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分包括MBR(Master Boot Record,主分区引导记录)和GPT(Globally Unique Identifier Partition Table,GUID分区表)。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。
    说明 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 2008 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桌面的任务栏里,单击服务器管理器
  2. 服务器管理器的左侧导航栏里,单击存储 > 磁盘管理


  3. 找到需要分区格式化的磁盘(本示例中为磁盘 4)。磁盘状态显示为脱机
  4. 右击磁盘 4周边空白处,单击联机


    联机后,磁盘 4的状态显示为没有初始化
  5. 右键单击磁盘 4周边的空白区,在弹出菜单中,选择初始化磁盘
  6. 初始化磁盘对话框里,选择磁盘 4,并选择磁盘分区形式为GPT


  7. 磁盘管理窗口,右键单击磁盘 4未分配区域,选择新建简单卷,创建一个4 TiB的NTFS格式的卷。


  8. 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 4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。


    2. 分配驱动器号和路径:选择一个驱动器号(即盘符),例如G。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,磁盘管理磁盘 4的状态如下图所示。

更换Windows数据盘分区格式

说明 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


  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. 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。


  6. 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。


      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,磁盘管理磁盘 4的状态如下图所示。

分区格式化Linux数据盘

此章节以CentOS 7.4 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/vdd

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。
[root@ecshost~ ]# yum install -y parted
[root@ecshost~ ]# 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. 运行命令fdisk -l查看数据盘是否存在。
    返回结果应包括如下所示的信息。如果没有,表示您未挂载数据盘。
    [root@ecshost~ ]# fdisk -l
    Disk /dev/vdd: 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
  2. 运行命令parted /dev/vdd开始分区。
    1. 运行命令mklabel gpt,将默认的MBR分区格式转为GPT分区格式。
    2. 运行命令mkpart primary 1 100%,划分一个主分区,并设置分区的开始位置和结束位置。
    3. 运行命令align-check optimal 1检查分区是否对齐。
      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。
      [root@ecshost~ ]# cat /sys/block/vdd/queue/optimal_io_size
      [root@ecshost~ ]# cat /sys/block/vdd/queue/minimum_io_size
      [root@ecshost~ ]# cat /sys/block/vdd/alignment_offset
      [root@ecshost~ ]# cat /sys/block/vdd/queue/physical_block_size
    4. 运行命令print,查看分区表。
      (parted) mklabel gpt
      (parted) mkpart primary 1 100%
      (parted) align-check optimal 1
      1 aligned
      (parted) print
      Model: Virtio Block Device (virtblk)
      Disk /dev/vdd: 3221GB
      Sector size (logical/physical): 512B/512B
      Partition Table: gpt
      Disk Flags:
      Number Start End Size File system Name Flags
      1 17.4kB 3221GB 3221GB primary
    5. 运行命令quit,退出parted操作。
  3. 运行命令partprobe,使系统重读分区表。
  4. 运行以下命令,为/dev/vdd1分区创建一个文件系统。
    • 创建一个ext4文件系统。
      [root@ecshost~ ]# mkfs -t ext4 /dev/vdd1
    • 创建一个xfs文件系统。
      [root@ecshost~ ]# mkfs -t xfs /dev/vdd1
    说明
  5. 运行命令mkdir /test,创建一个名为/test的挂载点。
  6. 运行命令mount /dev/vdd1 /test,将分区/dev/vdd1挂载到/test
  7. 运行命令df -h,查看目前磁盘空间和使用情况。
    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。
    [root@ecshost~ ]# df -h
    Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
    /dev/vda1 40G 6.4G 31G 18% /
    devtmpfs 487M 0 487M 0% /dev
    tmpfs 497M 0 497M 0% /dev/shm
    tmpfs 497M 364K 496M 1% /run
    tmpfs 497M 0 497M 0% /sys/fs/cgroup
    tmpfs 100M 0 100M 0% /run/user/0
    /dev/vdd1 2.9T 89M 2.8T 1% /test
  8. (推荐)向/etc/fstab写入新分区信息,启动开机自动挂载分区。
    1. 运行命令cp /etc/fstab /etc/fstab.bak,备份etc/fstab
    2. 运行命令echo /dev/vdd1 /test ext4 defaults 0 0 >> /etc/fstab,向/etc/fstab里写入新分区信息。
    3. 运行命令cat /etc/fstab,查看/etc/fstab的信息。
      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/vdd 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. 运行命令 rpm -qa | grep e2fsprogs检查e2fsprogs当前的版本。


    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。
    tar xvzf e2fsprogs-1.42.8.tar.gz
    cd e2fsprogs-1.42.8
    ./configure
    make
    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/vdd1
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10-30分钟。请您根据自身的需要选择是否使用lazy init功能。