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0001年01月01日

儲存裝置的識別與準備

在將任何儲存裝置整合至 Linux 系統之前，首要任務是準確識別該裝置的系統名稱。這通常涉及觀察系統日誌，以確認新插入裝置的掛載點與名稱。

裝置名稱的識別流程

當一個新的儲存裝置，例如 USB 隨身碟，被連接至系統時，Linux 核心會記錄相關的事件。透過追蹤系統日誌（例如使用 journalctl -f 指令），我們可以觀察到裝置被偵測到的訊息，其中會包含其在系統中的唯一識別符號，常見的格式如 /dev/sdX，其中 X 代表磁碟的字母順序（如 a, b, c 等），而 /dev/sdXN 則代表該磁碟上的第 N 個分割區。

舉例來說，當我們插入一個 SanDisk Ultra 品牌的 USB 隨身碟後，系統日誌可能會顯示類似以下的訊息：

kernel: usb 4-1: new SuperSpeed Gen 1 USB device number 3 using xhci_hcd
...
kernel: sd 6:0:0:0: [sdb] Attached SCSI removable disk
...
udisksd[809]: Mounted /dev/sdb1 at /run/media/chris/7DEB-B010 on behalf of uid 1000

從上述輸出中，我們可以推斷出該 USB 裝置被識別為 /dev/sdb，並且其上已存在一個名為 /dev/sdb1 的分割區，且已被自動掛載至 /run/media/chris/7DEB-B010。

重要提示： 在進行任何磁碟操作前，務必再三確認裝置名稱，以免誤操作導致重要資料的遺失。一旦變更被套用到磁碟上，將難以復原。

裝置的預處理：卸載與清除

若新裝置被系統自動掛載，在進行分割操作前，必須先將其卸載。這可以透過 mount | grep <裝置名稱> 指令來查找掛載點，然後使用 umount <掛載點> 指令來執行卸載。

磁碟分割工具：Parted 的應用

GNU Parted 是一個功能強大的磁碟分割工具，它能夠處理各種分割表格式（如 MBR 和 GPT），並提供豐富的指令來管理磁碟分割。

建立新的分割表與分割區

進入 Parted 的互動模式後，我們可以透過 mklabel 指令來建立新的分割表。對於現代系統，建議使用 gpt（GUID Partition Table）格式，它支援更大的磁碟容量並提供更好的擴展性。

(parted) mklabel gpt
Warning: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and all data on this disk will be lost. Do you want to continue?
Yes/No? Yes

接著，使用 mkpart 指令來建立新的分割區。此指令會要求指定分割區的名稱、檔案系統類型（例如 xfs、ext4 等）、起始位置與結束位置。

(parted) mkpart alldisk xfs 1M 123GB

此範例將建立一個名為 alldisk 的分割區，使用 xfs 檔案系統，從磁碟的 1MB 位置開始，延伸至 123GB 的結束位置。

移除現有分割區

若儲存裝置上已存在分割區，且需要重新配置，可使用 rm 指令來移除。

(parted) p  # 顯示現有分割區
Model: SanDisk Ultra (scsi)
Disk /dev/sdb: 123GB
...
Number Start End Size Type File system Flags
1 16.4kB 123GB 123GB primary fat32 lba

(parted) rm
Partition number? 1 # 指定要移除的分割區編號

@startuml
!define DISABLE_LINK
!define PLANTUML_FORMAT svg
!theme _none_

skinparam dpi auto
skinparam shadowing false
skinparam linetype ortho
skinparam roundcorner 5
skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
skinparam defaultFontSize 16
skinparam minClassWidth 100

rectangle "儲存裝置" as StorageDevice {
  [磁碟分割工具] as DiskTool
  [系統日誌] as SystemLog
}

StorageDevice -- SystemLog : 偵測事件
SystemLog --> DiskTool : 提供裝置名稱

rectangle "Parted 操作" as PartedOps {
  [識別裝置] as IdentifyDevice
  [卸載裝置] as UnmountDevice
  [建立分割表] as CreateLabel
  [建立分割區] as CreatePartition
  [移除分割區] as RemovePartition
}

DiskTool --> IdentifyDevice
DiskTool --> UnmountDevice
DiskTool --> CreateLabel
DiskTool --> CreatePartition
DiskTool --> RemovePartition

CreateLabel --|> gpt : 建議格式
CreatePartition --|> xfs : 檔案系統範例
CreatePartition --|> ext4 : 檔案系統範例

parted(parted)

@enduml

看圖說話：

此圖示描繪了儲存裝置在高階配置中的核心流程。首先，系統日誌扮演著偵測新插入儲存裝置的角色，並將相關事件傳遞給磁碟分割工具，例如 Parted。磁碟分割工具隨後利用這些資訊來識別裝置，並在必要時執行卸載操作。接著，使用者透過 Parted 指令來進行磁碟分割表的建立，其中建議採用 GPT 格式以獲得更好的相容性與擴展性。之後，可以進一步使用 mkpart 指令來建立新的分割區，並指定其檔案系統類型（如 XFS 或 EXT4）以及空間範圍。若需重新配置，則可透過 rm 指令移除現有的分割區。整個流程強調了精確識別、安全操作以及利用專業工具進行高效管理的必要性。

檔案系統的建立與掛載

在完成磁碟分割後，下一步是為每個分割區建立檔案系統，並將其掛載到系統的指定目錄。

建立檔案系統

Linux 提供了多種檔案系統供選擇，常見的有 ext4、xfs、btrfs 等。mkfs 系列指令用於建立檔案系統。例如，使用 mkfs.xfs 指令在 /dev/sdb1 上建立 XFS 檔案系統：

sudo mkfs.xfs /dev/sdb1

若要建立 ext4 檔案系統，則使用 mkfs.ext4：

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

掛載檔案系統

建立檔案系統後，需要將其「掛載」到系統中的某個目錄，才能開始存取其中的資料。掛載點是一個已存在的目錄，檔案系統的根目錄將會被放置在這個目錄下。

首先，建立一個掛載點目錄：

sudo mkdir /mnt/mydisk

然後，使用 mount 指令將分割區掛載到該目錄：

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/mydisk

持續掛載設定

為了讓系統在重新啟動後仍能自動掛載該分割區，需要修改 /etc/fstab 文件。這是一個記錄系統開機時需要掛載的檔案系統列表的文件。

在 /etc/fstab 中，每一行代表一個掛載點，格式如下：

<裝置或 UUID> <掛載點> <檔案系統類型> <掛載選項> <dump> <fsck>

例如，若要讓 /dev/sdb1 在開機時自動掛載到 /mnt/mydisk，且使用 xfs 檔案系統，則可以添加以下行：

/dev/sdb1   /mnt/mydisk   xfs   defaults   0   2

其中：

/dev/sdb1：指定要掛載的裝置。
/mnt/mydisk：指定的掛載點。
xfs：檔案系統類型。
defaults：一組預設的掛載選項，通常包含 rw (讀寫)、suid、dev、exec、auto、nouser 和 async。
0：表示在進行檔案系統備份時，該分割區不被 dump 工具處理。
2：表示在系統檢查時，該分割區的檢查順序（0 表示不檢查，1 表示根分割區，2 表示其他分割區）。

注意： 直接使用裝置名稱 /dev/sdb1 雖然方便，但若系統中新增了其他儲存裝置，裝置名稱可能會改變。更穩健的做法是使用分割區的 UUID（Universally Unique Identifier）。可以使用 blkid 指令來查詢分割區的 UUID。

sudo blkid

查詢到 UUID 後，將其填入 /etc/fstab 文件中，例如：

UUID="your-partition-uuid"   /mnt/mydisk   xfs   defaults   0   2

@startuml
!define DISABLE_LINK
!define PLANTUML_FORMAT svg
!theme _none_

skinparam dpi auto
skinparam shadowing false
skinparam linetype ortho
skinparam roundcorner 5
skinparam defaultFontName "Microsoft JhengHei UI"
skinparam defaultFontSize 16
skinparam minClassWidth 100

rectangle "分割區" as Partition {
  [分割區1] as Part1
  [分割區2] as Part2
}

rectangle "檔案系統建立" as FilesystemCreation {
  [mkfs.xfs] as MkfsXfs
  [mkfs.ext4] as MkfsExt4
}

Partition --> FilesystemCreation : 建立檔案系統

FilesystemCreation --> Part1 : 建立 XFS
FilesystemCreation --> Part2 : 建立 EXT4

rectangle "系統掛載" as SystemMount {
  [建立掛載點] as CreateMountPoint
  [mount 指令] as MountCommand
  [/etc/fstab 設定] as FstabConfig
}

Part1 --> SystemMount : 掛載
Part2 --> SystemMount : 掛載

CreateMountPoint --> MountCommand : 準備掛載點
MountCommand --> FstabConfig : 永久設定

rectangle "掛載資訊" as MountInfo {
  [裝置/UUID] as DeviceOrUUID
  [掛載點] as MountPoint
  [檔案系統類型] as FsType
  [掛載選項] as MountOptions
}

FstabConfig ..> MountInfo : 記錄資訊

@enduml

看圖說話：

此圖示闡述了從磁碟分割完成後，如何建立並管理檔案系統的過程。首先，已分割好的磁碟分割區是基礎，接著透過 mkfs 系列指令，可以在這些分割區上建立不同類型的檔案系統，例如 XFS 或 EXT4。完成檔案系統的建立後，系統需要將這些檔案系統「掛載」到特定的目錄，以便使用者能夠存取。這個掛載過程可以分為臨時掛載（使用 mount 指令）與永久掛載。永久掛載的設定是透過修改 /etc/fstab 文件來實現，該文件記錄了系統啟動時需要自動掛載的檔案系統資訊，包括裝置的識別符（裝置名稱或 UUID）、掛載點、檔案系統類型以及各種掛載選項。這個流程確保了資料的可用性與系統的持續運行。

結論

縱觀現代系統架構的動態挑戰，這套標準化的儲存管理流程，其價值遠不止於技術操作的精確性。更深層的意義，在於從裝置識別的謹慎、分割策略的規劃，到檔案系統掛載的永久化設計，完整體現了一種預防性、系統性的管理思維。相較於僅求快速上線的臨時性操作，採用 UUID 這類穩定標識符的作法，正是區分業餘與專業的分水嶺；它預先排除了因裝置順序變動而引發的系統性風險，將「韌性」從一個抽象概念，轉化為具體的技術實踐。

展望未來，隨著基礎設施即代碼（IaC）與自動化運維的普及，對這些底層指令的深刻理解將變得更為關鍵。它們不再只是手動執行的命令，而是構成 Ansible Playbook 或 Terraform 配置中，確保部署一致性與可重現性的核心邏輯。

玄貓認為，對於追求系統長期韌性與可維護性的管理者而言，將此流程內化為團隊的標準作業程序（SOP），不僅是技術上的最佳實踐，更是建立高穩定性運維文化的基石。