ordinarykuma的blog: Fedora安裝教學 + 配置btrfs硬碟分割 + btrfs淺談

　　最近放了寒假，我於是藉此機會把我的筆電的Linux重灌，主要是兩個目的，一是我想要進一步壓縮Windows系統的硬碟佔用，原本512GB的硬碟一半是Windows、一半是Linux，現在我改爲128GB是Windows、剩下的都是Linux（詳細配置如附圖一）；另一個目的是我想要來用看看btrfs這個檔案系統，我好奇相較於Ext4有什麼具體的差別，以及體驗那個有些抽象的子卷（subvolume）的概念。現在就開始吧。

圖一：我目前的硬碟分割配置表。

我的碎碎唸與btrfs的閒聊

　　我想要先簡單聊聊btrfs的子卷、優缺點。先說子卷和Linux硬碟分割的關係與重要性。我記得我之前在圖書館看過兩本關於如何上手Fedora Core的書籍（這裏要小小講述一下歷史，一開始Fedora Core是Red Hat Enterprise Linux（簡稱RHEL）的下游，基本上是把RHEL修改後變成Fedora Core，這就有些類似過去的CentOS和RHEL的關係，後來RHEL贊助Fedora社群，此時Fedora變成RHEL的上游、成爲RHEL的商業試驗田，此時也從Fedora Core改爲Fedora），裡面有提到磁碟分區的概念，哪些目錄要分割出多少大小的容量（基本款是分離出/boot、/、/home這三個目錄，分別是用來開機引導、系統目錄、使用者目錄），我當時不知道爲何要細分這麼多目錄，而且這種切割方式會導致空間利用效率不足（那本書切割出很多分區，像是/var、/usr等其他目錄）。而子卷正好解決的這類的問題，現在想象有一個房間，傳統的硬碟分割是把這個房間做隔間，這個隔間蓋好了基本就動不了了；但是btrfs用了一種新的概念，就類似虛擬分區，現在想象一個房間，裏面一樣有分區，但實際上沒有隔間，這些資料都各自屯放在各自的收納袋上（這些收納袋就是子卷，而這些子卷都有自己的名字，以便系統識別），直到所有的東西填滿這個房間才算是使用完這個房間，就不會發生傳統分割方式那樣，其中一間滿了、另一間沒滿，但又不能完全的利用有空間的那一間。

圖二：我看過的關於Fedora Core的兩本書

　　現在來講講btrfs的優點，優點很明確，就是有較佳的空間利用效率，因爲我每次都在深思熟慮根目錄要分割多少大小、家目錄要分割多少大小，但現在不用煩惱了，只要將這些分區映射到對應的子卷上就可以了，同時也會發生一個有趣的現象，假設我現在有一個500GB的硬碟，裏面有兩個子卷，而這兩個子卷都會顯示自己有500GB的空間；另一個優點就是快照備份，因爲btrfs採用寫時複製（Copy on Write，CoW），基本上只記錄有變更的部分（這部分用openSUSE的YaST比較能體會出來），因此省空間之外，若要還原（或是回滾）系統，只需要把差異的部分恢復即可；還有一個優點就是壓縮功能，可以適當的設定壓縮比，使得檔案在寫入硬碟前會先進行資料的壓縮，以減少空間佔用和減緩固態硬碟（SSD）的老化。
　　來講講缺點，我覺得最主要的缺點大概就是掛載點分配的問題，而這個問題和發行版比較有關係，Fedora和openSUSE對於btrfs的支持度比較友好，可以正確的識別出一個btrfs分區的所有子卷，但是Debian系列（包含Ubuntu）對於btrfs的支援讀不是很好，因爲Debian系列在安裝是無法指定子卷，雖然有自動辨識子卷，但只認得出名爲@（代表/目錄）、@home（代表/home）的子卷，而我的/目錄使用「root」、/home是用「home」表示，使得我要是安裝Debian，我就得手動指定，頗不方便。
　　關於設定btrfs之前我想要先分享一下命名子卷的概念以及分享我的分區方案。首先是子卷的命名，一般來說「@」常用來代表「/（根目錄）」、「@home」常用來代表「/home（家目錄）」。而子卷的命名是硬碟的檔案系統——btrfs——用來管理硬碟的這些虛擬分區的錯失、標籤，然而Linux系統是透過目錄（例如/、/home）來識別檔案所在的對應位置，這部分是比較抽象的概念，這麼說好了，可以這麼理解，Linux要對硬碟進行檔案的管理與讀取，會把命令交給btrfs，而btrfs會去定位這些檔案的所在位置，以便系統使用。如果你分割的目錄愈瑣碎，針對性就愈強，未來某一分區出事，就可以針對性的備份或還原，就不用動到整體。還有一個可以留意的是，這些掛載點其實都是掛載在同一個分區。以下是我的分區方案以及我事後推薦的分區方案：

/boot/efi：就是所謂的ESP分區，檔案格式限用FAT32，否則uefi會無法讀取到可以開機的操作系統，大小大約100MB即可。
/（根目錄）：命名爲@，掛載點是「/」。是用來存放系統的目錄，檔案格式是btrfs
/home（家目錄）：命名爲@home，掛載點是「/home」。是用來存放使用者資料的目錄，檔案格式是btrfs。
/opt：用來存放軟體的目錄，這裏要留意，這些軟體是指「不用套件管理器安裝的」、「使用.run之類的安裝程式安裝的（就類似用.exe安裝軟體）」，命名爲@opt，掛載點是/opt，檔案格式是btrfs。

　　那麼，接下來我們來進行Fedora的安裝與設定

Fedora的安裝（以目前最新的Fedora Workstation 43爲例）

下載iso檔，並且寫入隨身碟，這部分我就略過。值得一提的是，Fedora Workstation預設是GNOME桌面，也可以下載不同桌面的版本（就是不同spin的版本）。網址：https://www.fedoraproject.org/
圖三：捲動頁面可以下載GNOME桌面或是KDE桌面，我是下載GNOME桌面。（關於桌面環境選擇，可以參考我的Disto-hopping之旅）
圖四：亦或是點選「Get Fedora」、「Spins」，選擇偏好的桌面環境。
因爲我是要Windows和Fedora雙系統，因此我先在Windows下切割出一塊空間來安裝（我是拿另外一臺電腦示範，就是那臺AMD CPU的Lenovo電腦，所以分區會和前述不同，但概念是一樣的）
圖五：打開WIndows的電腦管理
圖六：選擇「磁碟管理」
圖七：選中欲縮小容量的槽，我這裡是C槽
圖八：輸入要分給Linux的容量，我這裡是128GB，所以輸入128＊1024=131072MB的空間（注：Fedora是用二進位制計算容量，也就是1KiB=1024B、1MiB=1024KiB；然而Windows是用十進位，也就是1KB=1000B、1MB=1000KB）
圖九：分割完成
開進進入Fedora安裝鏡像。這裏可以不用關閉Secure Boot，因爲Debian、Ubuntu、Fedora基本都支持Secure Boot，但是Arch Linux、Manjaro等Arch系列是不支持Secure Boot，這時就可以關掉，或是一律關掉也行。
圖十：選擇開機介質
圖十一：選擇要開機的iso
圖十二：我們用normal模式開機。如果normal模式會無法通過Secure Boot，那就把Secure Boot關掉
圖十三：選擇第一項，進入Fedora Live CD
圖十四：成功進入
點選「Install Fedora Linux...」
設定語言
必要的話選擇欲安裝的硬碟
進入安裝方法，點選右上角三個點，進入儲存空間編輯器
建立分割區
因爲我的電腦是uefi，所以我需要掛載/boot/efi分區作爲開機引導
建立子卷
點選回到安裝。有時Fedora會出現無法識別根目錄的安裝位置，我們點選「繼續安裝」，之後再手動分配掛載點
在「安裝方法」步驟中，我們選擇「掛載點分配」
我們手動映射掛載點（注：我這裏就不設定/boot分區，而Fedora預設會配置/boot分區）
完成安裝，重啓電腦到Fedora
接下來就是設定使用者的名稱和密碼，這裏建議務必打開「第三方套件」（在最後一步，我沒截到圖，因此就不展示了。）