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【Ubuntu与Linux操作系统:五、文件与目录管理】

第5章 磁盘存储管理


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ext4xfsbtrfs,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。


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fdiskpartedmkfs

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。


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。


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。


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。

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