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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 - 动态 详情

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
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添加

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選一種硬盤類型
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重複這步驟，為了方便實驗，需要創建兩個20GB的硬盤。

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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

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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

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格式化後，出現掛載符號

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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。

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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

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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。

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分區菜單中可以看到掛載在哪裏

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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
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