Linux 知识库

Appearance

磁盘结构 ​

物理结构 ​

  • 机械硬盘（HDD, Hard Disk Drive）
    • 组成：由盘片、磁头、主轴电机、控制电路等机械部件构成。
    • 读写原理：通过磁头在高速旋转的盘片上移动进行磁记录。
    • 特点：容量大、成本低，但速度较慢（受转速影响，如5400/7200/10000 RPM）、易受震动损坏。
  • 固态硬盘（SSD, Solid State Drive）
    • 组成：由NAND闪存芯片、主控、缓存等电子元件构成，无机械部件。
    • 读写原理：通过电信号直接访问存储单元。
    • 特点：速度快、抗震、低功耗，但寿命受写入次数限制（TBW参数），单位容量成本较高。
  • 混合硬盘（SSHD, Solid State Hybrid Drive）
    • 结合HDD和SSD：用小容量闪存缓存频繁访问数据，提升性能，同时保留大容量机械存储。
对比项机械硬盘（HDD）固态硬盘（SSD）
存储原理磁性盘片 + 机械磁头读写NAND闪存芯片（无机械部件）
读写速度较慢（100-200 MB/s，随机访问延迟高）极快（500-7000 MB/s，随机访问延迟极低）
抗震性差（机械部件易受震动损坏）强（无活动部件，耐冲击）
噪音有（盘片旋转和磁头移动声）无（完全静音）
功耗较高（需驱动电机）较低（无机械运动，更省电）
发热量较高（机械摩擦产生热量）较低（主控和闪存芯片发热较小）
寿命较长（磁记录无写入次数限制）有限（NAND闪存有擦写次数限制，但足够家用）
容量大（单盘可达20TB+）较小（主流1TB-4TB，大容量价格高）
价格（每GB）低（适合大容量存储）高（但价格持续下降）
接口SATA、SASSATA、NVMe（PCIe）、M.2、U.2
启动时间较慢（需等待盘片加速）瞬间启动（无机械延迟）
碎片影响明显（碎片化会降低性能）几乎无影响（无磁头寻道问题）
适用场景大容量存储、冷数据备份、NAS系统盘、游戏、高性能计算、笔记本电脑
  • 选HDD：需要大容量、低成本存储（如电影、备份）。
  • 选SSD：追求速度、响应时间（如操作系统、游戏、生产力工具）。
  • 混合方案：SSD（系统+常用软件） + HDD（数据存储）是性价比之选。

接口类型 ​

并口 ​

特点 ​

  • 多线传输：同时使用多根数据线（如8/16/32根）并行传输数据，每个时钟周期可发送多位数据。
  • 高带宽（理论）：早期因并行传输被认为速度更快。
  • 信号干扰：由于多线并行，容易产生串扰（Crosstalk）和时钟偏移（Skew），影响稳定性。
  • 短距离适用：长距离传输时信号衰减严重，故主要用于机内连接。

硬盘接口 ​

PATA（Parallel ATA，又称IDE） ​
  • 用途：早期机械硬盘（HDD）和光驱接口。
  • 带宽：最高 133 MB/s（ATA-7标准）。
  • 连接方式：40/80针排线，支持主从设备（Master/Slave跳线设置）。
  • 缺点：线缆宽大（影响机箱散热）、速度受限、不支持热插拔。
SCSI（Parallel SCSI） ​
  • 用途：企业级服务器、工作站存储。
  • 带宽：最高 320 MB/s（Ultra320 SCSI）。
  • 特点：支持多设备串联（Daisy Chain）、高延迟但稳定性强。
IEEE 1284（并口打印机接口） ​
  • 用途：老式打印机、扫描仪。
  • 速度：约 2 MB/s（EPP/ECP模式）。

串口 ​

特点 ​

  • 单线/差分传输：数据按位依次传输（如1根数据线+时钟线），或使用差分信号（如LVDS）抗干扰。
  • 高频率低延迟：通过提高时钟频率弥补单线带宽限制，实际速度远超并口。
  • 抗干扰强：差分信号（如PCIe、SATA）适合长距离和高速传输。
  • 简化布线：线缆更细（如SATA仅7针），支持热插拔。

硬盘接口 ​

SATA（Serial ATA） ​
  • 用途：取代PATA，成为HDD/SSD主流接口。
  • 带宽：
    • SATA I：1.5 Gbps（~150 MB/s）
    • SATA II：3 Gbps（~300 MB/s）
    • SATA III：6 Gbps（~600 MB/s）
  • 优势：线缆小巧、支持热插拔（部分主板需配置）。
SAS（Serial Attached SCSI） ​
  • 用途：企业级存储，兼容SATA（但SATA设备不能用于SAS接口）。
  • 带宽：
    • SAS 12Gbps（~1200 MB/s）
    • SAS 24Gbps（新一代）
  • 特点：双端口冗余、高可靠性、支持全双工。
PCIe/NVMe ​
  • 用途：高性能SSD（如M.2 NVMe、U.2）。
  • 带宽：
    • PCIe 3.0 x4：4 GB/s
    • PCIe 4.0 x4：8 GB/s
    • PCIe 5.0 x4：16 GB/s
  • 优势：直接连接CPU，超低延迟，适合高速存储。
USB（串行通信） ​
  • 用途：外接存储设备（移动硬盘、U盘）。
  • 带宽：
    • USB 3.2 Gen 2x2：20 Gbps（~2.5 GB/s）
    • USB4（雷电3兼容）：40 Gbps

并口 vs 串口对比表 ​

对比项并口（Parallel）串口（Serial）
传输方式多根数据线同时传输单根数据线按位传输
典型接口PATA（IDE）、Parallel SCSISATA、SAS、PCIe/NVMe、USB
带宽上限低（PATA 133 MB/s，SCSI 320 MB/s）高（NVMe PCIe 4.0 x4 可达 8 GB/s）
抗干扰能力差（易受串扰影响）强（差分信号抗干扰）
线缆复杂度宽大（如40/80针IDE排线）细小（如SATA 7针、M.2无缆线）
适用场景早期硬盘、老式外设现代SSD、高速外设、企业存储
发展趋势已被淘汰（SATA/NVMe取代）主流（未来向PCIe 5.0/6.0演进）

总结 ​

  • 并口（PATA/SCSI）：早期技术，受限于信号干扰和带宽，已被串口取代。
  • 串口（SATA/SAS/NVMe）：现代主流，凭借高速度、低延迟和抗干扰优势，成为存储接口标准。
  • 未来趋势：PCIe 5.0/6.0和NVMe协议将进一步推动串口存储性能提升。

Linux 磁盘分区表示 ​

磁盘设备命名 ​

  • IDE 硬盘（旧式）：/dev/hdX
    • 例如：/dev/hda（第一块 IDE 硬盘），/dev/hdb（第二块 IDE 硬盘）。
  • SATA/SCSI/SAS/NVMe 硬盘（现代）：/dev/sdX
    • 例如：/dev/sda（第一块 SATA/SCSI 硬盘），/dev/sdb（第二块）。
  • NVMe SSD：/dev/nvmeXnY
    • 例如：/dev/nvme0n1（第一块 NVMe 硬盘），/dev/nvme0n1p1（第一个分区）。

分区命名 ​

  • 主分区/扩展分区：/dev/sdXN（X 是磁盘字母，N 是分区号，1~4）
    • 例如：/dev/sda1（第一块硬盘的第一个主分区）。
  • 逻辑分区：/dev/sdXN（N 从 5 开始）
    • 例如：/dev/sda5（第一块硬盘的第一个逻辑分区）。

磁盘命名的区别 ​

设备名接口类型典型用途
/dev/sdaSATA/SCSI/SAS第一块普通硬盘（系统盘）
/dev/sdbSATA/SCSI/SAS第二块普通硬盘（数据盘）
/dev/nvme0n1NVMe SSD高速固态硬盘（现代电脑）
/dev/hdaIDE（旧式）老式机械硬盘

磁盘分区管理（MBR和GPT） ​

MBR（Master Boot Record，主引导记录） ​

MBR是Master Boot Record的简称，也就是主引导记录，是位于磁盘最前边的一段引导（Loader）代码，主要用来引导操作系统的加载与启动。MBR 中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。分区表有 4 个分区记录区，每个分区记录区占 16 个字节，共 64 字节。446 字节存放主引导程序，2 字节校验。

主分区可以直接使用，而逻辑分区必须包含在扩展分区内。

特点 ​

项目MBR 的限制
最大磁盘容量2TB（受限于32位寻址）
分区数量最多4个主分区，或3主分区+1扩展分区（扩展分区内可再分逻辑分区）
兼容性广泛兼容（所有BIOS系统、Windows/Linux旧版本）
安全性无冗余校验，分区表损坏可能导致数据丢失
主导位置硬盘的第一个扇区（512字节）。引导代码（446字节），分区表（64字节，最多4个主分区），签名（2字节，0x55AA）

何时使用主分区？ ​

  1. 系统关键分区（如 /boot、/、/efi 等），因为某些引导加载程序（如 GRUB）可能要求这些分区是主分区。
  2. 分区数量 ≤ 4，不需要额外逻辑分区时。
  3. 需要直接引导的分区（如 Windows 的 C: 盘通常必须是主分区）。

示例：

  • /dev/sda1 → /boot（主分区）
  • /dev/sda2 → /（主分区）
  • /dev/sda3 → /home（主分区）
  • /dev/sda4 → 扩展分区（用于逻辑分区）

何时使用逻辑分区？ ​

  1. 需要超过 4 个分区（因为 MBR 只允许 4 个主分区）。
  2. 数据存储分区（如 /data、/backup 等非关键分区）。
  3. 不需要引导的分区（逻辑分区通常不用于 /boot 或 /）。

示例：

  • /dev/sda4 → 扩展分区（不直接使用）
    • /dev/sda5 → /data（逻辑分区）
    • /dev/sda6 → /backup（逻辑分区）
    • /dev/sda7 → swap（逻辑分区）

MBR管理硬盘 - fdisk ​

语法格式 ​

bash
fdisk [选项] <磁盘设备>

常见交互选项 ​

bash
m   查看帮助菜单
p   打印当前分区表
n   新建分区
d   删除分区
t   修改分区类型（如 82=swap, 83=Linux）
w   保存并退出
q   不保存退出

输出示例解析 ​

磁盘整体信息 ​
bash
Disk /dev/sda: 238.5 GiB, 256060514304 bytes, 500118192 sectors
Disk model: Samsung SSD 860 
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 3A1B2C3D-4E5F-6789-ABCD-EF0123456789
字段说明
Disk /dev/sda磁盘设备名（这里是第一块 SATA 硬盘）。
238.5 GiB磁盘总容量（GiB = Gibibyte，约 238.5 GB）。
256060514304 bytes磁盘总字节数。
500118192 sectors总扇区数（每个扇区默认 512 字节）。
Disk model磁盘型号（部分硬盘会显示厂商信息，如 Samsung SSD 860）。
Units计算单位（这里显示扇区大小，1 sector = 512 bytes）。
Sector size逻辑扇区/物理扇区大小（通常相同，高级硬盘可能不同，如 4K 对齐）。
I/O size最小/最佳 I/O 操作大小（影响性能）。
Disklabel type分区表类型（gpt 或 dos（即 MBR））。
Disk identifier磁盘的唯一标识符（GPT 是 UUID，MBR 是随机生成的 16 进制码）。
分区详细信息 ​
Device       Start       End   Sectors   Size Type
/dev/sda1     2048   1050623   1048576   512M EFI System
/dev/sda2  1050624   2050047    999424   488M Linux filesystem
/dev/sda3  2050048 500117503 498067456 237.5G Linux filesystem
字段说明
Device分区设备名（如 /dev/sda1）。
Start分区的起始扇区（从磁盘开头计算的偏移量）。
End分区的结束扇区。
Sectors该分区占用的扇区数（End - Start + 1）。
Size分区大小（自动换算为易读单位，如 512M、237.5G）。
Type分区类型： - EFI System（UEFI 启动分区） - Linux filesystem（普通 Linux 分区） - Linux swap（交换分区） - Microsoft basic data（Windows NTFS/FAT）

注意事项 ​

  1. 数据风险：误操作会导致数据丢失，操作前务必确认设备名
  2. 生效需重启：部分操作需要 partprobe 或重启生效
  3. GPT 磁盘：如需操作 GPT 分区表，建议使用 gdisk 或 parted
  4. SSD 对齐：现代 SSD 建议使用 -u=sectors 参数确保对齐

扩展知识 ​

  • 分区后需用 mkfs 格式化文件系统
  • 使用 blkid 查看新分区的 UUID
  • 通过 /etc/fstab 实现自动挂载

常见问题 ​

（1）为什么第一个分区从 2048 扇区开始？ ​

  • 早期磁盘从 63 扇区开始，但现代系统默认 1MB 对齐（2048 × 512B = 1MB），避免 SSD 性能下降。

（2）如何判断磁盘是 MBR 还是 GPT？ ​

  • 查看 Disklabel type：

    sudo fdisk -l /dev/sda | grep "Disklabel"

    输出可能是 dos（MBR）或 gpt。

（3）如何查看分区的文件系统类型？ ​

  • 使用 blkid 命令：

    sudo blkid /dev/sda1

    输出示例：

    /dev/sda1: UUID="1234-5678" TYPE="vfat" PARTUUID="abcd-efgh"
    • TYPE="vfat" 表示 FAT32（常见于 EFI 分区）。
    • TYPE="ext4" 表示 Linux ext4 分区。

GPT（GUID Partition Table，GUID 分区表） ​

GPT磁盘是指使用GUID分区表的磁盘，GUID磁盘分区表（GUID Partition Table，缩写：GPT）其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准

特点 ​

项目GPT 的优势
最大磁盘容量支持 9.4ZB（1ZB = 10亿TB，理论无实际限制）
分区数量最多 128 个主分区（Windows 默认限制）
兼容性需 UEFI 启动（现代操作系统均支持，如 Win8+/Linux/macOS）
安全性支持 CRC 校验，分区表损坏可恢复
功能扩展支持 >2TB 磁盘，适合 NVMe SSD 和大容量存储
引导位置保护性MBR（第一个扇区，兼容旧系统），主GPT头（第二个扇区），分区表（随后的多个扇区），备份分区表和GPT头（磁盘末尾）

GPT 分区适用场景 ​

推荐所有新系统使用 GPT，特别是：

  • UEFI 引导的计算机（必须使用 GPT）。
  • 大容量磁盘（>2TB）。
  • 需要多个分区（>4）。

示例：

  • /dev/nvme0n1p1 → /boot/efi（ESP 分区，FAT32）
  • /dev/nvme0n1p2 → /（ext4）
  • /dev/nvme0n1p3 → /home（ext4）
  • /dev/nvme0n1p4 → swap
  • /dev/nvme0n1p5 → /data（可以继续增加，无限制）

GPT管理硬盘 ​

parted - 语法格式 ​

bash
parted [选项] <磁盘设备> [命令]

交互模式常用命令 ​

命令功能示例
print显示当前分区表print
mklabel创建分区表类型mklabel gpt
mkpart新建分区mkpart primary ext4 1MiB 10GiB
resizepart调整分区大小resizepart 2 20GiB
rm删除分区rm 3
unit设置单位unit GB
quit退出quit

注意事项 ​

  1. 数据安全：
    • 操作前务必备份数据
    • 调整分区大小需文件系统支持（如 ext4/xfs）
  2. 单位规范：
    • 建议使用 MiB/GiB 避免歧义（1MiB=1048576B）
    • 起始位置从 1MiB 开始以保证对齐
  3. 与文件系统的关系：
    • parted 只操作分区表，格式化需用 mkfs
    • 调整大小后可能需要 resize2fs/xfs_growfs

MBR vs GPT 对比表 ​

对比项MBRGPT
最大磁盘容量2TB9.4ZB（理论值）
分区数量4个主分区（或扩展分区+逻辑分区）128个主分区（Windows 默认）
启动模式仅支持 BIOS（Legacy）需 UEFI（但可通过 CSM 兼容 BIOS 启动）
数据安全性无校验，易损坏CRC 校验，冗余备份
兼容性兼容所有老系统需现代系统（Win8+/Linux/macOS）
适用场景旧电脑、小容量磁盘新硬件、大容量 SSD/HDD

MBR磁盘分区流程步骤 ​

1、查看添加硬盘设备 ​

bash
ll /dev/sd*

2、进入交互模式 ​

bash
fdisk /dev/sdb

3、交互模式-添加扩展分区 ​

输入选项n，主分区选择p，扩展分区选择e

bash
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.39.1)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。


命令(输入 m 获取帮助)：n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：e
分区号 (1-4, 默认  1): 
第一个扇区 (2048-20971519, 默认 2048): 
最后一个扇区，+/-sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-20971519, 默认 20971519): 

创建了一个新分区 1，类型为“Extended”，大小为 10 GiB。

4、交互模式-添加逻辑分区 ​

输入选项n，分区类型选择l。如果没有可分配空间会默认添加逻辑分区

bash
命令(输入 m 获取帮助)：n
所有主分区的空间都在使用中。
添加逻辑分区 5
第一个扇区 (4096-20971519, 默认 4096): 
最后一个扇区，+/-sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (4096-20971519, 默认 20971519): 

创建了一个新分区 5，类型为“Linux”，大小为 10 GiB。

5、查看分区 ​

输入指令p

bash
命令(输入 m 获取帮助)：p
Disk /dev/sdb：10 GiB，10737418240 字节，20971520 个扇区
磁盘型号：VMware Virtual S
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x4a507e20

设备       启动  起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1        2048 20971519 20969472  10G  5 扩展
/dev/sdb5        4096 20971519 20967424  10G 83 Linux

6、交互模式-保存退出 ​

输入指令w

bash
命令(输入 m 获取帮助)：w
分区表已调整。
将调用 ioctl() 来重新读分区表。
正在同步磁盘。

7、分区格式化 ​

bash
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb5
mke2fs 1.47.0 (5-Feb-2023)
创建含有 2620928 个块（每块 4k）和 655360 个 inode 的文件系统
文件系统 UUID：30b5655b-24c3-462f-95ee-71065794e1b3
超级块的备份存储于下列块：
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

正在分配组表：完成                            
正在写入 inode表：完成                            
创建日志（16384 个块）：完成
写入超级块和文件系统账户统计信息：已完成

8、创建挂载目录 ​

bash
mkdir /data

9、查看设备信息 ​

根据自己操作系统选择设备路径

bash
blkid /dev/sdb5

10、挂载磁盘 ​

bash
mount /dev/sdb5 /data

11、检测 ​

bash
df -Th

12、开机自启动 ​

永久生效需在/etc/fstab添加配置

bash
/dev/sdb5 /data ext4 defaults 0 0

注意事项 ​

  1. 数据风险：误操作会导致数据丢失，操作前务必确认设备名
  2. 生效需重启：部分操作需要 partprobe 或重启生效
  3. GPT 磁盘：如需操作 GPT 分区表，建议使用 gdisk 或 parted
  4. SSD 对齐：现代 SSD 建议使用 -u=sectors 参数确保对齐

扩展知识 ​

  • 分区后需用 mkfs 格式化文件系统
  • 使用 blkid 查看新分区的 UUID
  • 通过 /etc/fstab 实现自动挂载

GPT磁盘分区流程步骤 ​

1、查看添加硬盘设备/dev/sdc ​

bash
[root@localhost ~]# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8,  0  4月17日 14:30 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8,  1  4月17日 14:30 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8,  2  4月17日 14:30 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8,  3  4月17日 14:30 /dev/sda3
brw-rw----. 1 root disk 8, 16  4月17日 14:57 /dev/sdb
brw-rw----. 1 root disk 8, 17  4月17日 14:57 /dev/sdb1
brw-rw----. 1 root disk 8, 21  4月17日 14:59 /dev/sdb5
brw-rw----. 1 root disk 8, 32  4月17日 14:30 /dev/sdc

2、进入交互模式 ​

bash
parted /dev/sdc

3、创建新的磁盘卷标设置gpt ​

bash
(parted) mklabel                                                          
新的磁盘卷标类型？ gpt

4、设置分区名称 ​

bash
(parted) mkpart                                                           
分区名称？  []? yunjisuan

5、设置文件系统类型 ​

bash
文件系统类型？  [ext2]? ext4

6、设置起始点 ​

bash
起始点？ 0

7、设置结束点 ​

bash
结束点？ 10G                                                              
警告: 所产生的分区没有适当为获得最佳性能而对齐：34s % 2048s != 0s
忽略/Ignore/放弃/Cancel? ignore

8、退出 ​

bash
(parted) q                                                                
信息: 你可能需要 /etc/fstab。

9、分区格式化 ​

bash
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/sdc1
mke2fs 1.47.0 (5-Feb-2023)
创建含有 2441402 个块（每块 4k）和 610800 个 inode 的文件系统
文件系统 UUID：f07106e3-7c69-4ce3-86de-d1256a770a1b
超级块的备份存储于下列块：
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

正在分配组表：完成                            
正在写入 inode表：完成                            
创建日志（16384 个块）：完成
写入超级块和文件系统账户统计信息：已完成

10、查看设备信息 ​

bash
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdc1
/dev/sdc1: UUID="f07106e3-7c69-4ce3-86de-d1256a770a1b" BLOCK_SIZE="4096" TYPE="ext4" PARTLABEL="yunjisuan" PARTUUID="b3bd25a6-360d-4433-ae17-1a37ca039286"

11、创建挂载目录 ​

bash
mkdir /data

12、挂载 ​

bash
mount /dev/sdc1 /data

13、检测挂载 ​

bash
df -Th

14、开机自启动 ​

永久生效需在/etc/fstab添加配置

bash
/dev/sdc1 /data ext4 defaults 0 0

swap交换分区 ​

定义 ​

交换分区是磁盘上的一块区域，可以是一个分区，也可以是一个文件，或者是他们的组合。当系统物理内存不够用时，操作系统会将内存中暂时不用的数据保存到交换分区上，从而腾出内存空间供其他程序使用，相当于一块临时的“虚拟内存”。

作用 ​

  • 释放内存空间 ：当物理内存使用完毕后，系统会将一些暂时不用的进程credential 交换到交换分区中，为其他正在运行的进程腾出物理内存空间，避免系统因内存不足而无法正常运行。
  • 提高系统稳定性 ：在系统内存紧张的情况下，交换分区可以作为一种应急缓冲，防止因内存耗尽而导致系统崩溃或出现“application is out of memory”等错误，增强了系统的稳定性和可靠性。
  • 平衡内存使用 ：通过调整 swappiness 参数，可以控制内核使用交换分区的积极程度，从而平衡系统的内存使用策略，以适应不同的应用场景和性能需求。

配置方法 ​

  • 创建交换分区 ：可以使用fdisk等工具对磁盘进行分区操作，创建一个专门用于交换的分区，然后使用mkswap命令将该分区格式化为交换分区格式，例如mkswap /dev/sdb2。
  • 创建交换文件 ：使用dd命令创建一个指定大小的空文件，如sudo dd if=/dev/zero of=/var/swap bs=1M count=1024创建一个1GB大小的交换文件，再使用mkswap命令将其格式化为交换分区文件，最后使用swapon命令启用该交换文件。
  • 启用交换分区 ：对于分区，使用swapon命令即可启用交换分区，如swapon /dev/sdb2。对于文件，同样使用swapon命令启用，如swapon /var/swap。
  • 设置开机自动挂载 ：编辑/etc/fstab文件，添加相应的挂载信息，使得交换分区或交换文件在系统启动时自动挂载。例如，对于交换分区，可添加UUID=device_UUID none swap defaults 0 0；对于交换文件，可添加/swapfile none swap sw 0 0

注意事项 ​

  • 大小设置 ：通常建议交换分区的大小为物理内存的 2 倍左右，但具体大小应根据系统实际负载、运行情况及未来可能的应用来综合考虑。例如，4GB 或 4GB 以下内存的系统，最少需要 2GB 交换分区；大于 4GB 而小于 16GB 内存的系统，最少需要 4GB 交换分区。
  • 性能影响 ：由于硬盘的读写速度远低于内存，频繁地使用交换分区会导致系统性能下降，因此在实际使用中应尽量避免过度依赖交换分区，可通过增加物理内存等方式来提升系统性能。
  • 安全与备份 ：交换分区中的数据在系统重启后会丢失，因此重要数据不应存储在交换分区中。同时，为了确保系统的正常运行，应定期备份交换分区的相关配置信息。

操作命令 ​

free - 查看内存和交换空间使用情况 ​

free 命令用于显示系统的物理内存和交换空间使用情况，包括总内存、已用内存、空闲内存等信息。

语法格式 ​

bash
free [选项]

输出字段说明 ​

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        8169348     2345232     3412345      123456     2411771     5123456
Swap:       2097148           0     2097148
  • total: 总内存量
  • used: 已使用内存（包括buffers/cache）
  • free: 完全空闲内存
  • shared: 共享内存
  • buff/cache: 缓存和缓冲区使用的内存
  • available: 估计可用于启动新应用的内存

mkswap – 初始化交换分区或文件 ​

mkswap 命令用于将磁盘分区或文件初始化为Linux交换空间(swap area)，这是虚拟内存系统的重要组成部分。

bash
mkswap [选项] 设备/文件 [大小]

注意事项 ​

  1. 交换分区/文件创建后需要swapon才能生效

  2. 交换文件大小建议为物理内存的1-2倍

  3. 生产环境建议使用专用交换分区而非文件

  4. 使用free -h或swapon --show验证交换空间状态

  5. 永久生效需在/etc/fstab中添加条目：

    bash
    /swapfile none swap sw 0 0

swapon – 启用交换空间 ​

swapon 是 Linux 系统中用于激活交换空间（swap space）的命令，将指定的设备或文件作为虚拟内存使用。通常用于系统内存不足时扩展可用内存。

bash
swapon [选项] [设备/文件]

注意事项 ​

  1. 需要 root 权限执行

  2. 交换文件/分区需先通过 mkswap 初始化

  3. 永久生效需在/etc/fstab添加配置：

    /swapfile none swap sw 0 0

  4. 使用 swapoff 命令可停用交换空间

  5. 生产环境建议交换空间大小为物理内存的1-2倍

swapoff - 停止交换空间 ​

swapoff 是 Linux 系统中用于 停用交换空间（swap space） 的命令，可以释放交换分区或交换文件占用的资源。通常在调整交换空间或维护系统时使用。

bash
swapoff [选项] [设备/文件]

注意事项 ​

  1. 需要 root 权限（使用 sudo 执行）。
  2. 确保系统有足够的内存，否则停用交换空间可能导致 OOM（内存不足）错误。
  3. 永久停用交换空间 需要修改 /etc/fstab，删除或注释掉对应的 swap 行。
  4. 重新启用交换空间 可使用 swapon 命令。

swap交换分区流程 ​

1、查看增加设备 ​

bash
ll /dev/sd*

2、进入磁盘分区交互模式 ​

bash
fdisk /dev/sdb

3、交互模式-添加主分区 ​

bash
命令(输入 m 获取帮助)：n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

4、交互模式-设置分区号和扇区大小 ​

bash
分区号 (1-4, 默认  1): 
第一个扇区 (2048-20971519, 默认 2048): 
最后一个扇区，+/-sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-20971519, 默认 20971519):

5、交互模式-更改分区类型 ​

bash
命令(输入 m 获取帮助)：t
已选择分区 1
Hex 代码或别名（输入 L 列出所有代码）：82
# 82为Linux swap / So

6、交互模式-查看分区并保存 ​

bash
命令(输入 m 获取帮助)：p
命令(输入 m 获取帮助)：w

7、格式化交换分区 ​

bash
mkswap /dev/sdb1

8、查看文件系统信息 ​

bash
blkid /dev/sdb1

9、开启交换分区 ​

bash
# 创建挂载目录
mkdir /data
# 激活
swapon /dev/sdb1 /data

10、开机自动挂载 ​

永久生效需在/etc/fstab添加配置

bash
/dev/sdb1 /data none swap sw 0 0