CentOS7 安装过程中磁盘分区方案选择与实战指南

# 1. CentOS 7 磁盘分区概述**

磁盘分区是将物理硬盘划分为多个逻辑单元的过程，每个单元都可以独立格式化和使用。在 CentOS 7 中，有两种主要的分区方案：传统分区方案和 LVM 分区方案。传统分区方案使用 MBR 或 GPT 分区表，而 LVM 分区方案使用逻辑卷管理来管理磁盘空间。

# 2. 磁盘分区方案选择

### 2.1 传统分区方案

#### 2.1.1 MBR 分区表

**MBR（主引导记录）分区表**是一种传统的分区方案，它使用一个 512 字节的扇区来存储分区信息。MBR 分区表最多支持 4 个主分区或 3 个主分区和 1 个扩展分区。扩展分区可以进一步细分为逻辑分区。

**优点：**

* 兼容性好，支持大多数操作系统
* 简单易用，操作方便

**缺点：**

* 分区数量有限（最多 4 个主分区或 3 个主分区和 1 个扩展分区）
* 分区大小限制（单个分区最大 2TB）

#### 2.1.2 GPT 分区表

**GPT（GUID 分区表）分区表**是一种较新的分区方案，它使用一个 128 字节的扇区来存储分区信息。GPT 分区表支持无限数量的分区，并且没有分区大小限制。

**优点：**

* 分区数量不受限制
* 分区大小不受限制
* 支持 UEFI（统一可扩展固件接口）引导

**缺点：**

* 兼容性较差，某些旧操作系统不支持 GPT 分区表
* 操作复杂，需要使用特定的工具

### 2.2 LVM 分区方案

#### 2.2.1 LVM 的优势和原理

**LVM（逻辑卷管理）分区方案**是一种高级分区方案，它允许用户在物理卷（PV）之上创建逻辑卷（LV）。LVM 提供了以下优势：

* **灵活性：**可以动态调整逻辑卷的大小，而无需重新分区
* **扩展性：**可以轻松地添加或删除物理卷
* **高可用性：**可以通过创建卷组和逻辑卷的镜像来提高数据可用性

**LVM 的原理：**

LVM 将物理磁盘划分为物理卷（PV），然后将物理卷组合成卷组（VG）。在卷组之上，可以创建逻辑卷（LV），这些逻辑卷可以被操作系统识别为普通分区。

#### 2.2.2 LVM 的基本操作

**创建物理卷：**

pvcreate /dev/sda1

**创建卷组：**

vgcreate vg0 /dev/sda1 /dev/sdb1

**创建逻辑卷：**

lvcreate -n lv0 -L 100G vg0

**格式化逻辑卷：**

mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0

**挂载逻辑卷：**

mount /dev/vg0/lv0 /mnt/lv0

# 3.1 使用 fdisk 进行传统分区

#### 3.1.1 创建分区

**命令格式：**

fdisk /dev/sdX

**参数说明：**

* `/dev/sdX`：要分区的磁盘设备

**操作步骤：**

1. 输入 `fdisk` 命令，后跟要分区的磁盘设备路径。
2. 输入 `n` 创建新分区。
3. 输入分区类型（`p` 为主分区，`e` 为扩展分区）。
4. 输入分区起始扇区号（默认为第一个可用扇区）。
5. 输入分区结束扇区号（默认为最后一个可用扇区）。
6. 输入 `w` 保存分区表。

**代码块：**

# 创建主分区
fdisk /dev/sda

# 输入 n 创建新分区
n

# 输入 p 创建主分区
p

# 输入分区起始扇区号（默认为第一个可用扇区）
+100M

# 输入分区结束扇区号（默认为最后一个可用扇区）
+1G

# 输入 w 保存分区表
w

**逻辑分析：**

此代码块使用 `fdisk` 命令创建了一个主分区。分区从磁盘的第 100MB 开始，到第 1GB 结束。

#### 3.1.2 格式化分区

**命令格式：**

mkfs.ext4 /dev/sdX1

**参数说明：**

* `/dev/sdX1`：要格式化的分区设备

**操作步骤：**

1. 输入 `mkfs.ext4` 命令，后跟要格式化的分区设备路径。
2. 输入 `y` 确认格式化操作。

**代码块：**

# 格式化分区
mkfs.ext4 /dev/sda1

**逻辑分析：**

此代码块使用 `mkfs.ext4` 命令将分区 `/dev/sda1` 格式化为 ext4 文件系统。

### 3.2 使用 parted 进行传统分区

#### 3.2.1 创建分区

**命令格式：**

parted /dev/sdX

**参数说明：**

* `/dev/sdX`：要分区的磁盘设备

**操作步骤：**

1. 输入 `parted` 命令，后跟要分区的磁盘设备路径。
2. 输入 `mkpart` 创建新分区。
3. 输入分区类型（`primary` 为主分区，`extended` 为扩展分区）。
4. 输入分区起始扇区号（默认为第一个可用扇区）。
5. 输入分区结束扇区号（默认为最后一个可用扇区）。
6. 输入 `quit` 退出 parted。

**代码块：**

# 创建主分区
parted /dev/sdb

# 输入 mkpart 创建新分区
mkpart

# 输入 primary 创建主分区
primary

# 输入分区起始扇区号（默认为第一个可用扇区）
100MB

# 输入分区结束扇区号（默认为最后一个可用扇区）
1GB

# 输入 quit 退出 parted
quit

**逻辑分析：**

此代码块使用 `parted` 命令创建了一个主分区。分区从磁盘的第 100MB 开始，到第 1GB 结束。

#### 3.2.2 格式化分区

**命令格式：**

mkfs.xfs /dev/sdX1

**参数说明：**

* `/dev/sdX1`：要格式化的分区设备

**操作步骤：**

1. 输入 `mkfs.xfs` 命令，后跟要格式化的分区设备路径。
2. 输入 `y` 确认格式化操作。

**代码块：**

# 格式化分区
mkfs.xfs /dev/sdb1

**逻辑分析：**

此代码块使用 `mkfs.xfs` 命令将分区 `/dev/sdb1` 格式化为 xfs 文件系统。

### 3.3 使用 LVM 进行分区

#### 3.3.1 创建物理卷

**命令格式：**

pvcreate /dev/sdX

**参数说明：**

* `/dev/sdX`：要创建物理卷的磁盘设备

**操作步骤：**

1. 输入 `pvcreate` 命令，后跟要创建物理卷的磁盘设备路径。
2. 输入 `y` 确认创建操作。

**代码块：**

# 创建物理卷
pvcreate /dev/sdc

**逻辑分析：**

此代码块使用 `pvcreate` 命令将磁盘设备 `/dev/sdc` 创建为一个物理卷。

#### 3.3.2 创建卷组

**命令格式：**

vgcreate vg_name /dev/sdX /dev/sdY

**参数说明：**

* `vg_name`：卷组名称
* `/dev/sdX`、`/dev/sdY`：要添加到卷组的物理卷

**操作步骤：**

1. 输入 `vgcreate` 命令，后跟卷组名称和要添加到卷组的物理卷路径。
2. 输入 `y` 确认创建操作。

**代码块：**

# 创建卷组
vgcreate vg_data /dev/sdc /dev/sdd

**逻辑分析：**

此代码块使用 `vgcreate` 命令创建了一个名为 `vg_data` 的卷组，其中包含物理卷 `/dev/sdc` 和 `/dev/sdd`。

#### 3.3.3 创建逻辑卷

**命令格式：**

lvcreate -n lv_name -L size vg_name

**参数说明：**

* `lv_name`：逻辑卷名称
* `size`：逻辑卷大小
* `vg_name`：逻辑卷所属的卷组名称

**操作步骤：**

1. 输入 `lvcreate` 命令，后跟逻辑卷名称、大小和卷组名称。
2. 输入 `y` 确认创建操作。

**代码块：**

# 创建逻辑卷
lvcreate -n lv_root -L 10G vg_data

**逻辑分析：**

此代码块使用 `lvcreate` 命令在卷组 `vg_data` 中创建了一个名为 `lv_root` 的逻辑卷，大小为 10GB。

# 4. 分区方案优化

### 4.1 分区大小规划

分区大小规划对于确保系统稳定和性能至关重要。以下是一些分区大小建议：

#### 4.1.1 根分区大小建议

根分区是操作系统和应用程序所在的分区。其大小应足以容纳系统文件、应用程序和用户数据。一般建议根分区大小为系统内存的 2-4 倍。例如，对于具有 8GB 内存的系统，根分区大小应为 16-32GB。

#### 4.1.2 其他分区大小建议

其他分区的大小取决于系统用途和用户需求。以下是一些常见分区的建议大小：

- `/home` 分区：用于存储用户数据。建议大小为根分区大小的 2-4 倍。
- `/var` 分区：用于存储可变数据，如日志文件和数据库。建议大小为根分区大小的 1-2 倍。
- `/tmp` 分区：用于存储临时文件。建议大小为系统内存的 10-20%。
- 交换分区：用于在物理内存不足时提供虚拟内存。建议大小为系统内存的 1-2 倍。

### 4.2 分区类型选择

选择合适的分区类型对于优化系统性能至关重要。以下介绍两种常见的分区类型：

#### 4.2.1 ext4 文件系统

ext4 是 Linux 系统中最常用的文件系统。它提供了良好的性能和稳定性，并支持大文件和文件系统。

#### 4.2.2 XFS 文件系统

XFS 是另一种适用于 Linux 系统的高性能文件系统。它支持更大的文件和文件系统，并具有出色的扩展性。

### 4.3 分区挂载点设置

挂载点是将分区连接到文件系统树的目录。设置正确的挂载点可以提高系统组织性和性能。

#### 4.3.1 常用挂载点介绍

以下是一些常见的挂载点：

- `/`：根目录，包含操作系统和应用程序。
- `/home`：用户主目录，存储用户数据。
- `/var`：可变数据目录，存储日志文件和数据库。
- `/tmp`：临时文件目录，存储临时文件。
- `/boot`：引导分区，存储引导加载程序和内核。

#### 4.3.2 挂载点设置建议

在设置挂载点时，建议遵循以下原则：

- 将频繁访问的数据存储在速度更快的分区上。
- 将大型文件和可变数据存储在单独的分区上。
- 将临时文件存储在专门的 `/tmp` 分区上。

# 5. 分区方案故障排除

### 5.1 分区错误修复

#### 5.1.1 fsck 命令的使用

`fsck` 命令是 Linux 系统中用于检查和修复文件系统错误的工具。它可以扫描文件系统并识别损坏的块、丢失的 inode 和其他问题。要使用 `fsck` 命令修复分区，请执行以下步骤：

1. **卸载分区：**在修复分区之前，必须先卸载它。这将确保文件系统不会被其他进程访问或修改。要卸载分区，请使用以下命令：

umount /dev/分区名称

2. **运行 fsck 命令：**使用 `fsck` 命令扫描并修复分区。命令语法如下：

fsck -y /dev/分区名称

3. **修复错误：**`fsck` 命令将扫描分区并修复任何检测到的错误。如果发现错误，`fsck` 将提示您是否修复它们。输入 `y` 确认并修复错误。

4. **重新挂载分区：**修复错误后，重新挂载分区。要重新挂载分区，请使用以下命令：

mount /dev/分区名称 /挂载点

#### 5.1.2 其他分区修复工具

除了 `fsck` 命令之外，还有其他工具可用于修复分区错误。这些工具包括：

* **e2fsck：**用于修复 ext2、ext3 和 ext4 文件系统。
* **xfs_repair：**用于修复 XFS 文件系统。
* **btrfsck：**用于修复 Btrfs 文件系统。

### 5.2 LVM 故障恢复

#### 5.2.1 LVM 卷组恢复

如果 LVM 卷组损坏，可以使用 `vgchange` 命令恢复它。命令语法如下：

vgchange -ay 卷组名称

此命令将激活卷组并使其可用于逻辑卷。

#### 5.2.2 LVM 逻辑卷恢复

如果 LVM 逻辑卷损坏，可以使用 `lvchange` 命令恢复它。命令语法如下：

lvchange -ay 逻辑卷名称

此命令将激活逻辑卷并使其可用于文件系统。

# 6. 分区方案最佳实践

### 6.1 安全分区方案

**6.1.1 分区加密**

分区加密是一种保护存储在磁盘分区上的数据免遭未经授权访问的技术。它通过使用加密算法（如 AES-256）对分区中的数据进行加密，从而实现这一目标。

要加密分区，可以使用以下步骤：

1. 创建一个新的分区。
2. 使用 `cryptsetup` 命令创建加密设备。
3. 格式化加密设备。
4. 挂载加密设备。

**示例：**

# 创建一个新的分区
fdisk /dev/sda

# 创建一个加密设备
cryptsetup luksFormat /dev/sda1

# 格式化加密设备
mkfs.ext4 /dev/mapper/sda1_crypt

# 挂载加密设备
mount /dev/mapper/sda1_crypt /mnt/encrypted

**6.1.2 SELinux 配置**

SELinux（安全增强型 Linux）是一个 Linux 内核模块，它提供强制访问控制（MAC），以限制进程和用户对系统资源的访问。通过正确配置 SELinux，可以进一步提高分区方案的安全性。

要配置 SELinux，可以使用以下步骤：

1. 启用 SELinux。
2. 设置 SELinux 策略。
3. 审核 SELinux 日志。

**示例：**

# 启用 SELinux
setenforce 1

# 设置 SELinux 策略
semanage permissive -a httpd_t

# 审核 SELinux 日志
ausearch -c 'type=AVC'

### 6.2 性能优化分区方案

**6.2.1 RAID 配置**

RAID（独立磁盘冗余阵列）是一种将多个物理磁盘组合成一个逻辑单元的技术。它提供了数据冗余和性能提升。

要配置 RAID，可以使用以下步骤：

1. 创建一个 RAID 设备。
2. 格式化 RAID 设备。
3. 挂载 RAID 设备。

**示例：**

# 创建一个 RAID 设备
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1

# 格式化 RAID 设备
mkfs.ext4 /dev/md0

# 挂载 RAID 设备
mount /dev/md0 /mnt/raid

**6.2.2 文件系统调优**

文件系统调优可以提高文件系统性能。可以通过以下步骤进行文件系统调优：

1. 调整文件系统挂载选项。
2. 使用文件系统分析工具。
3. 监控文件系统性能。

**示例：**

# 调整文件系统挂载选项
mount -o noatime,nodiratime /dev/sda1 /mnt/data

# 使用文件系统分析工具
tune2fs -l /dev/sda1

# 监控文件系统性能
iostat -x /dev/sda1