第5章 磁盘存储管理

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5.1 Linux磁盘存储概述

磁盘存储是Linux系统存储数据的重要组件，它通过分区和文件系统组织和管理数据。Linux支持多种文件系统，如ext4、xfs和btrfs，并以块的形式管理存储设备。

1. 分区与文件系统：

• 分区：磁盘被分割为多个逻辑块，每块可以单独管理和格式化。分区类型包括主分区、扩展分区和逻辑分区。
• 文件系统：文件系统定义了数据在磁盘上的组织方式。常见的文件系统有ext4（默认）、FAT32（跨平台）等。

2. 磁盘设备命名规则：

• 磁盘设备在Linux系统中以/dev目录表示，例如/dev/sda代表第一块SATA硬盘。
• 分区以数字标识，例如/dev/sda1表示第一个分区。

3. Linux中的存储抽象：

• 挂载点：文件系统需要挂载到目录才能使用，例如挂载根文件系统到/。
• 虚拟文件系统（VFS）：提供文件系统的统一接口，使不同文件系统在用户看来一致。

磁盘存储管理是系统维护的核心，影响到数据存储的安全性和效率。

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5.2 使用命令行工具管理磁盘分区和文件系统

在Linux中，命令行工具是磁盘管理的主要方式。常用工具包括fdisk、parted和mkfs。

1. 使用fdisk管理分区：

• 查看磁盘信息：

  sudo fdisk -l
  

• 创建新分区：

  sudo fdisk /dev/sda
  

  按照提示输入命令（如n创建分区，w保存修改）。

2. 使用parted管理分区：

• 启动parted工具：

  sudo parted /dev/sda
  

• 创建分区：

  mklabel gpt
  mkpart primary ext4 0% 50%
  

3. 创建文件系统：

• 格式化分区：

  sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
  

4. 检查和修复文件系统：

• 检查文件系统：

  sudo fsck /dev/sda1
  

• 修复文件系统：
  添加-y选项自动修复错误。

命令行工具提供灵活的磁盘分区和文件系统管理方式，适合服务器环境和高级用户。

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5.3 使用图形界面工具管理磁盘分区和文件系统

在桌面版Linux系统中，图形化工具使磁盘管理更直观。Ubuntu提供的磁盘管理工具是Gnome Disks，也称“磁盘”应用。

1. 打开磁盘工具：

• 从“活动”搜索栏搜索“磁盘”，打开图形化磁盘管理器。

2. 查看磁盘信息：

• 磁盘工具显示所有磁盘及其分区信息，包括大小、类型和挂载点。

3. 管理分区：

• 创建分区：选择目标磁盘，点击“+”按钮，指定分区大小和类型（如ext4）。
• 格式化分区：选择分区后点击“格式化”，设置文件系统类型。
• 删除分区：点击“-”按钮移除分区。

4. 挂载和卸载分区：

• 挂载分区：选择分区并点击“挂载”。
• 卸载分区：选择分区并点击“卸载”。

图形化工具适合初学者，但在高级场景中可能需要配合命令行工具。

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5.4 挂载和使用外部存储设备

外部存储设备（如U盘、移动硬盘）是数据交换的重要工具。在Linux中，这些设备需要挂载后才能使用。

1. 自动挂载：

• 插入设备后，Ubuntu会自动识别并挂载到/media/用户名/路径下。文件管理器会显示设备图标，可直接访问。

2. 手动挂载：

• 查看设备：

  lsblk
  

• 创建挂载点：

  sudo mkdir /mnt/mydisk
  

• 挂载设备：

  sudo mount /dev/sdb1 /mnt/mydisk
  

• 卸载设备：

  sudo umount /mnt/mydisk
  

3. 配置永久挂载：

• 编辑/etc/fstab文件，将设备信息写入：

  /dev/sdb1 /mnt/mydisk ext4 defaults 0 0
  

正确挂载外部设备能保证数据的读写安全，并避免硬件损坏。

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5.5 文件系统的备份

数据备份是保障数据安全的关键操作。在Linux中，可以通过多种工具和策略完成备份。

1. 基本备份工具：

• cp命令：适合小规模备份：

  cp -r 源目录 目标目录
  

• rsync工具：高效的增量备份工具：

  rsync -av --progress 源目录 目标目录
  

  使用--delete选项可以同步删除目标中多余的文件。

2. 压缩备份：

• 使用tar压缩目录：

  tar -czvf 备份文件.tar.gz 源目录
  

3. 备份策略：

• 完全备份：定期备份所有数据，安全但占用存储空间。
• 增量备份：仅备份自上次备份以来修改的文件，节省空间但恢复时需逐步应用备份。

制定合理的备份计划，定期测试备份数据，是避免数据丢失的重要保障。