【Ubuntu】Ubuntu的分区深入详解以及制定最佳分区分配策略

前言

对于该文章仅适用于个人Linux电脑，笔者暂时没有深入研究运维方面的服务器Ubuntu系统安装和分区配置，有待后续更新。

一、基础知识

分区是将硬盘分割成一个或多个逻辑部分的过程。每个分区都被视为一个独立的存储设备，可以单独格式化、挂载和管理。在Ubuntu系统中，通常会有根分区、家目录分区、交换分区等不同类型的分区。在Ubuntu系统中，常用的文件系统包括ext4、btrfs、xfs等。

（一）在了解硬盘分区前，先明确硬盘的主要分类及 Linux 系统中的标识规则：

硬盘主要分为三类：IDE 硬盘、SCSI 硬盘和 SATA 硬盘。在 Linux 系统中，IDE 接口硬盘被统一称为 "hd"，而 SCSI 与 SATA 接口硬盘则统称为 "sd"。目前 IDE 硬盘已基本淘汰，市面上最常见的是 SATA 接口硬盘，其在系统中的标识按顺序依次为 sda（第 1 块）、sdb（第 2 块）等。

关于硬盘分区的核心规则如下：

分区类型：硬盘分区分为主分区、扩展分区和逻辑分区。其中主分区最多只能有 4 个；扩展分区是主分区以外的分区（可不存在），但硬盘必须至少有一个主分区。主分区中需有一个激活分区，用于启动 Windows/Linux 系统。主分区（Primary Partition） ：可以用来直接安装操作系统或存储数据。一个硬盘最多可以有四个主分区。扩展分区（Extended Partition）：扩展分区本身不能直接使用，它需要被进一步划分为逻辑分区。扩展分区的主要作用是突破四个主分区的限制。
合理分区方式：为充分利用主分区名额，最合理的方案是划分 3 个主分区和 1 个扩展分区，再在扩展分区内建立若干逻辑分区。
Linux 系统中的分区标识：单块硬盘最多支持 16 个分区。4 个主分区依次标识为 sda1、sda2、sda3、sda4；逻辑分区从 sda5 开始，依次到 sda16。

（二）硬盘分区表格式与 BIOS 引导方式的对应关系及系统适配

（1）分区表格式与 BIOS 引导方式的核心差异

磁盘分区表主要有两种格式，对应的 BIOS 引导方式也分为两类，核心特性如下：

MBR 分区表：传统格式，仅支持最大 2.2TB 硬盘和最多 4 个主分区，适配Legacy BIOS（传统 BIOS）引导方式。

GPT 分区表：属于 UEFI 规范的一部分，支持超百 TB 硬盘和最多 100 个主分区，适配UEFI BIOS（新型 BIOS）引导方式，原生支持大容量硬盘更高效。

注：现在主流的分区表类型是 GPT（GUID Partition Table） ，尤其在新设备和大容量存储场景中已成为标准选择。后面方案主要以UEFI+GPT为主。

（2）不同系统下的适配规则

Windows 系统

Legacy BIOS 引导：需搭配 MBR 分区表。对于 32 位系统，可通过厂商（如华硕、技嘉、希捷）的 "虚拟磁盘" 技术在 MBR 分区下使用 2TB 以上硬盘，但体验不如原生支持。

UEFI BIOS 引导：需搭配 GPT 分区表，原生支持大容量硬盘，尤其对 Windows 7 用户更友好，无需额外技术适配。
演示Windows11下如何查看BIOS类型

WIN+R输入msinfo32

点击确定

Linux 系统（以 Ubuntu 为例）

Legacy BIOS 引导：必须使用 MBR 分区表，按常规划分/、/boot、swap、/home等分区即可。

UEFI BIOS 引导：必须使用 GPT 分区表，且需额外创建ESP 分区（EFI 系统分区）（注：ESP 分区即 EFI 分区，为系统引导关键分区），划分/、/boot等分区时，严禁删除 ESP 分区，否则会导致系统重启时出现 "Invalid Partition Table（无效分区表）" 错误。

（3）关于GPT分区表的简要说明

在 GPT 分区表下，所有分区本质上都是主分区，没有逻辑分区的概念，也不存在主分区与逻辑分区的区分限制。这是 GPT 相对于 MBR 的核心改进之一，具体原理和使用方式如下：

GPT 分区表的底层逻辑

无主分区数量限制

GPT 通过全局唯一标识符（GUID）管理分区，理论上支持最多 128 个主分区。这种设计彻底打破了 MBR 的 "4 主分区" 限制，用户可直接创建多个独立主分区（如 /、/home、/boot 等），无需依赖扩展分区或逻辑分区。
分区类型由 GUID 标识

GPT 通过分区类型 GUID区分不同功能的分区，例如：
- Linux 根目录（/）的类型 GUID 为0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4；
- EFI 系统分区（ESP）的类型 GUID 为C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B。
  这些 GUID 仅用于标识分区用途，与分区类型（主 / 逻辑）无关。
分区表结构简化

GPT 分区表直接存储在磁盘的特定位置（如 LBA 1），并包含备份分区表以提高可靠性。所有分区平等存在，无需像 MBR 那样通过扩展分区嵌套逻辑分区，因此创建 /home 分区时只需指定挂载点和文件系统即可。
理解主分区与逻辑分区限制： 对于使用 MBR 分区表的硬盘，你最多只能创建 4 个主分区。如果你需要更多分区，则必须将其中一个主分区设置为"扩展分区"，然后在扩展分区内部创建逻辑分区。GPT 分区表则没有这种限制，可以创建更多分区。

（4）关键注意事项

若 UEFI BIOS 引导的主机使用 MBR 分区表，或 GPT 分区表下删除 ESP 分区，都会导致系统安装后无法正常启动。

GPT+UEFI 组合对大容量硬盘的支持是原生且高效的，优于 MBR 分区表在 32 位系统中的兼容方案。

（三）理解 Ubuntu 分区的核心概念

（1）文件系统 (File System)： 文件系统是操作系统用来组织和存储文件的方法。对于 Linux 系统，ext4 是目前最常用且推荐的文件系统，它提供了良好的性能和稳定性。
（2）挂载点 (Mount Point)： 在 Linux 中，所有存储设备和分区都必须"挂载"到文件系统树的一个特定目录上，这个目录就是挂载点。例如，根目录 / 是整个文件系统的起点。
（3）主分区 (Primary Partition) 与逻辑分区 (Logical Partition)：

主分区： 直接定义在硬盘的 MBR（主引导记录）或 GPT（GUID 分区表）中。MBR 硬盘最多支持 4 个主分区。

逻辑分区： 为了突破 MBR 硬盘主分区数量的限制，可以在一个主分区（扩展分区）内创建多个逻辑分区。GPT 硬盘则没有主分区和逻辑分区的概念，可以直接创建大量分区。
（4）UEFI 与 BIOS 启动模式：

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)： 现代计算机普遍采用的启动模式，支持更大的硬盘和更快的启动速度。UEFI 系统需要一个 EFI 系统分区 (EFI System Partition, ESP) 来存放引导文件。

**Legacy BIOS (Basic Input/Output System)：**传统的启动模式，通常用于老旧设备。BIOS 模式下不需要 EFI 分区。

二、常见分区推荐方案

1.EFI 系统分区（/boot/efi）

（1）大小：300MB -- 1GB

（2）类型：主分区

（3）文件系统：FAT32

（4）挂载点：/boot/efi

（5）说明：

该分区是 UEFI BIOS 引导模式下（搭配 GPT 分区表）Linux 系统（如 Ubuntu）的核心引导分区。其核心参数与特性如下：

文件系统要求 ：必须格式化为FAT32。这是 UEFI 固件的标准要求，因为 FAT32 具有跨平台兼容性，可被 Windows、Linux、macOS 等主流操作系统识别，确保引导程序能被多系统环境下的 UEFI 固件正确读取。
分区类型标识 ：在 GPT 分区表中，该分区的类型标识为EFI 系统分区（类型 GUID：C12A7328-F81F-11D2-BA4B-00A0C93EC93B），与文件系统类型（FAT32）是两个独立概念。
**大小方面：**一般是300MB/512MB就够了，但如果需要后续引导多系统就要1GB或者大一些。
核心功能 ：
- 存储 UEFI 引导程序（如 GRUB）、内核镜像及启动配置文件，是系统启动的 "入口"。
- 支持 UEFI 固件直接访问引导文件，确保系统快速启动和安全启动功能正常运行。
操作注意事项 ：
- 严禁删除或格式化该分区，否则会导致系统启动失败（如出现 "Invalid Partition Table" 错误）。
- 挂载点必须设置为 **/boot/efi**，而非传统 BIOS 模式下的 "/boot"，以确保 UEFI 固件能正确识别引导路径。
- 若手动分区，需使用工具（如gdisk）明确指定分区类型为 EFI 系统分区，并格式化为 FAT32。

2.Swap 交换分区（Swap Space）

（1）大小：

常规建议 ：通常为物理内存的 1-2 倍 ，但需结合实际场景调整。例如：
- 内存 ≤ 4GB：建议设置为 4-8GB；
- 内存 4-16GB：建议设置为 8-16GB；
- 内存 ≥ 16GB：可适当减少（如 2-4GB），甚至可关闭（但需禁用休眠功能）。
特殊需求 ：若需启用休眠（Hibernate）功能，Swap 大小需 ≥ 物理内存，以确保休眠文件能完整写入磁盘。

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

MBR 分区表 ：通常作为 逻辑分区 存在于扩展分区中（受限于 MBR 的 4 主分区限制）。
GPT 分区表 ：可设置为 主分区，无主分区数量限制。
分区类型标识 ：
- MBR 中需设置为 Linux Swap（类型代码 8200）；
- GPT 中需设置为 Swap 类型 GUID（0657FD6D-A4AB-43C4-84E5-0933C84B4F4F）。

（3）文件系统：选择"交换空间 (linux swap partition)"

（4）挂载点：（通过系统配置自动激活，无需挂载到目录）

（5）说明：

核心功能：当物理内存不足时，Swap 分区作为虚拟内存扩展，临时存储不活跃的内存数据，避免系统因内存耗尽崩溃。
设置原则 ：
- 性能权衡：Swap 空间过大会增加磁盘 I/O 负担，影响系统响应速度；过小则无法有效缓解内存压力。
- 休眠依赖 ：若需使用休眠功能（将内存状态保存到磁盘），Swap 大小必须 ≥ 物理内存，否则休眠功能无法启用。
分区工具建议 ：
- MBR 环境下，使用fdisk或parted工具创建逻辑分区并设置类型为 8200；
- GPT 环境下，使用gdisk工具创建主分区并指定 Swap 类型 GUID。
系统配置 ：
- 通过/etc/fstab文件自动激活 Swap 分区（例如：/dev/sdaX swap swap defaults 0 0）；
- 可通过swapon -a命令手动启用，或swapoff -a关闭。
现代趋势 ：对于内存充足的系统（如 ≥ 16GB），Swap 分区可适当缩小甚至省略，但需通过sysctl调整swappiness参数（默认 60，表示内存使用率达 60% 时启用 Swap），以优化内存使用策略。
类型方面： 逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)，我这里表达的是传统Legacy BIOS下的MBR 分区表情况下是逻辑分区；但是 GPT 分区表情况下就没有限制了没有逻辑分区概念了就全是主分区。

3.根目录（/）

（1）大小：50GB -- 100GB（建议至少 50GB，对于开发者建议 80GB-100GB）

最小需求 ：至少 10GB（适用于最小化安装的服务器或轻量级系统）。
推荐配置 ：
- 个人桌面 / 工作站：20GB--50GB（需预留系统更新、软件安装及临时文件空间）。
- 服务器 / 高负载环境：50GB 以上（根据日志、数据库等数据量调整，如 Web 服务器建议 100GB+）。
动态扩展 ：若使用 LVM（逻辑卷管理），可通过扩容卷组动态调整根目录大小，避免空间不足问题。

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

MBR 分区表 ：可作为 主分区 或 逻辑分区（受限于 MBR 的 4 主分区限制，通常与扩展分区配合使用）。
GPT 分区表 ：直接创建为 主分区，无主分区数量限制。
GPT 类型标识 ：在 GPT 分区表中，根目录的类型 GUID 为 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4（Linux 文件系统通用类型）。

（3）文件系统：ext4（兼容性强，稳定性高，适合大多数场景）

其他选项 ：
- XFS：适合大文件和高吞吐量场景（如数据库服务器）。
- Btrfs：支持快照、校验和及弹性扩展，适合需要高级功能的系统。
- ZFS：提供数据冗余和压缩功能，但需额外内核模块支持。

（4）挂载点：/（固定挂载点，不可更改）

（5）说明：

核心功能 ：
- 根目录是 Linux 文件系统的起点，包含所有系统文件、用户文件、应用程序及配置文件（如/etc、/usr、/var等）。
- 直接影响系统稳定性，若空间不足可能导致服务异常（如日志无法写入、软件更新失败）。
分区策略 ：
- 独立分区建议 ：若追求精细化管理，可将/home、/var、/tmp等目录单独分区，避免根目录被单一目录占满。
- LVM 优势 ：通过 LVM 将根目录创建为逻辑卷，可灵活扩展空间（如添加新硬盘后通过vgextend和lvextend命令扩容）。
操作注意事项 ：
- 避免在根目录下直接存储大量用户数据，建议将数据存放在独立分区（如/home）。
- 格式化时需指定正确的文件系统类型（如mkfs.ext4 /dev/sdaX），并通过/etc/fstab配置自动挂载。
- 若使用 GPT 分区表，需确保根目录分区类型 GUID 正确设置，否则可能导致系统无法识别。
性能优化 ：
- 对 SSD 硬盘，可启用discard选项（在/etc/fstab中添加discard参数）以提升性能并延长寿命。
- 定期清理临时文件（如/tmp目录），避免空间碎片化。

补充说明：

根目录的大小需根据实际需求动态调整。例如，安装图形界面（如 GNOME/KDE）可能需要额外 5GB--10GB 空间；运行容器或虚拟机时，建议预留更多空间。
在多系统环境中，根目录应独立于其他系统分区，避免文件冲突。若使用 LVM，可通过卷组共享物理磁盘资源，但需注意不同系统对 LVM 的支持差异。

4.用户目录（/home）

（1）大小：剩余所有空间

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

GPT 分区表：直接创建为主分区（无主分区数量限制，无需依赖扩展分区）。
MBR 分区表：通常作为逻辑分区（受限于 4 主分区限制，需先创建扩展分区后再划分）。

（3）文件系统：ext4

（4）挂载点：/home

（5）说明：

/home 是 Linux 系统中存储用户个人数据的核心分区，包含所有用户的文档、下载文件、桌面数据、浏览器缓存、应用程序配置（如.bashrc、.config目录）等。

将 /home 独立分区的核心价值在于：

数据安全：重装系统或升级根目录（/）时，可直接保留 /home 分区，避免用户数据丢失；
管理灵活：可单独对 /home 进行扩容、备份（如通过 btrfs 快照）或修复，不影响系统核心文件；
权限隔离：用户数据与系统文件分离，降低误操作（如删除系统文件）对个人数据的影响。
尤其是对于作为服务器来说，因为需要经常被访问可能导致系统文件出现问题，而独立分区的/home出来的用户配置数据不会被"污染"，可以保留下来用于重载系统时用上之前的配置。

三、个人推荐分区方案

前提条件： 对于磁盘空间/硬件条件较低的读者就使用该方案，若是磁盘空间足够且配置较高请使用常见分区推荐方案，原因：对于"开发老司机"，如果经常折腾开发，/home独立分区隔离出来对于出现问题导致系统挂了，重装系统就可以继续使用之前的/home下的配置，这十分重要。

分区	推荐大小	类型	文件系统	挂载点	说明
EFI（boot）	300MB/1GB	主分区	FAT32	/boot/efi	UEFI 引导分区
Swap	16GB	逻辑分区	交换空间	-	虚拟内存 (假设物理内存16GB)
/	剩余空间	逻辑分区	ext4	/	系统核心、应用程序安装与用户文件

注：这个需要根据个人习惯和个人需求的实际情况，同时，作为一名开发者的身份，在这里说明一下：

（1）引导分区

引导分区取决于你是否会用到多系统，即多系统的情况下需要对应的引导配置存放在该引导分区中。

（2）Swap分区

Swap分区要根据自己的实际物理内存和需求来看，现在笔记本一般是16GB的内存，笔者这里是因为有些时候需要编译系统镜像进行开发，防止内存不够就需要Swap分区（需要牺牲物理硬盘作为虚拟内存）顶上，如果自己的配置够高也可以不用设置。同时，有些时候使用Docker并不推荐使用Swap分区。

（3）为什么将根目录与/home目录放在一起？

这里主要对于磁盘/硬件条件较低或者使用Linux To Go的情况下，Linux入门使用者或者其他特殊情况的用户可使用该方案，或者对于无法做到/和/home的预估分区分配，只需要知道条件较低的话就要明白**"每一份空间都要用在刀刃上"**。

将根目录（/）与 /home 目录放在一起（即不单独划分 /home 分区，让 /home 作为根分区下的子目录），主要是出于简化管理、灵活利用空间的考虑，适合特定场景。

具体原因如下：

1. 简化分区管理，降低门槛

对于新手或不想纠结分区细节的用户，合并根目录与 /home 可以省去分区规划的麻烦：

无需提前计算根分区和 /home 分区的大小（避免 "根分区太小不够用、/home 分区剩余太多" 或反之的尴尬）。
减少分区操作步骤，系统安装时只需创建一个根分区（无需单独设置 /home），降低出错概率。

2. 空间利用更灵活

根分区和 /home 共享同一存储空间时，空间可以动态分配：

例如，当根目录需要更多空间（如安装大量软件）时，可直接使用原本可能属于 /home 的剩余空间；反之，当 /home 存放大量文件（如视频、文档）时，也能占用根分区的空闲空间。
避免了 "分区大小固定导致空间浪费" 的问题（尤其是对新手，常因预估错误导致某分区空间不足、另一分区闲置）。

3. 适合小容量存储或临时系统

小容量硬盘 / SSD ：如果硬盘空间较小（如 128GB 以下），单独划分 /home 会进一步碎片化空间，合并后能减少分区表复杂度，更高效利用有限容量。
临时或测试系统 ：如虚拟机、短期使用的系统，无需长期保存 /home 下的用户数据（如配置文件、文档），合并后重装系统更简单（无需备份 /home）。

4. 对 "数据安全性" 要求不高的场景

/home 目录主要存放用户数据（文档、配置、下载等），单独分区的核心意义是系统重装时可保留 /home 数据。但如果满足以下情况，合并反而更合适：

用户数据不重要（如临时文件、可随时从云端恢复的数据）。
习惯定期备份数据到外部存储（如移动硬盘、云盘），无需依赖 /home 分区隔离数据。

注意：合并的潜在缺点

虽然合并有便利性，但也存在局限：

系统重装时数据易丢失 ：若根分区损坏或重装系统，/home 下的用户数据会被一同清除（需提前备份）。
若根分区填满，会直接影响 /home 使用：例如，根分区因日志文件、软件缓存占满时，用户甚至无法在 /home 下保存新文件（而单独分区时 /home 空间不受根分区影响）。

总结

将根目录与 /home 放在一起，本质是以 "数据灵活性" 换取 "管理便捷性"，适合：

新手用户（减少分区配置难度）；
小容量存储设备（避免空间碎片化）；
临时 / 测试系统（无需长期保留用户数据）。

若重视数据安全（需保留用户数据跨系统重装）或使用大容量硬盘，更推荐单独划分 /home 分区。

四、后续分区扩容与调整方案

若未来根目录（/）出现空间不足的情况，可通过以下两种方式灵活调整：

一、使用传统分区工具调整（如 GParted）

适用于未采用 LVM 的常规分区场景，操作步骤如下：

准备环境：制作 Ubuntu Live USB 启动盘，从启动盘启动进入 Live 环境（避免分区被系统占用）。
调整分区 ：
- 打开 GParted 工具，先缩小相邻的空闲分区（如 /home 分区，需确保该分区有未使用空间），释放出可用空间。
- 将释放的空间分配给根目录（/）分区，完成扩容。
注意事项：操作前需备份重要数据，避免分区调整过程中因意外（如断电、误操作）导致数据丢失；此方法依赖分区物理位置相邻，灵活性有限。

二、推荐使用 LVM（逻辑卷管理）

LVM 通过抽象物理硬盘为 "卷组"，再划分 "逻辑卷"（可理解为灵活的 "分区"），提供更高的动态调整能力，核心优势包括：

无需重新分区：可直接在线（或离线）调整逻辑卷大小（如根目录、/home 对应的逻辑卷），无需依赖分区物理位置。
跨设备扩展：支持将多个物理硬盘的空间合并为一个卷组，灵活分配给不同逻辑卷，适合未来添加新硬盘扩展存储空间。
适配频繁调整场景：对于编译工作等需频繁增减空间的需求，LVM 可快速响应调整，避免传统分区的繁琐操作。

若初始分区时采用 LVM，后续根目录或 /home 空间不足时，只需通过lvextend（扩展）或lvreduce（缩小）命令即可完成调整，大幅降低操作复杂度。

【Ubuntu】Ubuntu的分区深入详解以及制定最佳分区分配策略

前言

目录

一、基础知识

（一）在了解硬盘分区前，先明确硬盘的主要分类及 Linux 系统中的标识规则：​

（二）硬盘分区表格式与 BIOS 引导方式的对应关系及系统适配

（1）分区表格式与 BIOS 引导方式的核心差异​

（2）不同系统下的适配规则​

（3）关于GPT分区表的简要说明

GPT 分区表的底层逻辑

（4）关键注意事项​

（三）理解 Ubuntu 分区的核心概念

二、常见分区推荐方案

1.EFI 系统分区（/boot/efi）

（1）大小：300MB -- 1GB

（2）类型：主分区

（3）文件系统：FAT32

（4）挂载点：/boot/efi

（5）说明：

2.Swap 交换分区（Swap Space）

（1）大小：

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

（3）文件系统：选择"交换空间 (linux swap partition)"

（4）挂载点：（通过系统配置自动激活，无需挂载到目录）

（5）说明：

3.根目录（/）

（1）大小：50GB -- 100GB（建议至少 50GB，对于开发者建议 80GB-100GB）

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

（3）文件系统：ext4（兼容性强，稳定性高，适合大多数场景）

（4）挂载点：/（固定挂载点，不可更改）

（5）说明：

4.用户目录（/home）

（1）大小：剩余所有空间

（2）类型：逻辑分区 (如果是 GPT 硬盘则无此概念，直接创建即可)

（3）文件系统：ext4

（4）挂载点：/home

（5）说明：

三、个人推荐分区方案

（1）引导分区

（2）Swap分区

（3）为什么将根目录与/home目录放在一起？

1. 简化分区管理，降低门槛

2. 空间利用更灵活

3. 适合小容量存储或临时系统

4. 对 "数据安全性" 要求不高的场景

总结

四、后续分区扩容与调整方案

一、使用传统分区工具调整（如 GParted）

二、推荐使用 LVM（逻辑卷管理）

（一）在了解硬盘分区前，先明确硬盘的主要分类及 Linux 系统中的标识规则：

（1）分区表格式与 BIOS 引导方式的核心差异

（2）不同系统下的适配规则

（4）关键注意事项