分区
出自 维基百科
- 磁盘分区或磁盘切片是在二级存储上创建一个或多个区域，以便可以单独管理每个区域。
整个磁盘可以分配给单个分区，也可以分配给多个分区，例如用于双启动、维护 swap 分区，或在逻辑上分离数据（如音频和视频文件）。分区方案存储在分区表中，例如主引导记录 (MBR) 或 GUID 分区表 (GPT)。
分区表是使用许多分区工具之一创建和修改的。Arch Linux 可用的工具在#分区工具章节中列出。
分区通常直接包含文件系统，这是通过在分区上创建文件系统（也称为格式化）来完成的。或者，分区可以包含 LVM、块设备加密 或 RAID，它们最终提供设备文件，可以在其上放置文件系统（或者可以进一步堆叠设备）。
任何直接包含可挂载文件系统的块设备（例如磁盘、分区、LUKS 设备、LVM 逻辑卷或 RAID 阵列）都称为卷。
分区表
有两种主要类型的分区表可用。这些在下面的#主引导记录 (MBR) 和 #GUID 分区表 (GPT) 章节中描述，并讨论了如何在两者之间进行选择。第三种不太常见的替代方案是使用无分区磁盘，这也将在讨论。
parted /dev/sdX print 或 fdisk -l /dev/sdX，其中 /dev/sdX 是块设备，例如 SATA 磁盘的 /dev/sda，NVMe 磁盘的 /dev/nvme0n1 或 eMMC 磁盘的 /dev/mmcblk0。 有关块设备命名的更多信息，请参阅设备文件#块设备名称。主引导记录
主引导记录 (MBR) 是存储设备的第一个 512 字节。它包含操作系统引导加载程序和存储设备的分区表。它在 BIOS 系统下的启动过程中起着重要的作用。有关 MBR 结构，请参阅维基百科：主引导记录#磁盘分区。
- MBR 不位于分区中；它位于设备的第一个扇区（物理偏移量 0），在第一个分区之前。
- 无分区设备上或单个分区内的引导扇区称为卷引导记录 (VBR)。
主引导记录 (引导代码)
MBR 的前 440 个字节是引导代码区。在 BIOS 系统上，它通常包含引导加载程序的第一阶段。可以使用dd 备份、从备份恢复或擦除引导代码。
主引导记录 (分区表)
在 MBR 分区表（也称为 DOS 或 MS-DOS 分区表）中，有 3 种类型的分区
- 主分区
- 扩展分区
- 逻辑分区
主分区可以是可引导的，并且每个磁盘或 RAID 卷限制为四个分区。如果 MBR 分区表需要超过四个分区，则需要将其中一个主分区替换为包含逻辑分区的扩展分区。
扩展分区可以被认为是逻辑分区的容器。一个硬盘最多可以包含一个扩展分区。扩展分区也算作主分区，因此如果磁盘有扩展分区，则只能再有三个主分区（即三个主分区和一个扩展分区）。驻留在扩展分区中的逻辑分区的数量是无限的。与 Windows 双启动的系统将需要 Windows 驻留在主分区中。
习惯的编号方案是创建主分区 sda1 到 sda3，然后是扩展分区 sda4。sda4 上的逻辑分区编号为 sda5、sda6 等。
GUID 分区表
GUID 分区表 (GPT) 是一种分区方案，它是统一可扩展固件接口规范的一部分；它使用全局唯一标识符 (GUID) 或 Linux 世界中的 UUID 来定义分区和分区类型。它旨在取代主引导记录分区方案方法。
在 GUID 分区表磁盘的开头，有一个保护性主引导记录 (PMBR)，以防止 GPT 未知软件。此保护性 MBR 就像普通 MBR 一样，具有引导代码区，可用于通过支持它的引导加载程序进行 BIOS/GPT 启动。
GPT 和 MBR 的选择
GUID 分区表 (GPT) 是一种替代的、现代的分区样式；它旨在取代旧的主引导记录 (MBR) 系统。GPT 比 MBR 有几个优点，MBR 有一些可以追溯到 MS-DOS 时代的怪癖。随着格式化工具的最新发展，GPT 或 MBR 同样容易获得良好的可靠性和性能。
选择时要考虑的一些要点
- 要使用传统 BIOS 与 Windows（32 位和 64 位）双启动，需要 MBR 方案。
- 要使用 UEFI 模式而不是 BIOS 与 Windows 64 位双启动，需要 GPT 方案。
- 如果您安装在较旧的硬件上，尤其是在旧笔记本电脑上，请考虑选择 MBR，因为其 BIOS 可能不支持 GPT（但请参阅下文如何修复它）。
- 如果要对大于 2 TiB (≈2.2 TB) 的磁盘进行分区，则需要使用 GPT。
- 建议始终对 UEFI 启动使用 GPT，因为某些 UEFI 实现不支持在 UEFI 模式下启动到 MBR。
- 如果以上都不适用，请在 GPT 和 MBR 之间自由选择。由于 GPT 更现代，因此在这种情况下建议使用它。
GPT 优于 MBR 的一些优点是
- 为每个分区提供唯一的磁盘 GUID 和唯一的分区 GUID (PARTUUID) – 一种良好的、独立于文件系统的引用分区和磁盘的方式。GUID 是 可发现分区规范 的先决条件，该规范可以在启用 systemd 的 initramfs 中使用。
- 提供独立于文件系统的分区名称 (PARTLABEL)。
- 任意数量的分区 - 取决于为分区表分配的空间 - 无需扩展分区和逻辑分区。默认情况下，GPT 表包含用于定义 128 个分区的空间。但是，如果您想定义更多分区，您可以为分区表分配更多空间（目前仅已知 gdisk 支持此功能）。
- 使用 64 位 LBA 存储扇区号 - 最大可寻址磁盘大小为 2 ZiB。MBR 限制为每个驱动器寻址 2 TiB 的空间。[1]
- 在磁盘末尾存储备份标头和分区表，这有助于在主分区表损坏时进行恢复。
- CRC32 校验和，用于检测标头和分区表的错误和损坏。
#分区工具章节包含一个表格，指示哪些工具可用于创建和修改 GPT 和 MBR 表。
无分区磁盘
无分区磁盘，又名 superfloppy，指的是没有分区表的存储设备，只有一个文件系统占据整个存储设备。无分区设备上存在的引导扇区称为卷引导记录 (VBR)。
Btrfs 分区
Btrfs 可以占用整个数据存储设备，并取代 MBR 或 GPT 分区方案。有关详细信息，请参阅 Btrfs#无分区 Btrfs 磁盘 说明。
分区方案
硬盘分区没有严格的规则，尽管可以遵循下面给出的一般指导。磁盘分区方案取决于各种问题，例如所需的灵活性、速度、安全性以及可用磁盘空间施加的限制。这本质上是个人偏好。如果您想双启动 Arch Linux 和 Windows 操作系统，请参阅与 Windows 双启动。
单一根分区
鉴于消费级设备的存储容量不断增加，此方案是最简单、最灵活的，并且应该足以满足大多数用例。 可以创建交换文件并根据需要轻松调整其大小。 通常，建议首先考虑单个 / 分区，然后根据诸如 RAID、加密、共享媒体分区等特定用例分离出其他分区。 有关一些常见到不常见的专用分区的描述，请参见#独立分区。
建议单个根分区的最小大小为 23–32 GiB。 用户文件以及使用交换文件时可能需要更多空间。 最小化安装大约需要 2 GiB。 例如，一个简单的服务器可以在 4 GiB 以下运行，而完整的 KDE Plasma 安装则使用 10 GiB。 这两个示例都需要频繁清除软件包缓存。
/ 中的 /boot 目录，否则需要一个单独的物理 /boot 分区（在磁盘的主分区表中，而不是在 LVM、软件 RAID 或文件系统子卷等下）。 这意味着引导加载程序必须支持从块设备、堆叠块设备（LVM、RAID、dm-crypt、LUKS 等）到内核和一个或多个 initramfs 镜像所在的文件系统的一切。GPT 分区应具有 “Linux root (x86-64)” 类型 GUID 4F68BCE3-E8CD-4DB1-96E7-FBCAF984B709 (gdisk 的 8304 类型)。 MBR 分区应具有默认 “Linux” 类型 ID 83。
独立分区
将路径分离为分区允许选择不同的文件系统和挂载选项。 在某些情况下，例如媒体分区，它们也可以在操作系统之间共享。
以下是一些分区时可以使用的示例布局，以下小节详细介绍了一些可以放置在自己的独立分区上的目录，然后挂载到 / 下的挂载点。 有关这些目录内容的完整描述，请参见 file-hierarchy(7)。
/
根目录是层次结构的顶部，是主文件系统的挂载点，所有其他文件系统都由此衍生。 所有文件和目录都显示在根目录 / 下，即使它们存储在不同的物理设备上。 根文件系统的内容必须足以引导、还原、恢复和/或修复系统。 因此，/ 下的某些目录不适合作为单独的分区。
/ 分区或根分区是必要的，也是最重要的。 其他分区可以被它替换。
/ 传统上包含 /usr 目录，该目录可能会随着安装的软件数量而显着增长。 对于使用现代硬盘的大多数用户来说，15–20 GiB 应该足够了。 如果您计划在此处存储交换文件，并且不打算使用单独的 /var，您可能需要更大的分区大小（即，加上 RAM 的大小以便能够休眠，以及额外的 8–12 GiB 用于 /var）。
GPT 分区应具有 “Linux root (x86-64)” 类型 GUID 4F68BCE3-E8CD-4DB1-96E7-FBCAF984B709 (gdisk 的 8304 类型)。 MBR 分区应具有默认 “Linux” 类型 ID 83。
/boot
/boot 目录包含 vmlinuz 和 initramfs 镜像，以及引导加载程序配置文件和引导加载程序阶段。 它还存储在内核开始执行用户空间程序之前使用的数据。 /boot 不是正常系统操作所必需的，而仅在引导和内核升级期间（当重新生成初始 ramdisk 时）才需要。
- 您的 引导加载程序 必须能够访问
/boot分区。 这意味着引导加载程序必须支持从块设备、堆叠块设备（LVM、RAID、dm-crypt、LUKS 等）到内核和一个或多个 initramfs 镜像所在的文件系统的一切。 - 文件系统可能会获得 引导加载程序 尚不支持的新功能（例如 archlinux/packaging/packages/grub#7, FS#79857, FS#59047, FS#58137, FS#51879, FS#46856, FS#38750, FS#21733 和 fscrypt 加密目录），除非禁用不兼容的功能，否则这些新功能会使它们不适合作为
/boot分区。 这通常可以通过使用 FAT32 来避免，因为它几乎受到所有事物的支持，并且不会获得任何新功能。
有关引导加载程序要求和功能的更多信息，请参见Arch 启动过程#引导加载程序。
当使用 EFI 系统分区作为 /boot 时，要求如 EFI 系统分区 文章中所述——必须设置正确的分区类型。
在其他情况下，建议将分区类型设置为 扩展引导加载程序 (XBOOTLDR) 分区，其 GPT 分区类型 GUID 为 BC13C2FF-59E6-4262-A352-B275FD6F7172 (gdisk 的 ea00 类型，fdisk 的 xbootldr 类型) 或 MBR 分区类型 ID ea。
在这两种情况下，建议的分区大小均为 1 GiB，这应该为容纳多个内核提供足够的空间。 如果仍然不确定，4 GiB 对于任何人来说都应该足够了。
/home
/home 目录包含用户特定的配置文件、缓存、应用程序数据和媒体文件。
分离出 /home 允许单独重新分区 /，但请注意，即使 /home 不是单独分区，您仍然可以在不触及 /home 的情况下重新安装 Arch——只需删除其他顶级目录，然后运行 pacstrap 即可。
您不应在不同发行版的用户之间共享 home 目录，因为它们使用不兼容的软件版本和补丁。 相反，请考虑共享媒体分区，或者至少在同一个 /home 分区上使用不同的 home 目录。 此分区的大小各不相同。
GPT 分区应具有 “Linux home” 类型 GUID 933AC7E1-2EB4-4F13-B844-0E14E2AEF915 (gdisk 的 8302 类型，fdisk 的 home 类型)。 MBR 分区应具有默认 “Linux” 类型 ID 83。
Swap
交换空间是一个文件或分区，提供用作虚拟内存的磁盘空间。 交换文件和交换分区性能相当，但交换文件更易于根据需要调整大小。 交换分区可能可以在操作系统之间共享，但如果使用休眠则不能共享。
随着计算机获得了超过 gibibit 的内存容量，以前的“物理 RAM 容量的两倍”规则已经过时。 一个合理的默认大小为 4 GiB。
要使用休眠（也称为挂起到磁盘），建议创建与 RAM 大小相同的交换分区。 尽管内核会尝试压缩挂起到磁盘的镜像以适应交换空间，但如果使用的交换空间远小于 RAM，则无法保证成功。 有关更多信息，请参见电源管理/挂起和休眠#休眠。
GPT 分区应具有 “Linux swap” 类型，其 GUID 为 0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F (gdisk 的 8200 类型，fdisk 的 swap 类型)。 MBR 分区应具有 “Linux swap” 类型 ID 82。
/data
可以考虑挂载一个 “data” 分区，以覆盖所有用户共享的各种文件。 为此目的使用 /home 分区也可以。 此分区的大小各不相同。
GPT 分区应具有默认的 “Linux filesystem” 类型 GUID 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4。 MBR 分区应具有默认 “Linux” 类型 ID 83。
/var
/var 目录存储可变数据，例如假脱机目录和文件、管理和日志记录数据、pacman 的缓存等。 例如，它用于缓存和日志记录，因此经常被读取或写入。 将其保留在单独的分区中可以避免因冗余日志等导致磁盘空间不足。
它的存在是为了使将 /usr 挂载为只读成为可能。 系统操作期间（相对于安装和软件维护）写入 /usr 的所有内容都必须位于 /var 下。
/var包含许多小文件。 如果使用单独的分区，则文件系统类型的选择应考虑这一事实。- 由于
/var经常被读取或写入，因此建议您考虑此分区在旋转磁盘上的位置。
/var 将包含 pacman 缓存以及其他数据。 如果软件包升级导致不稳定，需要降级到较旧的存档软件包，则保留这些软件包很有用。 pacman 缓存会随着系统的扩展和更新而增长，但如果空间成为问题，可以安全地清除它。
在桌面系统上，8–12 GiB 应该足以满足 /var 的需求，具体取决于将安装多少软件。 对于 NVIDIA、Wayland 和 GDM 的用户，请考虑增加此分区的大小，以便有足够的可用空间来容纳您的全部显存。
GPT 分区应具有 “Linux variable data”（又名 “Linux /var”）类型 GUID 4D21B016-B534-45C2-A9FB-5C16E091FD2D (gdisk 的 8310 类型)。 MBR 分区应具有默认 “Linux” 类型 ID 83。
示例布局
以下示例使用 /dev/sda 作为示例磁盘，/dev/sda1 作为第一个分区。 如果您要对 NVMe 磁盘（例如 /dev/nvme0n1，分区从 /dev/nvme0n1p1 开始）或 SD 卡或 eMMC 磁盘（例如 /dev/mmcblk0，分区从 /dev/mmcblk0p1 开始）进行分区，则块设备命名方案会有所不同。 有关更多信息，请参见设备文件#块设备名称。
- UEFI 启动不涉及任何 “boot” 标志，启动完全依赖于 NVRAM 中的启动项。Parted 及其前端在 GPT 上使用 “boot” 标志来指示分区是 EFI 系统分区。
- 没有要求将所有必需/想要的分区都放在同一磁盘上，或者对所有磁盘使用相同类型的分区表。
UEFI/GPT 布局示例
| 已安装系统上的挂载点 | 分区 | 分区类型 GUID | 建议大小 |
|---|---|---|---|
/boot 或 /efi1 |
/dev/sda1
|
C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B：EFI 系统分区 |
1 GiB |
[交换空间]
|
/dev/sda2
|
0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F：Linux 交换空间 |
至少 4 GiB 或 RAM 的大小，以便使用休眠 |
/
|
/dev/sda3
|
4F68BCE3-E8CD-4DB1-96E7-FBCAF984B709：Linux x86-64 根目录 (/) |
设备剩余空间。 至少 23–32 GiB。 |
BIOS/MBR 布局示例
| 已安装系统上的挂载点 | 分区 | 分区类型 ID | 启动标志 | 建议大小 |
|---|---|---|---|---|
[交换空间]
|
/dev/sda1
|
82：Linux 交换空间 |
否 | 至少 4 GiB 或 RAM 的大小，以便使用休眠 |
/
|
/dev/sda2
|
83：Linux |
是 | 设备剩余空间。 至少 23–32 GiB。 |
| 不适用 | 未分配空间2 | 不适用 | 不适用 | 磁盘末尾至少 16.5 KiB |
BIOS/GPT 布局示例
| 已安装系统上的挂载点 | 分区 | 分区类型 GUID | 建议大小 |
|---|---|---|---|
| 无 | /dev/sda1
|
21686148-6449-6E6F-744E-656564454649: BIOS 启动分区3 |
1 MiB |
[交换空间]
|
/dev/sda2
|
0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F：Linux 交换空间 |
至少 4 GiB 或 RAM 的大小，以便使用休眠 |
/
|
/dev/sda3
|
4F68BCE3-E8CD-4DB1-96E7-FBCAF984B709：Linux x86-64 根目录 (/) |
设备剩余空间。 至少 23–32 GiB。 |
- 如果所使用的引导加载程序能够访问内核和 initramfs 镜像所在的文件系统（以及其上的所有内容），则可以将 ESP 挂载到
/efi。有关详细信息，请参阅 EFI 系统分区#典型挂载点 和 Arch 启动过程#引导加载程序 中的警告。 - 在磁盘末尾保留至少 33 个 512 字节扇区（16.5 KiB）的未分区空间，以便将来转换为 GPT。此空间将用于备份 GPT 标头。保留未分区空间的建议适用于所有 MBR 分区磁盘。
- 仅当使用 GRUB 从 GPT 磁盘进行 BIOS 引导时才需要 BIOS 启动分区，使用其他引导加载程序时则不需要。此分区与
/boot无关，并且不得使用文件系统格式化或挂载。
工具
分区工具
以下程序用于创建和/或操作设备分区表和分区。有关要使用的确切命令，请参阅链接的文章。
此表将帮助您为您的需求选择实用程序
| 名称 | 软件包 | MBR | GPT | CLI | TUI | 脚本实用程序 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| fdisk | util-linux | 是 | 是 | fdisk(8) | cfdisk(8) | sfdisk(8) |
| GPT fdisk | gptfdisk | 否 | 是 | gdisk(8) | cgdisk(8) | sgdisk(8) |
| Parted | parted | 是 | 是 | parted(8) | 否 | parted(8) |
GUI 前端
- blivet-gui — 用于存储配置的图形工具。它使用 parted 作为后端，通过 python-blivetAUR 和 libblockdev。
- GNOME Disks — 用于处理存储设备的 GNOME 实用程序。它使用 parted 作为后端，通过 udisks2 和 libblockdev。属于 gnome 的一部分。
- GParted — 用于图形化管理磁盘分区的分区编辑器。它可以用于调整大小、复制和移动分区而不会丢失数据。它使用 parted 作为后端。
- KDE Partition Manager — 帮助您管理计算机上的磁盘、分区和文件系统的实用程序。它使用 sfdisk 作为后端，通过 kpmcore。属于 kde-system 的一部分。
备份
- fdisk 可以创建分区表的备份。请参阅 fdisk#备份和还原分区表。
- GPT fdisk 可以创建二进制备份，其中包含保护性 MBR、主 GPT 标头、备份 GPT 标头以及分区表的一个副本。请参阅 GPT fdisk#备份和还原分区表。
恢复
- GPT fdisk — 一种分区工具，可以从辅助 GPT 标头（位于磁盘末尾）恢复主 GPT 标头（位于磁盘开头），反之亦然。
- TestDisk — 一种实用程序，支持恢复 MBR 和 GPT 上丢失的分区。
分区对齐
经验法则是将分区的起始位置和大小对齐到兆字节 (MiB)。请参阅 高级格式#分区对齐。
GPT 内核支持
内核配置中的 CONFIG_EFI_PARTITION 选项启用内核中的 GPT 支持（尽管名称为 EFI PARTITION，看起来类似于 EFI 系统分区）。此选项必须内置于内核中，而不是编译为可加载模块。即使仅将 GPT 磁盘用于数据存储而不是启动，也需要此选项。在所有 Arch 的官方支持的内核中，此选项默认启用。如果使用自定义内核，请通过执行 CONFIG_EFI_PARTITION=y 启用此选项。
故障排除
欺骗旧版 BIOS 从 GPT 启动
一些旧版 BIOS（2010 年之前）尝试解析引导扇区，如果引导扇区不包含可引导的 MBR 分区，则拒绝引导。如果要在该磁盘上使用 GPT，则会出现问题，因为从 BIOS 的角度来看，它仅包含一个类型为 ee 的不可引导的 MBR 分区（即保护性 MBR 分区）。可以使用 fdisk -t mbr /dev/sda 将保护性 MBR 条目标记为可引导，这在某些 BIOS 上有效。但是，UEFI 规范禁止将保护性 MBR 分区条目标记为可引导，并且基于 UEFI 的主板确实会注意这一点，即使在传统引导模式下也是如此。因此，如果要创建基于 GPT 的 USB 闪存驱动器，该驱动器应在现代基于 UEFI 的主板以及坚持查找可引导 MBR 分区的旧版 BIOS 上都能启动，这很重要。使用 fdisk 或 gdisk 等传统工具无法解决此问题，但可以手动创建伪造的 MBR 分区条目，以适用于这两种类型的 BIOS，作为字节序列。
以下命令将覆盖第二个 MBR 分区槽位，并在其中添加类型为 0（即未使用）的可引导分区，仅覆盖设备的第一个扇区。它不会干扰 GPT 或通常包含保护性 MBR 分区的第一个 MBR 分区条目。
# printf '\200\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\0\001\0\0\0' | dd of=/dev/sda bs=1 seek=462
最终结果将如下所示
# fdisk -t mbr -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 232.9 GiB, 250059350016 bytes, 488397168 sectors Disk model: ST3250820AS Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disklabel type: dos Disk identifier: 0x00000000 Device Boot Start End Sectors Size Id Type /dev/sda1 1 488397167 488397167 232.9G ee GPT /dev/sda2 * 0 0 1 512B 0 Empty Partition table entries are not in disk order.
启用固件 RAID 后驱动器不可见
如果在固件设置中 SATA 或 NVMe 驱动器可见，但 Linux 不可见（例如 fdisk -l 未列出），则可能是控制器处于固件 RAID 模式。
对于 NVMe，日志应显示类似以下内容
kernel: ahci 0000:00:17.0: Found 1 remapped NVMe devices. kernel: ahci 0000:00:17.0: Switch your BIOS from RAID to AHCI mode to use them.
解决方案是进入固件设置并禁用 NVMe RAID 模式，并将 SATA 控制器操作模式 从RAID 更改为AHCI。请注意，该设置可能具有不同的名称（例如“Intel Rapid Storage Technology”、“Intel RST”、“Intel VMD controller”或“VMD”），并且它也可能是每个控制器或每个端口的设置。