本文介绍了如何在不同的操作系统里分区格式化一块大于2 TiB的数据盘。

前提条件

背景信息

  • 创建快照的速度和数据的增量成正比，云盘占用的容量越大，创建快照的时间也会更长。
  • 阿里云块存储支持的分区格式包括MBR（Master Boot Record）和GPT（Globally Unique Identifier Partition Table）。其中，MBR只支持处理不大于2 TiB的容量，且只支持划分4个主区。如果您需要使用大于2 TiB的数据盘，您必须采用GPT格式。
    注意 MBR和GPT分区格式间相互转换有数据丢失的风险。您在使用快照创建云盘或者扩容云盘容量，并且希望设置的新容量大于2 TiB时，建议您提前查询数据盘采用的分区格式是否为MBR。如果您需要保留数据，建议您重新创建并挂载一块数据盘，采用GPT分区格式后，再将已有数据拷贝至新的数据盘上。
  • 大于2 TiB的数据盘请采用下表中描述的分区工具、分区格式和文件系统。
    操作系统 分区工具 分区格式 文件系统
    Windows 磁盘管理 GPT NTFS
    Linux parted GPT ext4或xfs

分区格式化Windows数据盘

此章节以Windows Server 2012 R2 64位操作系统为例，说明如何在Windows实例中分区格式化一块大于2 TiB的全新数据盘。

  1. 在Windows Server桌面，键盘按下Win + R组合键。
  2. 在运行窗口输入diskmgmt.msc并单击确定，打开磁盘管理。
    磁盘管理
  3. 找到需要分区格式化的磁盘（本示例中为磁盘 1）。磁盘状态显示为脱机。
  4. 右击磁盘 1周边空白处，单击联机。
    联机
    联机后，磁盘 1的状态显示为没有初始化。
  5. 右键单击磁盘 1周边的空白区，在弹出菜单中，选择初始化磁盘。
  6. 在初始化磁盘对话框里，选择磁盘 1，并选择磁盘分区形式为GPT。
    GPT分区
  7. 在磁盘管理窗口，右键单击磁盘 1的未分配区域，选择新建简单卷，创建一个4 TiB的NTFS格式的卷。
    新建简单卷
  8. 在新建简单卷向导中，单击下一步，并完成以下操作。
    1. 指定卷大小：指定简单卷大小。如果您只要创建一个主区，使用默认值。单击下一步。您也可以把磁盘 1分成多个分区来使用。
      说明 NTFS卷上的最大尺寸，理论上，NTFS的最大卷包含2 64-1个簇。实际上，WinXP Pro中，NTFS卷的最大限制是2 32-1个簇。例如，如果是64 KiB的簇，那NTFS卷的最大尺寸就是约256 TiB。如果选择4 KiB的簇，那NTFS卷的最大尺寸就是约16 TiB。NTFS会根据磁盘的容量来自动选择簇的大小。
      新建简单卷向导
    2. 分配驱动器号和路径：选择一个驱动器号（即盘符），例如D。单击下一步。
      分配磁盘号
    3. 格式化分区：选择格式化设置，包括文件系统、分配单元大小和卷标，确认是否执行快速格式化和启用文件和文件夹压缩。例如，选择执行快速格式化。单击下一步。
      设置卷
    4. 开始创建新简单卷：当向导对话框里显示已经完成新简单卷的创建时，单击完成，关闭新建简单卷向导。
    格式化分区完成后，磁盘管理中磁盘 4的状态如下图所示。状态良好

更换Windows数据盘分区格式

注意 转换分区格式有数据丢失的风险，请确认您已完成数据备份工作。

此章节以Windows Server 2012 R2 64位操作系统为例，假设需要操作的数据盘容量为3 TiB。

  1. 在Windows Server桌面，右键单击开始图标，选择磁盘管理。
  2. 找到需要分区格式化的磁盘（本示例中为磁盘 2）。
  3. 右键单击一个简单卷，在弹出菜单中，选择删除卷。
    删除卷
  4. 右键单击磁盘周边的空白区，在弹出菜单中，选择转换成GPT磁盘。
  5. 在磁盘管理窗口，右键单击磁盘的未分配区域，选择新建简单卷，创建一个3 TiB的NTFS格式的卷。
    新建简单卷
  6. 在新建简单卷向导中，单击下一步，并完成以下操作。
    1. 指定卷大小：指定简单卷大小。如果您只要创建一个主区，使用默认值。单击下一步。您也可以把磁盘 2分成多个分区来使用。
      向导
      说明 NTFS卷上的最大尺寸，理论上，NTFS的最大卷包含2 64-1个簇。实际上，WinXP Pro中，NTFS卷的最大限制是2 32-1个簇。例如，如果是64 KiB的簇，那NTFS卷的最大尺寸就是约256 TiB。如果选择4 KiB的簇，那NTFS卷的最大尺寸就是约16 TiB。NTFS会根据磁盘的容量来自动选择簇的大小。
    2. 分配驱动器号和路径：选择一个驱动器号（即盘符），例如E，单击下一步。
    3. 格式化分区：选择格式化设置，包括文件系统、分配单元大小和卷标，确认是否执行快速格式化和启用文件和文件夹压缩。例如，选择执行快速格式化。单击下一步。
    4. 开始创建新简单卷：当向导对话框里显示已经完成新简单卷的创建时，单击完成，关闭新建简单卷向导。
    格式化分区完成后，磁盘管理中磁盘 4的状态如下图所示。

分区格式化Linux数据盘

此章节以Alibaba Cloud Linux 2.1903 LTS 64位操作系统为例，说明如何在Linux实例上使用Parted工具和e2fsprogs工具分区并格式化一个大容量数据盘。假设需要处理的数据盘是一个新建的3 TiB的空盘，设备名为/dev/vdb。

前提条件：请确认您的Linux实例上已经安装了Parted工具和e2fsprogs工具。
  • 运行以下命令安装Parted工具：
    yum install -y parted
  • 运行以下命令安装e2fsprogs工具：
    yum install -y e2fsprogs

按以下步骤分区格式化大容量数据盘，并挂载文件系统。

  1. 远程连接ECS实例。

    如何连接ECS实例，具体操作请参见通过Workbench远程连接Linux实例。

  2. 查看是否存在数据盘。
    运行以下命令：
    fdisk -l

    运行结果如下所示，应包含数据盘信息。如果没有，表示您未挂载数据盘。

    Disk /dev/vdb: 3221.2 GB, 3221225472000 bytes, 6291456000 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
  3. 使用Parted工具为数据盘进行分区。
    1. 运行以下命令开始分区。
      parted /dev/vdb
    2. 运行以下命令，将默认的MBR分区格式转为GPT分区格式。
      mklabel gpt
    3. 运行以下命令，划分一个主分区，并设置分区的开始位置和结束位置。
      mkpart primary 1 100%
    4. 运行以下命令，检查分区是否对齐。 
      align-check optimal 1
      运行结果如下所示：
      1 aligned
      说明 如果返回的是1 not aligned，说明分区未对齐，建议您运行以下命令 ，再根据（<optimal_io_size>+<alignment_offset>）/<physical_block_size>的公式计算出最佳分区模式的起始扇区值。假设1024为计算得出的推荐扇区值，则您可以运行mkpart primary 1024s 100%重新划分一个主分区。 
      cat /sys/block/vdb/queue/optimal_io_size
cat /sys/block/vdb/queue/minimum_io_size
cat /sys/block/vdb/alignment_offset
cat /sys/block/vdb/queue/physical_block_size
    5. 运行以下命令，查看分区表。 
      print
    6. 运行以下命令，退出Parted工具。
      quit
    Parted工具分区结果如下所示。parted分区
  4. 运行以下命令，使系统重读分区表。
    partprobe
  5. 运行以下命令，为/dev/vdb1分区创建一个文件系统。
    根据您的需求运行以下任一命令，创建文件系统。
    • 创建一个ext4文件系统。 
      mkfs -t ext4 /dev/vdb1
    • 创建一个xfs文件系统。 
      mkfs -t xfs /dev/vdb1
    说明
  6. 运行以下命令，创建一个名为/test的挂载点。
    mkdir /test
  7. 运行以下命令，将分区/dev/vdb1挂载到/test。
    mount /dev/vdb1 /test
  8. 运行以下命令，查看目前磁盘空间和使用情况。 
    df -h
    如果返回结果里出现新建文件系统的信息，说明挂载成功，您可以使用新的文件系统了。 查看df结果
  9. （推荐）在/etc/fstab文件中写入新分区信息，启动开机自动挂载分区。
    1. 运行以下命令，备份etc/fstab。
      cp /etc/fstab /etc/fstab.bak
    2. 运行以下命令，向/etc/fstab里写入新分区信息。
      echo `blkid /dev/vdb1 | awk '{print $2}' | sed 's/\"//g'` /test ext4 defaults 0 0 >> /etc/fstab
      说明
      • 需要使用root用户运行此命令。如果您使用的是普通用户，可运行su -命令切换到root用户，然后运行此命令；或者直接运行sudo vi /etc/fstab命令编辑/etc/fstab文件。
      • 建议在/etc/fstab中使用全局唯一标识符UUID来引用新分区。您可以使用blkid命令获得新分区的UUID。
    3. 运行以下命令，查看/etc/fstab的信息。
      cat /etc/fstab
      如果返回结果里出现了写入的新分区信息，说明写入成功。

至此，您已经成功分区并格式化了一个3 TiB数据盘。

附录一：Linux实例升级e2fsprogs工具包

如果数据盘容量为16 TiB，您需要使用1.42及以上版本的e2fsprogs工具包完成ext4文件系统格式化。如果e2fsprogs版本低于1.42，会出现如下错误信息。

mkfs.ext4: Size of device /dev/vdb too big to be expressed in 32 bits using a blocksize of 4096.

您需要按以下方式安装高版本的e2fsprogs，如本示例中使用的1.42.8。

  1. 运行以下命令检查e2fsprogs当前的版本。
    rpm -qa | grep e2fsprogs

    运行结果如下所示。

    查询版本

    如果当前版本低于1.42，按以下步骤安装软件。

  2. 运行以下命令下载1.42.8版本的e2fsprogs。您可以在 e2fsprogs找到最新的软件包。
    wget https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/tytso/e2fsprogs/v1.42.8/e2fsprogs-1.42.8.tar.gz
  3. 依次运行以下命令，编译高版本的工具。
    1. 运行以下命令，解压软件包。
      tar xvzf e2fsprogs-1.42.8.tar.gz
    2. 运行以下命令，进入软件包目录。
      cd e2fsprogs-1.42.8
    3. 运行以下命令，生成Makefile文件。
      ./configure
    4. 运行以下命令，编译e2fsprogs。
      make
    5. 运行以下命令，安装e2fsprogs。
      make install
  4. 运行以下命令检查是否成功更新版本。
    rpm -qa | grep e2fsprogs

附录二：Linux实例关闭lazy init功能

ext4文件系统默认开启lazy init功能。该功能开启时，实例会发起一个线程持续地初始化ext4文件系统的metadata，从而延迟metadata初始化。所以在格式化数据盘后的近期时间内，云盘的IOPS性能会受到影响，IOPS性能测试的数据会明显偏低。

如果您需要在格式化以后马上测试数据盘性能，请运行以下命令在格式化文件系统时关闭lazy_init功能。

mke2fs -O 64bit,has_journal,extents,huge_file,flex_bg,uninit_bg,dir_nlink,extra_isize -E lazy_itable_init=0,lazy_journal_init=0   /dev/vdb1
说明 关闭lazy init功能后，格式化的时间会大幅度地延长，格式化32 TiB的数据盘可能需要10分钟~30分钟。请您根据自身的需要选择是否使用lazy init功能。