响到根目录的系统数据，那挽救方面就比较容易啊！在默认的CentOS环境中，下面的目录是比较符合容量大且（或）读写频繁的目录啰：

• /boot
• /
• /home
• /var
• Swap