Linux 存储基础：区分磁盘、分区、文件系统与挂载

磁盘是提供块存储的设备，分区是设备中划分出的区域，文件系统则负责组织文件与目录。挂载把文件系统接入目录树。理解 Linux 存储时，应分别确认设备、分区、文件系统和挂载点，不能把这四者当成同一对象。

本课区分存储层次，并用可丢弃的镜像文件练习创建文件系统。将它连接到目录并检查实际来源的方法，见挂载与存储空间管理（英语）。配置练习以常规 Ubuntu 26.04 LTS 或 Rocky Linux 9 系列虚拟机为参考；容器、WSL 和其他版本的能力与工具可能不同。先按虚拟机环境准备（英语）核对版本并准备控制台恢复方式。

把存储结构分成几个层次

常见关系是“磁盘 → 分区 → 文件系统 → 挂载点”，实际系统也可能插入逻辑卷管理（LVM，Logical Volume Manager）、加密或软件独立磁盘冗余阵列（RAID）等层次。LVM 可以组合物理空间并分配逻辑卷；文件系统也可以直接放在整个设备上。没有分区，不代表设备为空。

文件系统的 UUID 是用于识别它的通用唯一标识符，和设备名称、分区 UUID 并非同一概念。克隆镜像还可能复制 UUID，因此不能只凭一个字段就认定实际设备身份。

结合设备名称与实际用途检查

lsblk -o NAME,TYPE,SIZE,FSTYPE,UUID,MOUNTPOINTS
findmnt -T /
df -hT /

sda、vda、nvme0n1 等名称受设备类型及发现顺序影响，NVMe 的分区通常显示为 nvme0n1p1。不要只看名称就判断哪个是系统盘或新盘，应同时比较容量、挂载位置和云平台卷标识。旧版 lsblk 若不支持 MOUNTPOINTS，可改用 MOUNTPOINT，但它通常只显示一个挂载点。

lsblk 展示块设备关系，findmnt -T / 查找包含根路径的挂载，df -hT / 显示该路径所在文件系统的类型和空间使用情况。保留空间、元数据、计量单位和存储层次可造成数字差异。df 没有显示的设备，也可能属于交换空间、LVM 或其他用途，不能直接当作未使用设备。

分区表与文件系统格式是不同概念

GUID 分区表（GPT，GUID Partition Table）和主引导记录（MBR，Master Boot Record）描述分区布局，ext4 与 XFS 则是文件系统格式。GPT 磁盘上的一个分区可以包含 ext4，两者不是替代选择。重建分区表可能使原有数据区域失去可访问的布局信息，本课不改动真实磁盘的分区表。

ext4 与 XFS 的管理、扩展和修复工具不同，缩放能力和离线要求也不同。应依据发行版支持、维护要求及备份恢复流程选择，而非只看默认格式。不要因为命令名称相似，就把某一文件系统的工具强行用于另一格式。

用一次性镜像文件代替真实磁盘练习

下面在当前普通账号的主目录下创建唯一临时目录及一个 128 MiB 文件，即 134217728 字节。truncate -s 128M 使用二进制倍数，扩展部分通常可表现为稀疏区，逻辑大小不等于立即实际占用的磁盘空间。mkfs.ext4 和 dumpe2fs 通常由 e2fsprogs 提供；缺少工具时应先按发行版包管理方式准备，再重新开始实验。

mkfs.ext4 会初始化目标内容。仅对下面新建的普通镜像文件操作，不要把路径改成真实 /dev/... 设备，也不需要为此加 sudo。以下 exit 1 使创建目录、调整文件大小或格式化失败时立即停止，避免继续对空变量拼出的错误路径操作；若直接粘贴到交互 Shell，失败时该 Shell 会退出。

lab=$(mktemp -d "$HOME/linux-storage-lab.XXXXXX") || exit 1
truncate -s 128M "$lab/disk.img" || exit 1
test -f "$lab/disk.img" && test ! -b "$lab/disk.img" && mkfs.ext4 -F "$lab/disk.img" || exit 1
file "$lab/disk.img"
dumpe2fs -h "$lab/disk.img" 2>/dev/null | head -n 15
printf "lab=%s\n" "$lab"

test -f 与 test ! -b 检查普通文件及非块设备条件，唯一临时目录则避免复用已有文件。这里的 -F 用于允许在普通文件内创建文件系统，不能因此忽略目标检查。一般文件测试也不能替代对来历不明或共享路径的核实。

预期 file 能识别 ext 系列文件系统，dumpe2fs -h 显示超级块信息，例如文件系统 UUID 和块信息；前 15 行未必含全部字段。其标准错误被重定向，且管道末端 head 的成功不等于 dumpe2fs 成功。若没有输出或格式不符，直接运行 dumpe2fs -h "$lab/disk.img" 阅读错误，不要盲目重复格式化。

文件系统此时存在于镜像内部，但尚未挂载，不能作为普通目录写入文件。镜像逻辑大小与内部可用空间也不相同，因为文件系统需要元数据并可能保留部分空间。

核对结果并只清理实验数据

实验重点是识别层次：这个普通文件不含分区表，而是直接容纳 ext4。它也不会仅因创建成功就作为独立块设备出现在 lsblk 中。若继续做挂载练习，保留最后打印的临时目录路径；否则用文件管理器核对路径与内容，仅删除这次创建的镜像和临时目录。

真实设备变更前，需要可恢复的备份、准确的设备身份，以及对挂载、交换空间、LVM、RAID 使用情况的检查。状态不明确时，先保留证据并制定恢复计划，再考虑格式化或重写分区。

官方参考

ext4 说明见 Linux 内核 ext4 文档。具体选项见 mke2fs(8) 手册和 dumpe2fs(8) 手册；设备与路径查询见 lsblk(8) 手册和 findmnt(8) 手册。分区表与文件长度语义分别见 GNU Parted 手册和 GNU truncate 手册。