一文掌握磁盘分区全知识：为何分区、分区种类及分区表的选择

一文掌握磁盘分区全知识：为何分区、分区种类及分区表的选择

磁盘分区就像是我们整理衣柜，你不可能把所有的衣服都乱七八糟地扔在一个柜子里，而是会把衬衫、裤子、袜子分别放在不同的抽屉里。这样，当你需要找一件衣服时，就可以直接去对应的抽屉找，而不是在一堆衣服里大海捞针。磁盘分区就是这个道理，它能帮助我们更好地管理和使用计算机。

为什么要进行磁盘分区

管理的自然需求

如果把一整块硬盘看作一个大书库，那么不同的分区就好比是书库里的不同区域，比如文史哲一区、数理化一区。当书的数量太多，同层级的数据太多时，如果没有一个好的分类，就会很难找到我们需要的信息，这就像是在大海中捞针。

通过分区，我们可以在更高的层次上进行分类，使得数据的组织更加清晰，便于我们快速查找。这就好比我们先找到文史哲区，然后再在这个区里找我们需要的书，比直接在整个书库里找要快得多。

数据安全的需要

分区还有利于数据安全。比如我们可以把操作系统和我们的个人数据放在不同的分区，这样就算操作系统出问题，我们的个人数据还是安全的。而且，划分为不同的功能区，可以减少数据之间的干扰，降低误操作的可能性。

分区表类型

MBR（Master Boot Record）

MBR是比较老的分区表类型，就像是我们家的老房子的户型图。传统的BIOS（基本输入输出系统）引导使用MBR。虽然目前还有一些电脑在使用，但是已经不多了，新安装的电脑一般不会使用这个了。

MBR只能创建4个主分区，最大支持2T的磁盘，就像是老房子的户型图，设计上有一些限制。

MBR也就是主引导记录，是位于硬盘最开始部分的一个特殊扇区。MBR的大小为512字节，主要包含两部分内容：引导程序和分区表。

引导程序（Boot Loader）占用MBR的前446字节，主要负责加载操作系统。当计算机启动时，BIOS会首先读取硬盘的MBR，并执行其中的引导程序，从而开始加载操作系统。

分区表占用MBR的后64字节，其中包含4个分区表项，每个分区表项16字节，共64字节。每个分区表项可以描述一个分区，包括分区的类型、位置和大小等信息。

MBR的最大的问题就是空间有限，只能支持2TB以下的硬盘和最多4个主分区。这是因为MBR使用32位来保存分区的起始位置和大小，最大只能表示2的32次方个扇区，而每个扇区通常为512字节，因此MBR最大只能支持2TB的硬盘。

GPT（GUID Partition Table）

GPT是目前主流的分区表类型，就像是现在流行的新户型图。UEFI（统一可扩展固件接口）引导都用GPT。

GPT支持的数据容量和分区数量理论上无限制，就像是新户型图有更多的功能区和收纳空间。

在GPT中，硬盘的第一个逻辑块（LBA 0）是保护性的MBR，也就是说，GPT分区表为了向后兼容，它的第一个扇区看起来像是一个普通的MBR。但是在这个MBR中，只有一个分区，覆盖了整个硬盘，用来表示这是一个GPT分区的硬盘。

真正的GPT头在第二个逻辑块（LBA 1），包含了分区表的位置、大小等信息。接下来的部分是分区条目数组，每个分区条目包含了分区的开始、结束位置、分区类型、分区ID等信息。

在GPT分区表中，所有的分区都是平等的，每个分区都有自己的唯一标识符，这使得GPT可以支持更多的分区（理论上可以达到无限）和更大的硬盘（最大可以支持18EB，1EB等于10亿GB）。因此，GPT分区表的设计更为灵活和强大。

在Windows中，GPT分区和C盘、D盘等的划分是一致的，C盘、D盘等就是指的硬盘上的分区。每一个分区在操作系统中都会被分配一个驱动器号，例如C、D等。在Windows中，由于驱动器号的限制，你只能看到26个分区（从C到Z）。

在Linux系统中，硬盘的每个分区都会被映射为一个设备文件，通常位于/dev目录下。以/dev/sda为例，这通常代表系统的第一块硬盘。如果这块硬盘使用的是GPT分区表，那么其上的分区会被映射为/dev/sda1、/dev/sda2等设备文件。这些设备文件就相当于Windows系统中的C盘、D盘等。你可以使用 Linux 命令来显示硬盘的分区布局、创建和删除分区，以及修改分区的大小和类型等。

其它

除了MBR和GPT，还有BSD disklabel、Sun或Solaris分区表、Apple分区表 (APM) 等分区表。但是它们一般都使用在某些小众的系统中，或者已经不再使用，这里就介绍了。

磁盘分区的类型

这部分主要是针对MBR分区表类型来说的。

主分区

计算机的硬盘可以有多个主分区。

在传统的MBR（Master Boot Record）分区表中，一个硬盘最多可以有四个主分区，或者三个主分区加一个扩展分区。不过有的同学可能要反驳了，我之前的老电脑为什么会有五六个分区？别着急，下文会有介绍。

在新的GPT（GUID Partition Table）分区表中，其实所有的分区都是等同的，所以都可以称为主分区，理论上可以支持无限数量的主分区，但实际上由于操作系统或硬件的限制，这个数量通常会被限制在一个较小的值，比如128个。

在MBR中，主分区通常位于磁盘靠前的一块区域，主要用于安装操作系统，当然也可以不放操作系统。

虽然可以有多个主分区，但是在计算机启动时，只有一个主分区会被设置为活动分区，也就是说，计算机一次只能从一个主分区启动操作系统。其他的主分区通常用来存储数据或者其他的操作系统，例如在一个硬盘上安装多个操作系统进行多重启动。

扩展分区和逻辑分区

扩展分区并不能直接存储数据，它是逻辑分区的总称。

在MBR分区表中，逻辑分区是通过一种链式结构来管理的。扩展分区的分区表项会指向第一个逻辑分区，然后这个逻辑分区的分区表项会指向下一个逻辑分区，以此类推，直到最后一个逻辑分区。

打个比方，如果说主分区是主卧室，那么扩展分区就像是家里的走廊。就像走廊可以通向家里的其他房间，扩展分区并不直接存储数据，但是它可以指向其他的逻辑分区。而逻辑分区就像是我们家的其他房间，比如客厅、餐厅、厨房等。

这种设计使得MBR分区表可以支持多于4个的分区，我们的老电脑也可以轻松的分出五六个分区。

结语

磁盘分区就像是我们整理衣柜或者设计户型图，通过合理的划分和管理，可以让我们更高效地使用计算机，同时也可以保护我们的数据安全。所以，理解和掌握磁盘分区的知识，对于我们来说是非常重要的。