Stories

Detail Return Return

麒麟操作系統 (kylinos) 從入門到精通 -高級教程 - 第81篇 硬盤格式化與掛載 - Stories Detail

0.基礎環境

類別：筆記本
型號：中國長城 NF14C
硬件平台：飛騰處理器D2000（ArmV8 指令集）
系統：銀河麒麟操作系統 V10 SP1(2303)

關鍵詞：Linux,銀河麒麟,飛騰,磁盤,mkfs,EXT4,NTFS,磁盤管理

1. 理論基礎

1.1 磁盤基礎概念

  • 磁盤類型對比 (HDD vs. SSD)

    • 機械硬盤 (HDD): 依靠高速旋轉的盤片和磁頭讀寫數據。特點是容量大、價格低，但速度慢、有機械損耗。
    • 固態硬盤 (SSD): 採用閃存芯片存儲數據。特點是讀寫速度極快、無噪音、抗震性強，但價格較高。

  • 設備命名規則：

    • 在 Linux 系統中，磁盤設備通常以 /dev/sd 開頭。
    • /dev/sda: 系統識別的第一塊 SCSI/SATA 硬盤。
    • /dev/sdb: 系統識別的第二塊 SCSI/SATA 硬盤，以此類推。
    • /dev/sda1: 第一塊硬盤的第一個分區。

1.2 分區類型與文件系統

  • 分區類型：

    • 主分區 (Primary Partition): 可直接用來安裝操作系統和存儲數據。MBR分區表最多支持4個主分區。
    • 擴展分區 (Extended Partition): 只能有一個，不能直接存儲數據，其作用是容納更多的邏輯分區。
    • 邏輯分區 (Logical Partition): 存在於擴展分區中，數量無限制，用於存儲數據。

  • 文件系統 (Filesystem)：

    • 作用是定義數據在磁盤上的組織方式和存儲結構，是操作系統讀寫數據的橋樑。
    • 常用類型： Ext4 (Linux主流)、XFS (高性能日誌文件系統，CentOS/RHEL默認)、NTFS (Windows)。

  • 掛載點 (Mount Point)：

    • 一個空目錄，用於將某個分區（文件系統）的根目錄連接到 Linux 目錄樹的指定位置。
    • 只有掛載後，用户才能通過該目錄訪問分區上的數據。

1.3 邏輯卷管理（LVM）

  • 概念： LVM 是一種抽象化的存儲管理技術，它允許用户在不中斷系統服務的情況下，動態地調整分區大小。

  • LVM 三層架構：

    1. 物理卷 (Physical Volume, PV): LVM 的最底層，可以是整個硬盤、硬盤分區或 RAID 設備。
    2. 卷組 (Volume Group, VG): LVM 的中間層，由一個或多個 PV 組成，是 LVM 存儲池的總容量。
    3. 邏輯卷 (Logical Volume, LV): LVM 的頂層，是最終提供給用户使用的“分區”，LV 容量可靈活分配自 VG。
  • 優勢： 靈活調整（動態擴展或縮小）LV 大小，提高存儲資源利用率。

  • 結構圖：

    graph LR
    subgraph LVM 架構
        PV1[物理卷 PV1 /dev/sdb1] --> VG(卷組 VG_Data)
        PV2[物理卷 PV2 /dev/sdc1] --> VG
        VG --> LV1[邏輯卷 LV1 10G]
        VG --> LV2[邏輯卷 LV2 20G]
        LV1 --> Mount1["/mnt/docs"]
        LV2 --> Mount2["/mnt/logs"]
    end

1.4 軟RAID技術

  • 概念： RAID (Redundant Array of Independent Disks) 容錯式磁盤陣列，通過將多塊硬盤組合起來，提供數據冗餘或讀寫性能提升。
  • 軟RAID (Software RAID)： 利用操作系統內核和 mdadm 工具實現 RAID 功能，不依賴昂貴的硬件卡。

  • 常用級別：

    • RAID 0 (條帶化): 無冗餘。將數據分散寫入多塊盤，讀寫速度最快，但任一硬盤損壞數據即丟失。
    • RAID 1 (鏡像): 完全冗餘。數據同時寫入兩塊盤（互為鏡像），可用容量為總容量的一半，安全性高。
    • RAID 5 (奇偶校驗): 高冗餘效率。至少需要三塊盤，允許壞一塊盤，容量為 (N-1) * 最小盤容量，讀寫性能平衡。

  • RAID 1 結構圖：

    graph TD
    Data[數據寫入] --> DiskA(磁盤 A);
    Data --> DiskB(磁盤 B);
    subgraph RAID 1 鏡像
        DiskA;
        DiskB;
    end

2.可視化操作(普通用户)

主要工具：GNOME磁盤（首選推薦)、GPARTED分區工具，為了方便演示使用VMWARE增加硬盤

2.1 使用Vmware增加硬盤

説明：如果你有移動硬盤或者U盤，或添加磁盤，可以不用做這一步

  1. 操作： 關閉正在運行的 VMware 虛擬機。
  2. 步驟： 在 VMware 虛擬機設置 中，選擇“添加”新的硬件設備，類型選擇“硬盤”（SCSI/SATA 均可），配置適當大小（例如 20GB），並重復此步驟添加至少兩塊新硬盤供後續實驗使用。

點編輯虛擬機設置

image.png

點擊添加
image.png

添加

image.png

選一種硬盤類型
image.png

image.png

image.png

image.png

重複這步驟，為了方便實驗，需要創建兩個20GB的硬盤。

image.png
完成硬盤添加，啓動系統。

2.2：使用GNOME“磁盤”工具進行分區、格式化磁盤與掛載

使用GNOME磁盤工具，首選推薦，在市場中安裝並打開

image.png

啓動工具： 點擊“開始”菜單 -> “磁盤” 或在搜索欄輸入“磁盤”啓動。

image.png

選擇磁盤： 在左側列表選擇新添加的磁盤設備（例如 /dev/sdb）。
創建分區：

  • 點擊磁盤視圖下方的 + 按鈕。
  • 設置分區大小、分區名稱。
  • 重要： 選擇文件系統類型，例如 Ext4，並設置掛載點（可暫時不設置，後續使用命令行設置）。
  • 點擊“創建”完成分區。

臨時掛載/卸載：

  • 選中新建的分區。
  • 點擊下方工具欄的 播放圖標 ( ▶ ) 進行臨時掛載。系統會自動掛載到 /media/kylin/<分區UUID>。
  • 點擊 停止圖標 ( █ ) 進行卸載。

查看信息： 在“磁盤”工具界面，可以直接查看分區的 UUID、設備名、掛載點等詳細信息。

image.png

點擊齒輪

image.png

選擇格式化分析，選擇對應的格式。
image.png
Linux當前主流是EXT4格式，Windows是NTFS

image.png

格式化後，出現掛載符號

image.png
點擊齒輪可以修改掛載項，在系統啓動時掛載可以保證系統重啓後，將磁盤掛載好。U盤可以參照處理。

image.png

點擊掛載符號（播放符號）即可實現掛載。掛載好的效果如下

image.png

2.3使用Gparted工具格式化和掛載

在應用市場中搜索gparted,找到後，點擊安裝

image.png

打開Gparted

image.png

image.png

1.設備菜單中：創建分區表（可以選最新的GPT）

2.分區菜單中：新建分區

image.png

點擊掛載，可以指定掛載點，實現掛載。

image.png

分區菜單中可以看到掛載在哪裏

image.png

3. 命令操作（專業技術人員可參考）

3.1 常用磁盤信息查看命令

命令 作用 示例與結果
lsblk 列出所有塊設備（磁盤、分區、LVM）的樹狀信息。 lsblk (清晰展示設備名稱、大小、掛載點)
sudo fdisk -l 查看所有磁盤的詳細分區表信息（需Root權限）。 sudo fdisk -l (重點關注 /dev/sdb 等新設備)
df -h 查看文件系統的磁盤空間使用情況（已掛載的分區）。 df -h (查看根目錄 / 和用户目錄 /home 的使用率)
du -sh <目錄> 查看指定目錄或文件的磁盤佔用空間。 du -sh /home/* (統計各用户目錄大小)

3.2 傳統分區、格式化與永久掛載 (fdisk & fstab)

情景： 對 /dev/sdb 新磁盤進行分區，格式化為 Ext4，並永久掛載到 /mnt/data。

  1. 創建分區（使用 fdisk）：

    # 假設使用 /dev/sdb
sudo fdisk /dev/sdb

# 依次輸入以下命令：
# n (新建分區)
# p (選擇主分區)
# 1 (分區號)
# <回車> (使用默認起始扇區)
# <回車> (使用默認結束扇區，即全部分配)
# w (保存並退出)
    • 注意： 如果是大於 2TB 的磁盤，應使用 gdisk （GPT fdisk (gdisk) version 1.0.5） 或 parted。

  2. 格式化分區：

    # 將新建的分區 /dev/sdb1 格式化為 ext4 文件系統
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

  3. 創建掛載點並臨時掛載：

    # 創建掛載目錄
sudo mkdir /mnt/data

# 臨時掛載分區到掛載點
sudo mount /dev/sdb1 /mnt/data

# 驗證掛載結果
df -h | grep /mnt/data

  4. 設置永久掛載（修改 /etc/fstab）：

    # 編輯 fstab 文件
sudo vim /etc/fstab

# 獲取分區的 UUID：
# blkid /dev/sdb1

# 在文件末尾添加以下一行（建議使用 UUID 而非 /dev/sdb1 以防設備名變動）
# /dev/sdb1 /mnt/data ext4 defaults 0 0

# 重新加載 fstab 文件（不重啓）
sudo mount -a

3.3 邏輯卷管理（LVM）

情景： 使用 /dev/sdb1 和 /dev/sdc1（假設已創建）創建 LVM 結構，並掛載。

  1. 準備環境（創建物理卷 PV）：

    # 準備分區，如果分區類型不是 LVM (8e)，需要用 fdisk/parted 修改

# 1. 創建物理卷 PV
sudo pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 2. 查看物理卷
sudo pvdisplay

  2. 創建卷組（VG）：

    # 3. 創建卷組 vg_data，將 PV 加入 VG
sudo vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 4. 查看卷組
sudo vgdisplay

  3. 創建邏輯卷（LV）並格式化：

    # 5. 創建大小為 10GB 的邏輯卷 lv_docs
sudo lvcreate -L 10G -n lv_docs vg_data

# 6. 格式化邏輯卷（LVM 設備路徑通常為 /dev/<VG名稱>/<LV名稱>）
sudo mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_docs

# 7. 查看邏輯卷
sudo lvdisplay

  4. 掛載 LV：

    # 8. 創建掛載點
sudo mkdir /mnt/lv_docs

# 9. 掛載
sudo mount /dev/vg_data/lv_docs /mnt/lv_docs

# 10. 永久掛載（編輯 /etc/fstab）：
# 添加：/dev/vg_data/lv_docs /mnt/lv_docs ext4 defaults 0 0

  5. 動態擴展 LV 容量：

    # 11. 擴展邏輯卷大小 5GB
sudo lvextend -L +5G /dev/vg_data/lv_docs

# 12. 調整文件系統大小以匹配新的 LV 大小 (Ext4使用 resize2fs)
sudo resize2fs /dev/vg_data/lv_docs

# 13. 驗證空間（df -h）
df -h | grep /mnt/lv_docs

3.4 軟RAID (RAID1) 配置

情景： 使用 /dev/sdd 和 /dev/sde 創建 RAID1 鏡像，並掛載到 /mnt/raid1。

  1. 安裝 mdadm 工具：

    # 銀河麒麟/Ubuntu系統安裝 mdadm
sudo apt update
sudo apt install -y mdadm

  2. 創建 RAID1 陣列：

    # 假設使用 /dev/sdd 和 /dev/sde
# --create：創建 | --level=1：RAID1 | --raid-devices=2：設備數 | /dev/md0：陣列名
sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdd /dev/sde

  3. 查看 RAID 陣列狀態：

    # 實時查看陣列同步進度
cat /proc/mdstat

# 查看陣列詳細信息
sudo mdadm -D /dev/md0

  4. 格式化和掛載：

    # 格式化 RAID 設備
sudo mkfs.ext4 /dev/md0

# 創建掛載點並掛載
sudo mkdir /mnt/raid1
sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1

# 驗證（df -h）
df -h | grep /mnt/raid1

  5. 模擬故障與恢復（可選）：

    • 故障模擬： sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdd
    • 陣列停止： sudo umount /mnt/raid1 後 sudo mdadm --stop /dev/md0

寫在最後

本篇主要目標是告訴在家怎麼管理好、增加磁盤，就如Windows下右擊D盤，會有格式化選項，Win自帶的磁盤管理工具也相當好用，本文有命令行為主的講解，供大家參考，對於一些專業技術人員會有用，普通用户主要使用可視化GUI操作。

麒麟操作系統，從入門到精通
麒麟操作系統專欄:https://segmentfault.com/blog/kylinos
麒麟操作系統x64專欄:https://segmentfault.com/blog/kylinos-x64
B站視頻地址：https://space.bilibili.com/243784204/lists/4955944?type=series
個人主頁：
https://segmentfault.com/u/code4world/articles
https://twitter.com/xiaohelong
https://github.com/xiaohelong
聯繫郵箱：1179611323@qq.com
羣：662512340
發行日志：
20251023 首發

信創 , 程序設計 , Linux , 教程 , 磁盤
user avatar wodekouwei Avatar kindledawn Avatar renzhendezicai Avatar xvrzhao Avatar donnie4w Avatar alibabataoxijishu Avatar jianshendemifan Avatar yuezhang_5e5e7da0beeea Avatar lywlinux Avatar saxiaoyige Avatar aitaokedemiehuoqi Avatar
Favorites 11 users favorite the story!
Favorites

Add a new Comments

Some HTML is okay.