麒麟操作系统 (kylinos) 从入门到精通 -高级教程 - 第81篇 硬盘格式化与挂载

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0.基础环境

类别：笔记本
型号：中国长城 NF14C
硬件平台：飞腾处理器D2000（ArmV8 指令集）
系统：银河麒麟操作系统 V10 SP1(2303)

关键词：Linux,银河麒麟,飞腾,磁盘,mkfs,EXT4,NTFS,磁盘管理

1. 理论基础

存储4阶段:1.原盘，2.分区（主分区，操作系统必须装在主分区上；扩展分区，主分区外的空间都划为扩展分区；逻辑分区，是在扩展分区分配实际空间,win上分配盘符，linux下挂载到具体目录），3.格式化（windows 下NTFS，Linux下EXT4），4.读写相关数据

1.1 磁盘基础概念

  • 磁盘类型对比 (HDD vs. SSD)

    • 机械硬盘 (HDD):  依靠高速旋转的盘片和磁头读写数据。特点是容量大、价格低，但速度慢、有机械损耗。

    • 固态硬盘 (SSD):  采用闪存芯片存储数据。特点是读写速度极快、无噪音、抗震性强，但价格较高。

  • 设备命名规则：

    • 在 Linux 系统中，磁盘设备通常以 /dev/sd 开头。

    • /dev/sda: 系统识别的第一块 SCSI/SATA 硬盘。

    • /dev/sdb: 系统识别的第二块 SCSI/SATA 硬盘，以此类推。

    • /dev/sda1: 第一块硬盘的第一个分区。

1.2 分区类型与文件系统

  • 分区类型：

    • 主分区 (Primary Partition):  可直接用来安装操作系统和存储数据。MBR分区表最多支持4个主分区。

    • 扩展分区 (Extended Partition):  只能有一个，不能直接存储数据，其作用是容纳更多的逻辑分区。

    • 逻辑分区 (Logical Partition):  存在于扩展分区中，数量无限制，用于存储数据。

  • 文件系统 (Filesystem)：

    • 作用是定义数据在磁盘上的组织方式和存储结构，是操作系统读写数据的桥梁。

    • 常用类型：  Ext4 (Linux主流)、XFS (高性能日志文件系统，CentOS/RHEL默认)、NTFS (Windows)。

  • 挂载点 (Mount Point)：

    • 一个空目录，用于将某个分区（文件系统）的根目录连接到 Linux 目录树的指定位置。

    • 只有挂载后，用户才能通过该目录访问分区上的数据。

1.3 逻辑卷管理（LVM）

  • 概念：  LVM 是一种抽象化的存储管理技术，它允许用户在不中断系统服务的情况下，动态地调整分区大小。
  • LVM 三层架构：

  1. 物理卷 (Physical Volume, PV):  LVM 的最底层，可以是整个硬盘、硬盘分区或 RAID 设备。

  2. 卷组 (Volume Group, VG):  LVM 的中间层，由一个或多个 PV 组成，是 LVM 存储池的总容量。

  3. 逻辑卷 (Logical Volume, LV):  LVM 的顶层，是最终提供给用户使用的“分区”，LV 容量可灵活分配自 VG。

  • 优势：  灵活调整（动态扩展或缩小）LV 大小，提高存储资源利用率。
  • 结构图：
    LVM 架构卷组 VG_Data物理卷 PV1 /dev/sdb1物理卷 PV2 /dev/sdc1逻辑卷 LV1 10G逻辑卷 LV2 20G/mnt/docs/mnt/logs

1.4 软RAID技术

  • 概念：  RAID (Redundant Array of Independent Disks) 容错式磁盘阵列，通过将多块硬盘组合起来，提供数据冗余或读写性能提升。

  • 软RAID (Software RAID)：  利用操作系统内核和 mdadm 工具实现 RAID 功能，不依赖昂贵的硬件卡。

  • 常用级别：

    • RAID 0 (条带化): 无冗余。将数据分散写入多块盘，读写速度最快，但任一硬盘损坏数据即丢失。

    • RAID 1 (镜像): 完全冗余。数据同时写入两块盘（互为镜像），可用容量为总容量的一半，安全性高。

    • RAID 5 (奇偶校验): 高冗余效率。至少需要三块盘，允许坏一块盘，容量为 (N-1) * 最小盘容量，读写性能平衡。

  • RAID 1 结构图：
    RAID 1 镜像磁盘 A磁盘 B数据写入

2.可视化操作(普通用户)

主要工具：GNOME磁盘（首选推荐)、GPARTED分区工具，为了方便演示使用VMWARE增加硬盘

2.1 使用Vmware增加硬盘

说明：如果你有移动硬盘或者U盘，或添加磁盘，可以不用做这一步

  1. 操作：  关闭正在运行的 VMware 虚拟机。
  2. 步骤：  在 VMware 虚拟机设置 中，选择“添加”新的硬件设备，类型选择“硬盘”（SCSI/SATA 均可），配置适当大小（例如 20GB），并重复此步骤添加至少两块新硬盘供后续实验使用。

点编辑虚拟机设置

点击添加

添加

选一种硬盘类型

重复这步骤，为了方便实验，需要创建两个20GB的硬盘。

完成硬盘添加，启动系统。

2.2：使用GNOME“磁盘”工具进行分区、格式化磁盘与挂载

使用GNOME磁盘工具，首选推荐，在市场中安装并打开

启动工具：  点击“开始”菜单 -> “磁盘” 或在搜索栏输入“磁盘”启动。

选择磁盘：  在左侧列表选择新添加的磁盘设备（例如 /dev/sdb）。
创建分区：

  • 点击磁盘视图下方的  +  按钮。
  • 设置分区大小、分区名称。
  • 重要：  选择文件系统类型，例如 Ext4，并设置挂载点（可暂时不设置，后续使用命令行设置）。
  • 点击“创建”完成分区。

临时挂载/卸载：

  • 选中新建的分区。
  • 点击下方工具栏的 播放图标 ( ▶ ) 进行临时挂载。系统会自动挂载到 /media/kylin/<分区UUID>。
  • 点击 停止图标 ( █ ) 进行卸载。

查看信息：  在“磁盘”工具界面，可以直接查看分区的 UUID、设备名、挂载点等详细信息。

点击齿轮

选择格式化分析，选择对应的格式。

Linux当前主流是EXT4格式，Windows是NTFS

格式化后，出现挂载符号

点击齿轮可以修改挂载项，在系统启动时挂载可以保证系统重启后，将磁盘挂载好。U盘可以参照处理。

点击挂载符号（播放符号）即可实现挂载。挂载好的效果如下

2.3使用Gparted工具格式化和挂载

在应用市场中搜索gparted,找到后，点击安装

打开Gparted

1.设备菜单中：创建分区表（可以选最新的GPT）

2.分区菜单中：新建分区

点击挂载，可以指定挂载点，实现挂载。

分区菜单中可以看到挂载在哪里

3. 命令操作（专业技术人员可参考）

3.1 常用磁盘信息查看命令

命令作用示例与结果
lsblk列出所有块设备（磁盘、分区、LVM）的树状信息。lsblk (清晰展示设备名称、大小、挂载点)
sudo fdisk -l查看所有磁盘的详细分区表信息（需Root权限）。sudo fdisk -l (重点关注 /dev/sdb 等新设备)
df -h查看文件系统的磁盘空间使用情况（已挂载的分区）。df -h (查看根目录 / 和用户目录 /home 的使用率)
du -sh <目录>查看指定目录或文件的磁盘占用空间。du -sh /home/* (统计各用户目录大小)

3.2 传统分区、格式化与永久挂载 (fdisk & fstab)

情景：  对 /dev/sdb 新磁盘进行分区，格式化为 Ext4，并永久挂载到 /mnt/data。

  1. 创建分区（使用 fdisk）：

    假设使用 /dev/sdb sudo fdisk /dev/sdb # 依次输入以下命令： # n (新建分区) # p (选择主分区) # 1 (分区号) # <回车> (使用默认起始扇区) # <回车> (使用默认结束扇区，即全部分配) # w (保存并退出)

  • 注意：  如果是大于 2TB 的磁盘，应使用 gdisk （GPT fdisk (gdisk) version 1.0.5） 或 parted。
  1. 格式化分区：

    将新建的分区 /dev/sdb1 格式化为 ext4 文件系统 sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

  2. 创建挂载点并临时挂载：

    创建挂载目录 sudo mkdir /mnt/data # 临时挂载分区到挂载点 sudo mount /dev/sdb1 /mnt/data # 验证挂载结果 df -h | grep /mnt/data

  3. 设置永久挂载（修改 /etc/fstab）：

    编辑 fstab 文件 sudo vim /etc/fstab # 获取分区的 UUID： # blkid /dev/sdb1 # 在文件末尾添加以下一行（建议使用 UUID 而非 /dev/sdb1 以防设备名变动） # /dev/sdb1 /mnt/data ext4 defaults 0 0 # 重新加载 fstab 文件（不重启） sudo mount -a

3.3 逻辑卷管理（LVM）

情景：  使用 /dev/sdb1 和 /dev/sdc1（假设已创建）创建 LVM 结构，并挂载。

  1. 准备环境（创建物理卷 PV）：

    准备分区，如果分区类型不是 LVM (8e)，需要用 fdisk/parted 修改 # 1. 创建物理卷 PV sudo pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 2. 查看物理卷 sudo pvdisplay

  2. 创建卷组（VG）：

    3. 创建卷组 vg_data，将 PV 加入 VG sudo vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 4. 查看卷组 sudo vgdisplay

  3. 创建逻辑卷（LV）并格式化：

    5. 创建大小为 10GB 的逻辑卷 lv_docs sudo lvcreate -L 10G -n lv_docs vg_data # 6. 格式化逻辑卷（LVM 设备路径通常为 /dev/<VG名称>/<LV名称>） sudo mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_docs # 7. 查看逻辑卷 sudo lvdisplay

  4. 挂载 LV：

    8. 创建挂载点 sudo mkdir /mnt/lv_docs # 9. 挂载 sudo mount /dev/vg_data/lv_docs /mnt/lv_docs # 10. 永久挂载（编辑 /etc/fstab）： # 添加：/dev/vg_data/lv_docs /mnt/lv_docs ext4 defaults 0 0

  5. 动态扩展 LV 容量：

    11. 扩展逻辑卷大小 5GB sudo lvextend -L +5G /dev/vg_data/lv_docs # 12. 调整文件系统大小以匹配新的 LV 大小 (Ext4使用 resize2fs) sudo resize2fs /dev/vg_data/lv_docs # 13. 验证空间（df -h） df -h | grep /mnt/lv_docs

3.4 软RAID (RAID1) 配置

情景：  使用 /dev/sdd 和 /dev/sde 创建 RAID1 镜像，并挂载到 /mnt/raid1。

  1. 安装 mdadm 工具：

    银河麒麟/Ubuntu系统安装 mdadm sudo apt update sudo apt install -y mdadm

  2. 创建 RAID1 阵列：

    假设使用 /dev/sdd 和 /dev/sde # --create：创建 | --level=1：RAID1 | --raid-devices=2：设备数 | /dev/md0：阵列名 sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdd /dev/sde

  3. 查看 RAID 阵列状态：

    实时查看阵列同步进度 cat /proc/mdstat # 查看阵列详细信息 sudo mdadm -D /dev/md0

  4. 格式化和挂载：

    格式化 RAID 设备 sudo mkfs.ext4 /dev/md0 # 创建挂载点并挂载 sudo mkdir /mnt/raid1 sudo mount /dev/md0 /mnt/raid1 # 验证（df -h） df -h | grep /mnt/raid1

  5. 模拟故障与恢复（可选）：

  • 故障模拟： sudo mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdd

  • 阵列停止： sudo umount /mnt/raid1 后 sudo mdadm --stop /dev/md0

写在最后

本篇主要目标是告诉在家怎么管理好、增加磁盘，就如Windows下右击D盘，会有格式化选项，Win自带的磁盘管理工具也相当好用，本文有命令行为主的讲解，供大家参考，对于一些专业技术人员会有用，普通用户主要使用可视化GUI操作。

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