Linux磁盘分区与文件系统管理基础

一、磁盘分区基础

1. 磁盘分区概念

   • 分区：将物理磁盘划分为多个逻辑部分，每个部分可独立使用。
   • 目的：提高磁盘利用率、隔离数据（如系统、用户数据）、支持多操作系统。

2. 分区类型

   • 主分区（Primary Partition）：最多4个，可直接用于启动系统。
   • 扩展分区（Extended Partition）：用于突破主分区限制，内部可包含逻辑分区。
   • 逻辑分区（Logical Partition）：位于扩展分区内，数量无限制。

3. 分区工具

   • fdisk：传统工具，适用于MBR分区表。
   • parted：支持GPT分区表，功能更强大。
   • gdisk/cgdisk：GPT分区表的专用工具。

4. 分区示例（使用fdisk）
   ```bash
   sudo fdisk /dev/sda

   命令：n（新建分区）、p（主分区）、l（逻辑分区）、t（修改分区类型）、w（写入分区表）

   ```

二、文件系统基础

1. 文件系统类型

   • ext4：Linux默认文件系统，支持大文件、日志功能。
   • xfs：高性能文件系统，适用于大容量存储。
   • btrfs：支持快照、子卷、数据校验等高级功能。
   • ntfs/fat32：Windows文件系统，Linux可读写（ntfs需ntfs-3g驱动）。

2. 文件系统结构

   • 超级块（Superblock）：记录文件系统元数据。
   • inode：存储文件属性（权限、大小、时间戳等），不存储文件名。
   • 数据块（Data Block）：实际存储文件内容。

3. 挂载与卸载

   • 挂载：将分区关联到目录。

     sudo mount /dev/sda1 /mnt
     

   • 卸载：解除关联。

     sudo umount /mnt
     

   • 自动挂载：编辑/etc/fstab文件。

4. 文件系统管理命令

   • mkfs：格式化分区。

     sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
     

   • df：查看磁盘使用情况。
   • du：查看目录/文件大小。
   • fsck：检查并修复文件系统。

三、实战案例：创建分区并格式化

1. 步骤

   • 添加新磁盘（假设为/dev/sdb）。
   • 分区：

     sudo fdisk /dev/sdb
     # 创建主分区（/dev/sdb1）
     

   • 格式化：

     sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1
     

   • 挂载：

     sudo mkdir /data
     sudo mount /dev/sdb1 /data
     

   • 自动挂载（编辑/etc/fstab）：

     /dev/sdb1 /data ext4 defaults 0 0
     

2. 验证

   • 使用df -h确认挂载。
   • 写入测试文件验证读写。

四、常见问题与解决方案

1. 无法挂载

   • 原因：文件系统损坏、分区表错误。
   • 解决：使用fsck修复。

2. 磁盘空间不足

   • 原因：分区过小、文件未清理。
   • 解决：扩展分区（需备份数据）、删除无用文件。

3. 权限问题

   • 原因：用户无权限访问挂载点。
   • 解决：修改挂载选项（如uid/gid）、调整目录权限。

五、实践

1. 备份数据：分区操作前务必备份。
2. 合理规划分区：根据用途分配大小（如/home、/var）。
3. 使用GPT分区表：支持大容量磁盘和UEFI启动。
4. 监控磁盘使用：定期使用df、du检查。

六、

• 分区是磁盘管理的基础，需根据需求合理规划。
• 文件系统决定数据存储方式，选择合适的类型至关重要。
• 挂载与自动化确保分区可用且易于管理。
• 工具与命令（如fdisk、mkfs）是日常操作的核心。

通过以上内容，用户可掌握Linux磁盘分区与文件系统管理的基础知识，并应用于实际场景中。

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