磁盘分区、格式化与挂载¶

本文你会学到：

如何用 fdisk、gdisk、parted 对磁盘进行分区
如何用 mkfs 系列命令格式化分区为指定文件系统
如何手动挂载/卸载，以及配置开机自动挂载
swap 的创建与管理
特殊文件系统（tmpfs/devtmpfs）的用途

新增一块磁盘到 Linux 系统，通常要经历三个阶段：分区 → 格式化 → 挂载，对应的核心命令是 gdisk/fdisk/parted、mkfs、mount。

磁盘分区工具¶

Linux 下常用三种工具来管理磁盘分区。选择哪种，取决于磁盘的分区表类型：MBR 还是 GPT。

三种工具一览¶

工具	分区表支持	操作方式	最大磁盘	适用场景
`fdisk`	MBR（有限支持 GPT）	交互式	2 TB	老系统、小磁盘
`gdisk`	GPT（支持 MBR 转换）	交互式（类似 fdisk）	无限制	推荐用于 GPT 磁盘
`parted`	MBR + GPT	交互式 / 单行命令	无限制	脚本自动化、需要跨类型操作

分区前先确认分区表类型

用 parted /dev/sda print 或 fdisk -l /dev/sda 先查看磁盘是 MBR（msdos）还是 GPT，再选对工具。 GPT 磁盘用 gdisk，MBR 磁盘用 fdisk，或者统一用 parted。

fdisk¶

fdisk 是最经典的 MBR 分区工具，支持主分区（primary）、扩展分区（extended）和逻辑分区（logical）的管理。MBR 最多 4 个主分区，单分区最大 2 TB。

fdisk 常用操作
# 进入交互界面（针对整块磁盘，不加分区号）
fdisk /dev/sda

# 交互界面内常用指令：
# p  显示当前分区表
# n  新建分区
# d  删除分区
# t  修改分区类型
# w  保存并退出
# q  不保存退出

# 非交互式：查看磁盘信息
fdisk -l /dev/sda

操作提示

在 fdisk 交互界面内，所有操作在按下 w 之前不会写入磁盘，按 q 可随时退出且不生效。

gdisk¶

gdisk 专为 GPT 分区设计，操作界面与 fdisk 高度相似，直接替换学习成本极低。GPT 支持最多 128 个分区，单盘容量无 2 TB 限制。

gdisk 常用操作
# 进入交互界面
gdisk /dev/nvme0n1

# 交互界面内常用指令：
# ?  显示所有命令帮助
# p  打印当前分区表
# n  新建分区
# d  删除分区
# t  修改分区类型码（8300=Linux fs，8200=swap，EF00=EFI）
# w  保存写入并退出
# q  不保存退出

不要混用工具

GPT 磁盘只用 gdisk，MBR 磁盘只用 fdisk，不要在 GPT 磁盘上用 fdisk 操作分区，否则可能破坏分区表。

parted¶

parted 同时支持 MBR 和 GPT，最大优势是**支持非交互式单行命令**，适合脚本自动化。

parted 常用操作
# 显示分区表
parted /dev/sda print

# 以 MB 为单位显示
parted /dev/sda unit mb print

# 新建 GPT 分区表（危险！会清空磁盘！）
parted /dev/sdb mklabel gpt

# 新建分区（非交互式，直接指定起止位置）
# 语法：mkpart <类型> <文件系统> <起始> <结束>
parted /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 10GiB

# 删除分区（按编号）
parted /dev/sdb rm 1

parted 单位说明

parted 支持 MiB（准确）和 MB（近似）两种单位。推荐使用 MiB/GiB 以避免对齐问题：起始位置建议从 1MiB 开始，确保 4K 对齐。

查看磁盘与分区状态¶

在动手分区之前，先观察当前磁盘状态。

lsblk —— 树形显示所有块设备¶

lsblk 用法
# 列出所有磁盘与分区（树形）
lsblk

# 同时显示文件系统类型和 UUID
lsblk -f

# 显示完整设备路径
lsblk -p /dev/sda

# 示例输出：
# NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
# sda           8:0    0   40G  0 disk
# ├─sda1        8:1    0    2M  0 part
# ├─sda2        8:2    0    1G  0 part /boot
# └─sda3        8:3    0   30G  0 part
#   └─centos-root ...              /
# nvme0n1     259:0    0  500G  0 disk
# └─nvme0n1p1 259:1    0  500G  0 part

blkid —— 查询设备 UUID 和文件系统类型¶

blkid 用法
# 列出所有已格式化的设备信息
blkid

# 查询指定设备
blkid /dev/sda1

# 示例输出：
# /dev/sda2: UUID="94ac5f77-cb8a-495e-a65b-2ef7442b837c" TYPE="xfs"

UUID（Universally Unique Identifier，通用唯一标识符）是设备的唯一标识，推荐在 /etc/fstab 中用 UUID 而非 /dev/sdX，防止磁盘重排导致挂载错误。

fdisk -l / parted -l —— 查看详细分区信息¶

查看分区表
# 查看所有磁盘的分区信息
fdisk -l

# 查看指定磁盘（含 GPT 详情）
parted /dev/sda print

分区实操¶

gdisk 创建 GPT 分区（交互式流程）¶

以在 /dev/nvme0n1 上新建一个 20 GiB 的 Linux 数据分区为例：

gdisk 分区实操
1	`gdisk /dev/nvme0n1`

交互流程如下：

gdisk 交互步骤

GPT fdisk (gdisk) version x.x.x

Command (? for help): p          # 先查看当前分区表，找到剩余空间

Disk /dev/nvme0n1: 1048576000 sectors, 500.0 GiB
...
Number  Start (sector)  End (sector)  Size       Code  Name
   1    2048            2099199       1024.0 MiB  EF00  EFI System
   2    2099200         4196351       1024.0 MiB  8300  Linux filesystem

Command (? for help): n          # 新建分区
Partition number (3-128, default 3): 3    # 直接回车用默认编号
First sector (34-1048575966, default = 4196352) or {+-}size{KMGTP}: # 回车使用默认起始
Last sector (...) or {+-}size{KMGTP}: +20G     # 用 +容量 方式，不要回车用默认（会用光全部空间）

Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): # 回车默认 8300（Linux 文件系统）

Command (? for help): p          # 确认新分区

Command (? for help): w          # 保存写入磁盘
Do you want to proceed? (Y/N): y

# 让内核重新读取分区表（无需重启）
partprobe /dev/nvme0n1

# 确认新分区已出现
lsblk /dev/nvme0n1

分区类型码常用速查

8300：Linux 文件系统（默认）
8200：Linux swap
EF00：EFI 系统分区
8E00：Linux LVM

parted 单行创建分区¶

适合脚本或批量操作，无需交互：

parted 单行分区
# 查看当前分区末尾位置
parted /dev/sdb print

# 在 20GiB 位置后新建一个 10GiB 的分区
parted /dev/sdb mkpart primary xfs 20GiB 30GiB

# 确认
parted /dev/sdb print

# 更新内核分区表
partprobe /dev/sdb

格式化（创建文件系统）¶

分区完成后需要格式化，即在分区上创建文件系统结构，操作系统才能使用。

mkfs.xfs —— XFS 文件系统¶

XFS 是 RHEL/CentOS 7+ 的默认文件系统，支持大文件、高并发、在线扩容。

mkfs.xfs 格式化
# 最简单的用法（默认参数）
mkfs.xfs /dev/nvme0n1p3

# 常用参数：
# -L <卷标>     设置卷标（Label），最长 12 字节
# -f            强制格式化（覆盖已有文件系统）
# -d agcount=N  设置 AG（分配组）数量，建议与 CPU 核心数一致

# 指定卷标
mkfs.xfs -L "data-vol" /dev/nvme0n1p3

# 强制重新格式化
mkfs.xfs -f /dev/nvme0n1p3

# 多核 CPU 优化（以 4 核为例）
mkfs.xfs -f -d agcount=4 /dev/nvme0n1p3

# 验证格式化结果
blkid /dev/nvme0n1p3

mkfs.ext4 —— EXT4 文件系统¶

EXT4 是 Debian/Ubuntu 的传统默认文件系统，稳定成熟，兼容性好。

mkfs.ext4 格式化
# 基本格式化
mkfs.ext4 /dev/sda1

# 常用参数：
# -L <卷标>     设置卷标
# -b <大小>     Block 大小，可选 1024/2048/4096（字节），默认 4096

# 指定卷标和 block 大小
mkfs.ext4 -L "backup" -b 4096 /dev/sda1

# 查看已格式化分区的详细信息
dumpe2fs -h /dev/sda1

mkswap —— 创建 swap 分区¶

mkswap 创建 swap
# 将分区格式化为 swap 格式
mkswap /dev/sda2

# 验证
blkid /dev/sda2
# 输出：/dev/sda2: UUID="xxx" TYPE="swap"

mkfs 综合命令

mkfs 是前端封装命令，mkfs -t xfs 等价于 mkfs.xfs，mkfs -t ext4 等价于 mkfs.ext4。 Tab 补全 mkfs 可以看到系统支持的所有文件系统类型。

挂载与卸载¶

格式化完成的文件系统需要挂载到目录树上才能访问。挂载点（mount point）就是那个**目录**。

mount —— 手动挂载¶

mount 常用语法
# 自动检测文件系统类型挂载（推荐）
mount UUID="xxxx-xxxx" /mnt/data

# 指定文件系统类型
mount -t xfs /dev/sda3 /mnt/data

# 以只读方式挂载
mount -o ro /dev/sda3 /mnt/data

# 挂载时指定多个选项（逗号分隔）
mount -o rw,noexec,nosuid /dev/sda3 /mnt/data

# 查看当前所有挂载
mount

# 重新挂载（修改挂载参数，不卸载）
mount -o remount,rw /

# 根据 /etc/fstab 挂载所有未挂载的分区
mount -a

挂载前需要先创建挂载点目录：

挂载前创建目录
mkdir -p /mnt/data
mount UUID="e0a6af55-xxxx" /mnt/data

umount —— 卸载¶

umount 常用语法
# 用设备名卸载
umount /dev/sda3

# 用挂载点卸载（更推荐，语义清晰）
umount /mnt/data

# 强制卸载（谨慎使用，可能丢数据）
umount -f /mnt/data

卸载失败的最常见原因是**有进程正在使用该文件系统**。先排查再卸载：

排查占用进程
# 查看哪些进程在使用挂载点
lsof /mnt/data

# 或用 fuser 找出进程号并终止
fuser -m /mnt/data
fuser -km /mnt/data    # 同时发送 SIGKILL 终止进程

# 如果你自己就在该目录中，先切换出去
cd /
umount /mnt/data

常用挂载选项速查¶

选项	说明
`rw` / `ro`	可读写 / 只读
`exec` / `noexec`	允许 / 禁止执行二进制文件
`suid` / `nosuid`	允许 / 禁止 SUID/SGID 特殊权限
`auto` / `noauto`	`mount -a` 时是否自动挂载
`user` / `nouser`	允许 / 禁止普通用户挂载（默认 `nouser`）
`relatime`	只在文件修改时才更新访问时间（性能优化）
`noatime`	从不更新访问时间（最大 IO 节省）
`async` / `sync`	异步（默认）/ 同步写入
`defaults`	等同于 `rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async`
`nofail`	设备不存在时不报错（推荐用于外部设备的 fstab 条目）

开机自动挂载：/etc/fstab¶

手动 mount 重启后失效。要让系统每次开机自动挂载，需要编辑 /etc/fstab。

六个字段详解¶

/etc/fstab 每行代表一个挂载条目，共六个字段，以空白分隔：

/etc/fstab 格式
1 2 3	`# <设备> <挂载点> <文件系统> <选项> <dump> <fsck> UUID=xxxx-xxxx /mnt/data xfs defaults 0 0 LABEL=backup /mnt/bak ext4 defaults 0 2`

字段	说明
设备	设备名 `/dev/sda1`、`UUID=...`、`LABEL=...` 三者均可
挂载点	目标目录，swap 分区填 `swap`
文件系统	`xfs`、`ext4`、`swap`、`tmpfs`、`vfat` 等
选项	挂载参数，多个用逗号隔开，通常填 `defaults`
dump	是否被 `dump` 命令备份，已过时，填 `0` 即可
fsck	开机时 `fsck` 检查顺序：`0`=不检查，`1`=根目录优先，`2`=其他分区

fsck 字段注意事项

XFS 文件系统有自己的日志恢复机制，第六字段必须填 0，不要填 2，否则会造成不必要的检查延迟甚至错误。 EXT4 可以填 2（根目录 / 填 1）。

/etc/fstab 完整示例¶

ext4 分区xfs 分区

/etc/fstab（含 ext4 条目）

# <设备>                                     <挂载点>  <FS>    <选项>             <dump> <fsck>
UUID=94ac5f77-cb8a-495e-a65b-2ef7442b837c   /boot     xfs     defaults           0      0
UUID=899b755b-1da4-4d1d-9b1c-f762adb798e1   /backup   ext4    defaults           0      2
UUID=6b17e4ab-9bf9-43d6-88a0-73ab47855f9d   swap      swap    defaults           0      0

/etc/fstab（含 xfs 条目）

# <设备>                                     <挂载点>  <FS>    <选项>    <dump> <fsck>
UUID=94ac5f77-cb8a-495e-a65b-2ef7442b837c   /boot     xfs     defaults  0      0
UUID=e0a6af55-26e7-4cb7-a515-826a8bd29e90   /data     xfs     defaults  0      0
UUID=6b17e4ab-9bf9-43d6-88a0-73ab47855f9d   swap      swap    defaults  0      0
tmpfs                                        /tmp      tmpfs   size=2G,mode=1777  0  0

写入后**务必测试**语法是否正确，配置错误可能导致系统无法开机：

测试 fstab 配置
# 先卸载目标分区（如果已挂载）
umount /data

# 尝试挂载 fstab 中所有未挂载的条目
mount -a

# 验证挂载成功
df /data

fstab 写错的救援方法

如果因 /etc/fstab 错误导致开机进入 emergency mode，此时根目录是只读的，执行下面命令重新以读写方式挂载根目录，再修复文件：

mount -n -o remount,rw /
vi /etc/fstab

swap 管理¶

swap（交换空间）是磁盘上划出的一块区域，当物理内存不足时，内核将部分内存页换出到 swap，释放内存给活跃进程使用。

swapon / swapoff¶

swap 的启用与关闭
# 启用 swap 分区
swapon /dev/sda2

# 启用 swap 文件
swapon /var/swapfile

# 查看当前所有 swap
swapon -s
# 或：
free -h

# 关闭指定 swap
swapoff /dev/sda2

# 关闭所有 swap
swapoff -a

# 启用 /etc/fstab 中的所有 swap
swapon -a

swap 优先级¶

有多个 swap 时，可以设置优先级（-1 到 32767，数值越高优先被使用）：

设置 swap 优先级
# 启用时指定优先级
swapon -p 10 /dev/sda2

# 在 fstab 中用 pri= 选项指定
# UUID=xxx   swap   swap   defaults,pri=10   0   0

用文件创建 swap（不需要额外分区）¶

当磁盘没有剩余分区空间时，可以用一个普通文件来充当 swap：

swap 文件创建流程
# 创建一个 2GB 的空文件
dd if=/dev/zero of=/var/swapfile bs=1M count=2048

# 设置权限（只有 root 可读写）
chmod 600 /var/swapfile

# 格式化为 swap
mkswap /var/swapfile

# 启用
swapon /var/swapfile

# 验证
swapon -s

# 写入 fstab 永久生效（swap 文件不能用 UUID，必须用路径）
echo "/var/swapfile   swap   swap   defaults   0   0" >> /etc/fstab

swap 文件不能用 UUID

写入 /etc/fstab 时，swap **文件**必须使用文件路径（如 /var/swapfile），系统不会通过 UUID 查找普通文件。 swap **分区**则推荐用 UUID。

特殊文件系统¶

Linux 中有几类不占用实际磁盘空间的特殊文件系统，它们存在于内存中。

tmpfs —— 内存文件系统¶

tmpfs 将文件存储在内存（或 swap）中，读写速度极快，重启后数据消失。常用于 /tmp、/run、/dev/shm 等需要高速临时存储的目录。

tmpfs 挂载示例
# 手动挂载 tmpfs（限制大小为 512M）
mount -t tmpfs -o size=512m tmpfs /mnt/ram

# 查看所有已挂载的 tmpfs
df -t tmpfs
# 示例输出：
# Filesystem   Size  Used Avail Use% Mounted on
# devtmpfs     7.6G     0  7.6G   0% /dev
# tmpfs         7.8G     0  7.8G   0% /dev/shm
# tmpfs         7.8G  1.2M  7.8G   1% /run

在 /etc/fstab 中配置 tmpfs：

fstab 中的 tmpfs 条目
1	`tmpfs /tmp tmpfs size=2G,mode=1777,nosuid,nodev 0 0`

devtmpfs —— 设备文件系统¶

devtmpfs 由内核在启动时自动创建并挂载到 /dev，包含所有设备节点（如 /dev/sda、/dev/null）。它由内核自动维护，无需手动配置。

发行版差异¶

Debian / UbuntuRHEL / CentOS / AlmaLinux / Rocky

默认文件系统：ext4（传统默认），近年 Ubuntu 部分配置开始支持 XFS。

/etc/fstab 特点：

EXT4 根目录默认带 errors=remount-ro 选项，发生错误时自动重新以只读方式挂载，防止数据损坏：

1	`UUID=xxxx / ext4 errors=remount-ro 0 1`

swap 文件：Ubuntu 22.04+ 默认安装时不创建 swap 分区，而是使用 /swapfile（swap 文件）。

默认文件系统：XFS（RHEL 7 起成为默认）。