硬盘分区、挂载及Ubuntu系统安装

Linux发行版按照打包方式划分主要包括Debian系(基于Dpkg)、Red Hat系(基于RPM)、Slackware系等，其中Debian系、Red Hat系是我们所常见的，前者包括Ubuntu、Debian GNU/Linux等，后者包括Red Hat Enterprise Linux、CentOS、Fedora等。本文介绍硬盘分区的基础知识、Linux系统的目录结构及与硬盘分区的挂载关系、在双硬盘PC上指定分区安装Ubuntu系统的方法。

硬盘分区基础知识

硬盘安装于计算机中用于存储数据，出厂(初始)状态时犹如一张白纸，是不能直接往其中写入数据的，必须经过分区及格式化之后才能使用，分区及格式化相当于为白纸划分了不同区域(如正文区、注释区等)并分别在不同区域内画上了线条格以便于书写。格式化之后的分区就是我们通常见到的硬盘分区，如Windows系统中的C盘、D盘等等。
传统硬盘采用MBR（Master Boot Record，主引导记录）分区方式引导操作系统，与之配套使用的是BOIS(Basic Input Output System，基本输入输出系统)主板，随着技术和需求的不断发展，GPT(GUID Partition Table，全局唯一标识分区表)硬盘及UEFI(Unified Extensible Firmware Interface，统一可扩展固件接口)主板逐渐流行，后者现已常见并将成为今后的主流方向。BOIS、UEFI是主板相关术语，MBR、GPT属于硬盘相关术语，其不同组合及区别如下：

BOIS + MBR

可用，可启动操作系统。传统PC上最常见的组合方式，硬盘的主分区与扩展分区之和不能超过4个，硬盘容量最大识别到2T；操作系统启动时，顺序如下图所示：

BOIS + GPT

可用，但是无法启动操作系统。BIOS主板可以搭配GPT硬盘来作为资料盘，但不能引导系统；若电脑同时带有容量小于2T的硬盘和容量大于2T的硬盘，小于2T的可以用MBR分区方式安装操作系统，大于2T的可以使用GPT方式来存放资料，但必须使用64位操作系统。

UEFI + MBR

可用，可启动操作系统。为提高兼容性，近几年出现的UEFI主板大多采用UEFI+BIOS共存的模式，并且在BIOS中集成UEFI启动项。可以把UEFI设置成Legacy模式（传统模式）、打开CSM(Compatibility Support Module ，兼容性支持模块)模块以支持UEFI启动和非UEFI启动，其效果等同于BOIS + MBR 。

UEFI + GPT

可用，可启动操作系统。目前最常见的组合方式，也是未来的主流组合。如果要将操作系统安装于大于2T的硬盘时，必须如此设置，否则硬盘大于2T的部分无法识别；且操作系统必须使用64位的，否则无法引导。GPT方式可识别大于2T的硬盘，且理论上支持无限个分区(主分区最多为128个)，操作系统启动时，顺序如下：

与传统的BOIS + MBR启动方式相比，少了BOIS自检环节，会加快启动速度；如果换上固态盘，启动速度会明显加快。

GPT 与 MBR

硬盘的GPT分区格式与MBR分区格式是可以互相转换的，但从GPT转换为MBR时，原分区数量不能超过4个，且大于2T的部分将不被识别；为以防万一，转换前备份好数据。

文件系统

确定好分区格式(MBR或者GPT)后，就可建立各分区，在进行分区格式化时，需要指定文件系统，Linux可用的文件格式包括，Ext4、Ext3、Ext2、btrfs、JFS、XFS、FAT16、FAT32等，NTFS、FAT32则是Windows常用的文件系统。Ext4、Ext3、XFS是目前Linux常用的文件系统，关于Linux文件系统的进一步论述及区别，请点击这里。

Linux系统的目录结构及硬盘分区挂载

对于一块新硬盘，假定使用MBR分区格式，如果安装Linux系统时不进行分区，Linux系统将被安装在整块硬盘中(整块硬盘为1个主分区)，同安装Windows时不进行硬盘分区时的效果一样；具体来说，CentOS会自动在整块硬盘中划分出swap分区(大小与内存相当)，Ubuntu则不会划分swap分区(会在挂载配置文件/etc/fstab中设置swapfile参数)。为便于系统维护和确保数据安全，在安装操作系统前应对硬盘进行分区，将操作系统安装于主分区。

Linux系统目录结构

在linux系统中，目录、字符设备、块设备、套接字、打印机等都被抽象成了文件，即“Linux系统中一切都是文件”。Linux系统中的一切文件都是从“根(/)”目录开始的，并按照文件系统层次结构标准(Filesystem Hierarchy Standard，FHS)采用树形结构来存放文件，且定义了常见目录的用途，文件和目录名称严格区分大小写。以Ubuntu系统为例，Linux系统的文件目录结构如下所示：

/usr
这是一个非常重要的目录，包含绝大多数的(多)用户工具和应用程序，用户的很多应用程序和文件都放在这个目录下，类似于windows下的program files目录。
/lib
存放着系统最基本的动态链接共享库，其作用类似于Windows里的DLL文件，几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库。
/var
存放不断扩充的内容，如经常被修改的目录、文件(包含各种日志文件)等。
/boot
存放启动Linux时使用的一些核心文件，包括一些引导程序文件、链接文件、镜像文件等。
/home
用户的主目录，在Linux中，每个用户都有一个自己的目录，该目录名一般以用户账号命名，包含保存的文件、个人设置等。
/sbin
s就是Super User的意思，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。
/bin
s就是Super User的意思，这里存放的是系统管理员使用的系统管理程序。
/etc
存放所有的系统管理所需的配置文件和子目录，如interfaces(Ubuntu)、ipcfc-*(CentOS)、fstab等。
/tmp
存放一些临时文件，在系统重启时临时文件将被删除。
/snap
Ubuntu 16.04及之后版本引入了snap包管理器，与之相关的目录、文件(包括安装文件)位于/snap中。
/lost+found
该目录一般情况下是空的，当系统非法关机后会在该目录生成一些遗失的片段。
/media
linux系统会自动识别一些设备，例如U盘、光驱等等，当识别后，linux会把识别的设备挂载到该目录下。
/srv
该目录存放一些服务启动之后需要提取的数据。
/cdrom
光驱目录。
/root
该目录为系统管理员用户目录。
/opt
该目录存放安装的第三方软件，如Oracle数据库就可以安装到该目录下。
/mnt
挂载其他的文件系统(含硬盘分区)的目录。
/lib64
类似lib目录，存放64位库文件。

对于上述目录，有些在安装时可以指定单独分区，Ubuntu安装时单独指定分区(对应于挂载点)的界面如下所示：

关于挂载点目录，说明以下3点：

/boot分区不是必须的。对于陈旧的BOIS主板，无法识别1024个磁柱以外的硬盘数据，从而会导致Linux无法开机，此时需要专门划分100M左右的磁盘分区作为/boot分区，用以引导Linux正常启动；但随着硬件配置及Linux版本的提升，近几年生产的主板已经解决了上述问题，且划分/boot分区后，更新Linux内核几次后会导致分区容量不足，因此若非使用陈旧BOIS主板，不建议单独划分/boot分区。
swap分区也不是必须的。swap分区类似windows系统的虚拟内存，当实际内存不够用时，会使用swap分区作为虚拟内存来交换数据，其大小一般设置为实际内存的1-4倍。若安装时不创建swap分区，CentOS系统会自动创建与实际内存大小相当的分区作为swap分区，Ubuntu系统则不创建swap分区。
可为/usr/local、/opt、/home等目录单独创建分区。Linux系统在使用过程中，会不断安装软件，此时将/usr/local、/opt单独分区，可将新安装的软件放置于单独分区中，从而节约根目录所在分区的磁盘空间、优化系统目录的管理结构，尤其是当需要重新安装Linux系统时，可仅格式化根目录所在分区并将/usr/local、/opt指向原独立分区，以保存/usr/local、/opt目录中的原有数据；/home目录单独分区也有类似效果。在安装时不创建上述目录对应的单独分区也没有关系，可在系统安装完成后再将硬盘分区挂载到/usr/local、/opt、/home等目录，具体方法如下。

硬盘分区挂载

在linux操作系统中，挂载是指将一个设备（通常是存储设备）挂接到一个已存在的目录上。我们要访问硬盘分区中的文件，必须将文件所在的硬盘分区挂载到一个已存在的目录上，然后通过访问这个目录来访问硬盘分区。可以这样认为，挂载目录是硬盘分区的一个快捷方式，是访问硬盘分区的入口。

查看硬盘分区
在挂载硬盘分区前，应先查看分区结构，确定待挂载硬盘分区的设备名称。

# 显示所有可用的硬盘分区
$ sudo fdisk -l

上图显示识别了2块硬盘，设备名称分别为/dev/sda、/dev/sdb，前者容量为232.9Gib，后者容量为465.8Gib；两块硬盘均建立了MBR分区表，/dev/sda1表示第一块硬盘上的第一个主分区，/dev/sda2表示第一块硬盘上的扩展分区，/dev/sda5表示第一块硬盘上的第一个逻辑分区，/dev/sda6表示第二个逻辑分区，/dev/sdb1 ~ /dev/sdb8的含义与之类似。

临时挂载硬盘分区
假定我们需要读取/dev/sdb5、/dev/sdb6分区中的数据，则将其挂载到/mnt/D、/mnt/E目录，步骤如下：

# 创建挂载目录
$ sudo mkdir /mnt/D
$ sudo mkdir /mnt/D# 临时挂载硬盘分区
$ sudo mount /dev/sdb5 /mnt/D
$ sudo mount /dev/sdb6 /mnt/E# 目录结构树形显示软件安装
$ sudo apt-get install tree

运行上述命令后即完成挂载，目录结构如下图所示：

临时挂载的硬盘分区，在系统重启后会失效，若要再次访问硬盘分区，需重新挂载，为解决该问题，可永久挂载硬盘分区。

永久挂载硬盘分区
挂载信息存储于/ect/fstab文件中，按规定格式编辑该文件，新增挂载参数，可在系统每次启动时自动挂载设置好的硬盘分区，达到永久挂载的效果。命令如下：

# 编辑/ect/fstab文件
$ sudo gedit /etc/fstab

新增参数的格式为：“设备文件挂载目录格式类型权限选项自检优先级”，各字段含义如下：

设备文件：一般为设备的路径+设备名称，也可以写唯一识别码(Universally Unique Identifier, UUID)
挂载目录：指定要挂载到的目录，需在挂载前创建好
挂载格式：指定文件系统的格式，比如Ext3、Ext4、XFS、swap、iso9660(光盘设备)等
权限选项：若设置为defaults，则默认权限为：rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async
自检：若为1则开机后进行磁盘自检，为0则不自检
优先级：若“自检”字段为1，则可对多块硬盘进行自检优先级设置

编辑完成的fstab文件如下图所示，之后每次启动系统时，均会自动挂载硬盘分区。

挂载需要注意以下3点：

挂载点必须为目录，不能为文件
挂载目录需在挂载前创建好
若挂载目录含有子目录或文件，挂载后该目录内的子目录或文件不可访问

在双硬盘PC上安装Ubuntu系统

目前双硬盘电脑越来越多，博主的PC也不例外，为安装互不影响的双系统，博主计划在硬盘位的固态盘中安装windows系统，在光驱位的机械盘中安装Ubuntu系统；为保留机械盘中扩展分区的数据，只需在安装时删除原主分区，紧接着将该分区再次创建为用于安装CentOS的主分区、指定分区的挂载点为“根(/)”即可。安装具体步骤如下：

设置第一启动盘为机械盘
安装类型选择其他
删除原主分区
新建主分区并指定挂载点为“根(/)”
安装完成，硬盘结构如下

若要在同一块硬盘上安装双系统且保留其他分区的数据，也只需删除、新建待装CentOS的主分区，操作过程与上述步骤类似。