文件系统管理：命令 lsblk, blkid

1. 理解文件系统的重要性

欢迎来到本课程的新讲座，今天我们将深入探索 Linux 文件系统的奇妙世界。我们会学习如何找到设备，了解它们的结构，并弄清楚上面安装了什么类型的文件系统。通过工具 lsblk 和 blkid 增加一些命令行的魔力。而且，我们还会聊聊为什么用编程来“挖掘”数据总是那么酷！

什么是文件系统？

如果操作系统是你电脑的“心脏”，那么文件系统就是它的“神经系统”。它负责组织和管理对存储设备（硬盘、SSD、USB 设备）上数据的访问。文件系统决定了数据是如何存储、读取和写入的。

你可能会遇到的一些文件系统示例：

• ext4 — 大多数 Linux 发行版的标准文件系统。
• NTFS — Windows 使用的文件系统。
• FAT32 — 常用于外部存储设备和 U 盘。
• XFS, btrfs — Linux 的更高级替代方案，支持快照等功能。

当你将磁盘或 U 盘连接到 Linux 时，文件系统需要被“挂载”，系统才能开始与其交互。我们会通过命令来管理这些（还有其他一些功能）。

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2. 命令 lsblk: 查看已连接的设备

lsblk 命令基础

Linux 提供了许多工具来管理设备和分区。其中一个非常有用的工具是 lsblk 命令。它的全称是 "list block devices"，意思是列出块设备。

语法很简单：

lsblk

这个命令会列出系统中的所有块设备的表格信息，包括硬盘、SSD、USB 存储设备及其分区。

示例输出：

NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0  500G  0 disk 
├─sda1   8:1    0   50G  0 part /
├─sda2   8:2    0  200G  0 part /home
└─sda3   8:3    0  250G  0 part 
sdb      8:16   1   16G  0 disk 
└─sdb1   8:17   1   16G  0 part /media/usb

• NAME: 设备名称。比如 sda, sdb。字母 (a, b...) 表示设备被系统检测到的顺序。
• SIZE: 设备大小。
• TYPE: 设备类型。比如 disk — 物理磁盘，part — 它的分区。
• MOUNTPOINT: 设备在文件系统中挂载的位置。

有用的选项

lsblk 是一个灵活的命令。通过使用额外的参数，你可以获取更多信息：

• lsblk -f — 显示文件系统类型和每个设备的 UUID（唯一标识符）。
• lsblk -o NAME,SIZE,FSTYPE,MOUNTPOINT — 仅显示感兴趣的列（比如名称、大小、文件系统、挂载点）。

示例：

lsblk -f

结果：

NAME   FSTYPE LABEL    UUID                                 MOUNTPOINT
sda                                                         
├─sda1 ext4   rootfs   1111-2222-3333-4444                 /
├─sda2 ext4   home     5555-6666-7777-8888                 /home
└─sda3 swap            9999-AAAA-BBBB-CCCC                 [SWAP]
sdb    vfat   USB_DISK AAAA-BBBB                           /media/usb

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3. 命令blkid：唯一标识的魔法

有时候你需要获取存储设备或其文件系统的详细信息。这时候命令blkid就派上用场了。它的作用是根据文件系统和UUID识别设备。

命令blkid的基础

在没有参数的情况下运行它：

blkid

输出示例：

/dev/sda1: UUID="1111-2222-3333-4444" TYPE="ext4"
/dev/sda2: UUID="5555-6666-7777-8888" TYPE="ext4"
/dev/sda3: UUID="9999-AAAA-BBBB-CCCC" TYPE="swap"
/dev/sdb1: UUID="AAAA-BBBB" TYPE="vfat" LABEL="USB_DISK"

• UUID: 分区的唯一标识符（即使设备重命名，例如从sda变成sdb，它也不会改变）。
• TYPE: 文件系统的类型。
• LABEL: 分区的标签。

UUID的实际用途

UUID在Linux中特别重要，因为设备可能会在启动时动态更改其名称。例如，今天叫做/dev/sda的设备，明天可能变成/dev/sdb。借助UUID，你可以使用稳定的标识来挂载设备。在下一次讲座中，我们将更详细地讨论这一点，其中会涉及/etc/fstab文件的操作。

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4. 处理未挂载的设备

有时候你连接了磁盘或者U盘，但它并没有显示为已挂载。这可能是因为缺少有效的文件系统。用lsblk和blkid可以快速了解发生了什么。

假如你连接了一个USB存储设备，但lsblk的输出是这样的：

NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   1   16G  0 disk 

这意味着设备sdb没有有效的分区。检查blkid的输出，确认上面是否有文件系统：

blkid /dev/sdb

如果没有输出，这就说明：设备还未被格式化。这部分内容我们会在下一讲里讨论。

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5. 比较 lsblk 和 blkid

这两条命令都很有用，但用法不同：

• 用 lsblk 来查看整个系统：什么在哪儿，哪些分区已挂载。
• 用 blkid 来精确查询文件系统的信息（类型、标签、UUID）。

比较表

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6. 示例：从找到设备到了解其结构

任务

1. 找到连接的 USB 设备。
2. 确定其文件系统。
3. 准备设备进行挂载。

步骤

1. 连接设备并执行以下命令：

   lsblk
   

   找到你的设备，比如，sdb。

2. 检查是否存在文件系统：

   blkid /dev/sdb
   

   如果没有文件系统，你会看到空输出。这意味着设备需要格式化。

3. 如果存在文件系统，你会看到其类型和 UUID。现在可以用它来进一步操作（例如挂载）。

现在你已经掌握了在 Linux 中处理文件系统的知识。在下一讲中，我们将处理设备的格式化，创建文件系统并为其工作做好准备！准备好迎接这个把一个“原始”磁盘变成一个可以工作的工具的激动人心的过程吧。