Ubuntu 硬盘分区并挂载

一、什么是挂载

  1.挂载的定义

        在 Ubuntu（或其他 Linux 系统）中，挂载（Mount） 是将一个存储设备或分区连接到系统的文件系统层次结构中的过程。挂载后，你可以通过某个目录（挂载点）访问该设备上的文件和数据。

  2.挂载的作用

        Linux 中所有设备（如硬盘、U盘、光盘等）都必须挂载后才能被访问。

• 逻辑上的统一文件系统

  挂载后的设备成为 Linux 文件系统的一部分，用户可以通过挂载点访问设备上的内容。

• 操作透明

  挂载的设备就像本地目录，文件操作（如复制、移动、删除）无需关心底层硬件设备。

• 动态扩展存储

  可以随时将新设备挂载到系统中，扩展存储空间。

  3.挂载点

        挂载点是一个目录，挂载后该目录会显示设备的内容。常见挂载点：

• /mnt：临时挂载的设备。
• /media/username/device_name：自动挂载的设备（如U盘）。
• /home：用户的主目录。
• /（根目录）：主文件系统挂载点。

  4.挂载的过程

        挂载通常分为两种：手动挂载 和 自动挂载。

• 手动挂载

        你需要指定设备和挂载点进行挂载。常见命令：

sudo mount <设备名> <挂载点>

# 示例
# /dev/sdb1：要挂载的设备
# /mnt：挂载点
sudo mount /dev/sdb1 /mnt

• 自动挂载

        某些设备（如 U 盘）插入后，系统会自动挂载到 /media 下。也可以通过配置 /etc/fstab 文件，实现开机自动挂载。

• 卸载挂载

        如果设备不再需要，可以卸载（unmount）。卸载后，设备不再连接到文件系统，数据不会丢失。

sudo umount <挂载点或设备名>

# 示例
# /mnt：临时挂载的设备
sudo umount /mnt

# 如果卸载时显示 busy，可以尝试强制卸载
sudo umount -l  <挂载点或设备名>

• -l（lazy umount）：延迟卸载，立即取消挂载点的关联，剩余任务后台完成。

  5.查看挂载信息

        5.1 使用 lsbik

lsblk -f

• lsblk 是一个列出系统中所有块设备（block devices，如硬盘、分区、光驱等）信息的命令。
• -f 参数专门显示每个设备的文件系统信息，包括类型、标签、UUID 等。 

# 通过 -o 参数显示指定列，可以比较 lsblk 额外添加 SIZE 列，更方便
lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,LABEL,UUID,FSAVAIL,FSUSE%,MOUNTPOINT

NAME：设备名称。

• 表示设备的路径，通常位于 /dev 目录下。
• sda 是主硬盘设备，sda1 是其第一个分区，sda2 是第二个分区，依次类推。
• sda 和 nvme0n1：分别表示传统硬盘（SATA）和 NVMe 固态硬盘

FSTYPE：文件系统类型。

• 表示每个分区的文件系统类型，例如：
  • ext4：Linux 常用文件系统。
  • swap：交换分区，用于虚拟内存。
  • ntfs：Windows 常用文件系统。
  • vfat：兼容性高的 FAT 文件系统。
• 如果没有文件系统（如原始设备），此列会为空。

LABEL：分区标签。

• 可由用户为分区命名，方便识别。
• rootfs 和 home 是自定义标签，常用于挂载点说明。

UUID：分区的唯一标识符（Universally Unique Identifier）。

• 每个分区都有唯一的 UUID，方便在配置文件（如 /etc/fstab）中引用。
• UUID 比设备名更稳定，不会因设备插拔顺序变化而改变。

FSAVAIL：可用空间（文件系统级别）。

• 显示分区中剩余可用的空间。
• 单位通常为 G（GB）。

FSUSE%：已用空间的百分比。

• 显示分区的使用率。
• 如 40% 表示此分区使用了 40% 的空间。

MOUNTPOINT：挂载点。

• 表示分区挂载到文件系统中的路径，例如 /（根目录）、/home 或 /mnt/data。
• 如果分区未挂载，此列为空。

       5.2 使用 df

df -h

• df（disk free）是一个命令，用于查看文件系统的总空间、已用空间、可用空间和挂载点等信息。
• 默认情况下，输出以字节为单位，但不易阅读。使用 -h 参数，可以以更直观的单位（如 GB、MB）显示。

 6.查看磁盘分布

        6.1 使用 baobab

        安装 Disk Usage Analyzer，该工具会生成磁盘使用情况的可视化图表，方便分析。

# 安装 baobab
sudo apt-get install baobab
# 启动 baobab
baobab

        6.2 使用 fdisk

sudo fdisk -l

二、 将硬盘分区并挂载到 ubuntu

        注意：①只有未分配的空间才能进行分区操作！！！②在使用 GParted 在对根目录 / 进行操作时，一定不能在运行的 Ubuntu 系统上直接修改，要使用启动盘，因为在运行的 Ubuntu 系统中根分区正在使用中！！！③GParted 中对一个分区的操作，只能影响到相近的两个分区。

0.代替下面 1 和 2 的更方便的方法

        最近了解到一个更方便的工具 GParted ，可以更加简单的完成下面的 1、检查当前硬盘和分区状态 和 2、重新分区。如果使用这个工具，就不用进行下面的 1 和 2 的操作了。

• 使用 gparted  检测分区状态：

sudo apt install gparted
sudo gparted

        首先安装并启动 gparted ，右上角选择对应的硬盘，界面如下图所示，可以查看到挂载点和磁盘中各个分区的状态（是否为未分配）。

      ①新建分区

        选中未分配分区，右击选择新建即可创建。创建的同时也完成的新分区的格式化。

        其中文件系统包括：

• ext4： Linux 系统中最常用的文件系统，适用于存储系统文件和用户数据。
• ntfs： Windows 操作系统的默认文件系统，具有很好的支持大文件和权限管理的能力。可以在 Windows 和 Linux 系统之间共享数据。
• linux-swap： Linux 系统的虚拟内存。
• fat32：较老的文件系统，兼容性非常强，几乎所有操作系统（包括 Windows、Linux 和 macOS）都能读取和写入 FAT32 文件系统。它适用于存储小文件和在不同操作系统间交换数据。

         新建后的效果如下：

        ②调整大小/移动(R)分区

        当没有未分配的分区时，可以通过 调整现有分区的大小（最好是在ubuntu未使用的 windows 的分区） 来释放一些空间从而创建未分配的分区。右击选择调整大小/移动(R)调整该分区的大小：

        新建后的效果如下：

         如果想要恢复：

        ③删除分区

        选中硬盘分区，右击选择删除即可快速将分区恢复为未分配状态。

1. 检查当前硬盘和分区状态

        使用 lsblk 或 fdisk 检查硬盘的现有分区布局：

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,LABEL,UUID,FSAVAIL,FSUSE%,MOUNTPOINT

       输出如下，我们发现有一块 477G 的固态硬盘，但是已经分区了，而且只划分了一个区域就占据了所有空间，所以我们必须先把这个分区删除，然后再进行重新分区。我们想创建一个空间为 150G 的新分区 nvme0n1p1 ，然后将其挂载到 /home 下。

• 未分区空间：显示为 Free Space。
• 已分区区域：显示为挂载点或者 TYPE 为 part。

2. 重新分区

  使用 fdisk 创建新分区：

        ①使用硬盘管理工具打开 /dev/nvme0n1 硬盘：

        ②输入 m 获取帮助

        ③输入 p 查看现有分区。

        ④输入 n 创建一个新分区。

                I.选择主分区或扩展分区类型（通常选择默认）。

                II.设置起始（下图的 First sector，回车键代表默认）和结束位置（下图的 Last sector），分配剩余的空闲空间。

        ⑤输入 w 保存更改并退出。

         使用 lsblk 命令检查，一个 150G 的未分配的新分区已经划分好了。

        使用 gparted 查看 fdisk创建的新分区。

格式化新分区：

        新分区需要格式化为合适的文件系统，例如 ext4：

sudo mkfs.ext4 /dev/nvme0n1p1

• mkfs.ext4 是 mkfs 的一个具体实现，专门用于创建 ext4 文件系统。
• /dev/nvme0n1p1 是目标分区（第四个主机硬盘的分区）。
• 这条命令将 /dev/nvme0n1p1 分区格式化为 ext4 文件系统，所有数据会被清除。

3. 挂载分区到 /home

  临时挂载（测试）：

        ①创建挂载点：

sudo mkdir -p /mnt/newhome

        ②挂载新分区：

sudo mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/newhome

        ③检查是否挂载成功：

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,LABEL,UUID,FSAVAIL,FSUSE%,MOUNTPOINT

  将新分区挂载到 /home：

        ①复制现有 /home 数据到新分区，耐心等待复制结束：

sudo rsync -aXS /home/ /mnt/newhome/

• rsync：同步工具。
• -a：归档模式，保持文件的权限、时间戳、符号链接等属性。
• -X：保留扩展属性（例如 setfacl 设置的文件 ACL 权限）。
• -S：处理稀疏文件（节省磁盘空间）。
• /home/：源目录，表示 /home 目录的内容（注意 / 表示只复制内容，不包括目录本身）。
• /mnt/newhome/：目标目录，表示数据会被复制到这个目录中。

        ②验证数据是否已完整复制：

diff -r /home/ /mnt/newhome/

• -r：递归比较目录内所有文件和子目录。
• /home/ 和 /mnt/newhome/：源目录和目标目录

• 如果两个目录一致，没有任何输出。

        ③将当前的 /home 目录重命名为 /home.bak

sudo mv /home /home.bak

• 暂时备份 /home 目录，为挂载新分区到 /home 做准备。
• 重命名后，系统不再直接使用旧的 /home，可以安全测试新挂载点。

        ④创建新的 /home 挂载点：

sudo mkdir /home

        ⑤挂载新分区到 /home：

sudo mount /dev/nvme0n1p1 /home

        ⑥修改 /etc/fstab 以永久挂载： 编辑 /etc/fstab 文件，添加以下内容，保存并退出。

/dev/nvme0n1p1 /home ext4 defaults 0 2

        ⑦测试挂载：

sudo mount -a

• -a：自动挂载 /etc/fstab 文件中配置的所有文件系统。 

4. 验证挂载

        确保分区正确挂载到 /home，并且所有用户数据正常：

lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,TYPE,LABEL,UUID,FSAVAIL,FSUSE%,MOUNTPOINT

df -h /home

        确认数据迁移无误后，可以删除旧的 /home.bak 备份

sudo rm -rf /home.bak

三、使用 GParted 对 ubuntu 进行扩容

        该方法适用于想要扩容的分区所在的硬盘上还有空间的情况。

        参考：ubuntu安装与重新分配内存，双系统Ubuntu18使用GParted扩容

        ①从 Ubuntu 的安装介质（如 USB 或光盘）启动系统，选择 Try Ubuntu 进入 Live 模式。 不要在运行的 Ubuntu 系统上直接修改 / 的大小。

        ② 在 Live 系统中安装并启动 gparted

sudo apt install gparted
sudo gparted

        ③使用上面提到的 调整大小/移动(R) 分区的操作创建未分配的分区，然后再使用调整大小/移动(R) 分区的操作将未分配的分区和想要扩容的分区合并。

        ④扩容完成后，运行以下命令更新分区表

sudo partprobe

        当使用分区工具（如 gparted, fdisk, parted）对磁盘进行分区操作（如创建、删除、调整分区大小等）后，操作系统可能不会立即识别新的分区结构。partprobe 命令会让操作系统重新加载磁盘的分区表，以确保新的分区信息能够被系统识别。 

参考

        Ubuntu新硬盘分区并挂载

        Linux命令-自动挂载文件/etc/fstab功能详解[转]

        linux下使用fdisk进行磁盘分区详解