详解磁盘、卷和分区

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磁盘、卷和分区这几个术语与操作系统中存储的管理和组织方式有关，但它们指的是存储层次结构中的不同概念。下面对每个术语进行了解释，包括它们之间的关系。

1.磁盘

磁盘是指物理存储设备。它可以是硬盘驱动器 (HDD) 、固态驱动器 (SSD) 或其他形式的存储设备（例如 USB 闪存驱动器）。磁盘存储数据，可以包含一个或多个分区或卷。

  • 特征：

    • 磁盘是通过 SATA、SCSI 或 NVMe 等接口连接到计算机的硬件。
    • 磁盘默认是非结构化的；需要进行分区和格式化才能有组织地存储数据。
    • Linux中常见的表示形式：/dev/sda、/dev/sdb、/dev/nvme0n1。

  • 例子：

    • /dev/sda：代表系统中的第一个磁盘。

2.分区

分区是磁盘的逻辑划分。分区是一种将磁盘空间划分为独立部分的方法，每个部分都可以作为独立的逻辑单元，具有自己的文件系统、挂载点和用途（例如，一个分区用于操作系统，另一个分区用于数据）。

  • 特征：

    • 分区是使用分区工具（例如fdisk，parted）创建的，并且可以具有不同的文件系统（例如，ext4，Btrfs，NTFS等）。
    • 每个分区在磁盘上都有特定的大小和位置。
    • 磁盘可以包含主分区、扩展分区和逻辑分区（在 MBR 分区方案中）。在 GPT 方案中，没有扩展分区的概念，您可以拥有超过 4 个主分区。
    • 在Linux中，分区通常表示为/dev/sda1、/dev/sda2等，其中数字代表同一磁盘上的不同分区。

  • 例子：

    • /dev/sda1：代表磁盘上的第一个分区/dev/sda。

  • 为什么要对磁盘进行分区？ ：

    • 分离不同类型的数据（例如，一个分区用于操作系统，另一个分区用于交换，另一个分区用于用户数据）。
    • 改进数据组织或隔离某些类型的数据（例如，日志、数据库）。
    • 在同一磁盘上安装多个操作系统。

3.卷

卷是一种更高级别的抽象，指的是可用于存储数据的存储单元。在现代系统中，术语“卷”通常用于讨论逻辑卷 管理 (LVM) 或类似技术，其中多个物理磁盘或分区可以组合成逻辑单元，系统将其视为单个存储卷。

  • 特征：

    • 一个卷可以跨越多个物理磁盘或分区，从而可以更灵活地管理存储。
    • 无需对磁盘重新分区，即可调整卷大小或移动卷。
    • 逻辑卷是使用逻辑卷管理器 (LVM) 或其他类似系统创建的，允许实现动态调整大小、快照和镜像等高级功能。
    • 操作系统以与分区类似的方式挂载和访问卷，但由于 LVM 提供的抽象，它们具有更灵活的管理。
    • 在某些情况下，卷可能指具有文件系统的单个分区（例如在 Windows 中）。

  • 例子：

    • vg0/lv_root：使用 LVM 创建的卷组中的逻辑卷vg0可能跨越多个物理分区或磁盘，但被视为单个单元。

  • 为什么使用卷（LVM） ？：

    • 创建可跨越多个磁盘的灵活且易于管理的存储池。
    • 动态调整卷大小（无需重新分区即可增加或减少存储容量）。
    • 通过使用 RAID（条带化、镜像）等功能来提高冗余度和性能。

主要差异总结

描述关系
磁盘物理存储设备（HDD、SSD 等）。创建分区和卷的基础。
分区磁盘的逻辑划分，允许将磁盘空间划分为不同的部分，以用于不同的文件系统。磁盘上会创建分区，一个磁盘上可以存在多个分区。
卷更高级别的抽象，通常由 LVM 创建，可以跨越多个磁盘或分区并提供更大的灵活性。可以从一个或多个分区（甚至整个磁盘）创建卷，从而实现灵活的管理。

使用案例：

  1. 磁盘：

    • 您有一个存储数据的物理磁盘。

  2. 分区：

    • 您想将磁盘分成多个部分，一个用于操作系统，另一个用于数据。

  3. 卷：

    • 您想将多个物理磁盘合并为一个逻辑卷，以获得更大的灵活性、动态调整大小或冗余度。

实践示例：

  • 在具有单个磁盘的系统上 ( /dev/sda)，您可以创建：

    1. 分区：

      • /dev/sda1：一个 20 GB 的根分区。
      • /dev/sda2：一个2 GB的交换分区。

    2. 卷：

      • 使用 LVM，您可以创建一个包含和的卷组( ) 。然后，您可以在此卷组之上创建逻辑卷（例如，一个用于，另一个用于），从而实现灵活分配和动态调整大小。vg0``/dev/sda1``/dev/sdb1****/home``/var

例子：


Physical Disk (/dev/sda)
├── Partition 1 (/dev/sda1) [Root filesystem, Btrfs]
├── Partition 2 (/dev/sda2) [Swap space]
└── LVM Volume Group (vg0)
    ├── Logical Volume 1 (lv_home) [For /home]
    └── Logical Volume 2 (lv_var) [For /var]
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