Ubuntu 分割區擴充教學:安全擴大磁碟容量與實用操作步驟全攻略

1. 前言

在使用 Ubuntu 的過程中,您可能會遇到「磁碟空間不足」或「想安裝新應用程式但沒有足夠可用空間」等情境。這時,「分割區擴充」的操作就能發揮作用。所謂分割區擴充,就是將現有的磁碟區(分割區)加大,以更有效率地利用儲存空間的方法。

特別是 Ubuntu 不僅適用於伺服器,也常被用於桌面環境,在虛擬機、VPS(虛擬專用伺服器)、雙重開機等多種情境下,都需要進行分割區管理。不過,許多人也會擔心「該用哪種方式擴充才好?」、「操作錯誤會不會導致資料遺失?」這類問題。

本文將針對想在 Ubuntu 上擴充分割區的用戶,從最簡單的步驟,到 LVM 環境或虛擬環境下的應用範例,都以易懂的方式詳細解說。同時,也會說明分割區操作時應注意的重點,以及如何事先準備、確保作業安全。

本教學內容兼顧「第一次用 Linux 指令操作」的新手到「過去曾在其他發行版進行過分割區調整」的中階用戶,務求對廣大讀者都實用。
雖然進行分割區擴充時需要格外謹慎,但只要掌握正確步驟,就能在保護重要資料的同時,有效運用儲存空間。

2. 進行分割區擴充前的基礎知識

在 Ubuntu 上進行分割區擴充前,若先了解基本知識,更能避免操作失誤和後續問題。這裡會說明分割區及檔案系統的基礎、有無 LVM,以及近年 Ubuntu 分割區配置的趨勢。

2.1 什麼是分割區?

分割區是將實體硬碟、SSD 等儲存裝置,虛擬劃分成多個區塊進行管理的機制。例如,單一磁碟可分為「系統用」、「資料用」等不同區,每個區域都是獨立運作的。在 Ubuntu 中,系統檔案、用戶資料、swap 空間等,也常分屬於不同的分割區。

2.2 分割區表類型(GPT 與 MBR)

用來記錄磁碟分割資訊的方式主要有兩種:「GPT(GUID 分割區表)」與「MBR(主開機記錄)」。

  • MBR:為舊式格式,最多支援 2TB 容量、最多可建 4 個主要分割區。
  • GPT:較新格式,可支援超過 2TB 的大容量磁碟及 128 個以上分割區。目前 Ubuntu 主要以 GPT 為主流。

如果不確定自己的環境是哪一種,可以用 sudo parted -l 指令來查詢。

2.3 是否使用 LVM(邏輯卷管理)

在 Ubuntu 上,分割區可以直接擴充,也可以利用 LVM(Logical Volume Manager)這種彈性的磁碟管理方式。

  • 未使用 LVM(一般分割區)
    這種情況下,像 ext4 等檔案系統會直接建在分割區上,是最常見的案例。
  • 有使用 LVM
    會先在實體磁碟上建立「實體卷(PV)」,再組成「卷群組(VG)」,於其上建立「邏輯卷(LV)」。由於容量調整更彈性,現今伺服器或雲端環境普遍採用。

使用哪一種方式,分割區擴充的步驟也會不同。

2.4 Ubuntu 分割區配置的趨勢

安裝 Ubuntu 時可選擇是否採用 LVM。近年伺服器用途(特別是 20.04 以後)推薦、甚至預設啟用 LVM。
但一般桌面或雙重開機環境,仍以單純分割區(單獨 ext4)為主。

2.5 分割區擴充前的注意事項

進行分割區擴充前,必須確保磁碟上有「未分配空間(unallocated space)」。若未分配空間不在相鄰位置,或磁碟配置特殊,也可能無法擴充,建議先用 lsblkparted 指令檢查目前的磁碟狀況。

此外,請務必事先備份重要資料。不論是操作失誤還是突發狀況,若有備份就能安心進行分割區操作。

3. 依不同擴充方式分類說明

在 Ubuntu 上擴充分割區時,操作步驟會因使用環境及磁碟配置而異。這裡將針對 4 種典型情境——非 LVM 環境、LVM 環境、VPS/雲端(線上)環境,以及雙重開機環境,分別解說具體步驟。

3.1 非 LVM(ext4)環境的分割區擴充

最常見的情況,就是未使用 LVM,檔案系統(如 ext4)直接建在分割區上的狀態。

  1. 增加磁碟容量
  • 虛擬機或 VPS 時,請先於管理介面增加磁碟空間。
  • 實體電腦請確保有可用的未分配空間。
  1. 擴充分割區
  • 用終端機執行 sudo partedsudo fdisk 擴充目標分割區。
  • 以 parted 為例,要擴充 /dev/sda1 可用下列指令:
    sudo parted /dev/sda (parted) resizepart 1 <新的結束位置(如:100%)>
  1. 擴充檔案系統
  • 分割區擴充後,還需進一步擴充檔案系統本身。
  • 如為 ext4,可執行 resize2fs 指令:
    sudo resize2fs /dev/sda1
  • 這樣就能讓新增空間反映在檔案系統上。
  1. 確認擴充結果
  • 完成擴充後,請用 df -h 檢查磁碟容量是否已正確增加。

3.2 LVM 環境下的分割區擴充

若有使用 LVM(Logical Volume Manager),可更彈性地調整容量。

  1. 增加磁碟容量
  • 先擴充實體或虛擬磁碟容量。
  • 實體硬碟時,請確保有未分配空間。
  1. 擴充實體卷(PV)
  • 將新增空間加入 LVM 實體卷。
    sudo pvresize /dev/sda2
  • (設備名稱依環境不同而異)
  1. 擴充邏輯卷(LV)
  • 指定目標邏輯卷並增加容量。
    sudo lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  • -l +100%FREE 代表將所有可用空間分配給該卷。
  1. 擴充檔案系統
  • LVM 上若為 ext4 分割區,請用 resize2fs 擴充。
    sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  1. 結果確認
  • df -hlsblk 檢查容量變化。

3.3 VPS/雲端環境的線上擴充

在 VPS 或雲端主機上,經常需要不重啟就擴充分割區。這時可利用 growpart 指令。

  1. 擴充磁碟容量
  • 在主機商後台操作,先增加磁碟空間。
  1. 擴充分割區(growpart)
  • 若已安裝 cloud-utils 套件,可用 growpart
    sudo growpart /dev/sda 1
  • 這會自動擴充分割區(例:/dev/sda1)。
  1. 擴充檔案系統
  • 再用 resize2fs 擴充檔案系統。
    sudo resize2fs /dev/sda1
  1. 結果確認
  • df -h 驗證結果。

3.4 雙重開機(Windows/Ubuntu)環境的調整

若在同一磁碟上安裝 Windows 和 Ubuntu,若未分配空間不在 Ubuntu 分割區旁邊,則無法直接擴充。

  • 移動未分配空間
  • 可用 Windows 分割區管理工具(如 MiniTool Partition Wizard),把未分配空間移到 Ubuntu 分割區旁。
  • 從 Ubuntu 擴充
  • 依上述步驟進行分割區擴充。
  • 務必備份資料
  • 雙重開機環境易出現問題,作業前請務必備份資料。

4. 疑難排解/常見問答

在執行分割區擴充前後,常會遇到各種疑問或狀況。這裡彙整常見問題、錯誤訊息及其對應解決方法。

4.1 常見問答(FAQ)

Q1. 找不到 Free space(未分配空間),怎麼辦?
A. 分割區擴充需有「未分配空間」。請用 lsblksudo parted /dev/sda print free 檢查磁碟狀態,若沒有空間,請刪除不需要的分割區釋放空間,或在虛擬環境直接增加磁碟容量。

Q2. 沒用 LVM 還要執行 pvresizelvextend 嗎?
A. 沒有使用 LVM 時,不需 pvresizelvextend。一般分割區(如 ext4)只需「分割區擴充→檔案系統擴充」即可。用 lsblksudo pvs 查詢當前環境是哪種模式。

Q3. 分割區旁邊沒有未分配空間,怎麼辦?
A. 擴充分割區時需要相鄰的未分配空間。若空間不相鄰,可用 Windows 的「MiniTool Partition Wizard」等工具調整分割區位置。
實體電腦作業時,請務必先備份資料並小心操作。

Q4. Ubuntu 執行中可以直接調整分割區嗎?
A. 系統分割區(/)或已掛載的分割區通常無法於系統執行時調整,建議用 Live USB(如安裝媒體)啟動進行操作。
多數雲端或 VPS 環境可於掛載狀態線上擴充,但若出現錯誤,則需暫時卸載或重啟。

Q5. swap 空間影響分割區擴充怎麼辦?
A. 若 swap 在 Ubuntu 分割區旁,可先用 swapoff 關閉並刪除 swap,完成擴充後再重建 swap 並修正 /etc/fstab

Q6. 虛擬環境已擴充磁碟容量,但 OS 沒顯示,怎麼辦?
A. 虛擬環境擴充磁碟後,需讓 OS 重新辨識新容量。
echo 1 > /sys/class/block/sdX/device/rescan 或重開機、執行 partprobe 來重新掃描磁碟。

Q7. GPT 與 MBR 差別?該選哪一個?
A. GPT 支援 2TB 以上磁碟及多分割區,現今大多數情況推薦選用 GPT。MBR 僅在需兼容舊式系統時考慮。

4.2 常見錯誤及對應處理

  • “no free space available”
    → 需有相鄰的未分配空間,請調整分割區位置後重試。
  • “device is busy” 或 “resource busy”
    → 分割區正在掛載或被使用,請卸載分割區或用 Live USB 操作。
  • “The partition is currently in use”
    → 目標分割區仍在使用中,請暫停對應服務或重開機後再試。
  • “resize2fs: Bad magic number in super-block”
    → 請檢查分割區格式及指令是否相符。若為 xfs 格式,應使用 xfs_growfs

預先了解這些狀況,可讓您冷靜因應。若有疑問,請參考本文步驟及官方文件或可靠資訊來源。

5. 作業完成後的檢查與總結

完成分割區擴充後,最後務必確認操作結果。有無誤操作或異常,直接關係到重要資料與系統穩定。

5.1 如何確認擴充結果

(1) 查看磁碟容量
可用 df -h 查詢各分割區已用/可用空間,檢查剛擴充的分割區容量是否正確顯示。

df -h

特別是「/」或「/home」等目標區塊,請確認容量是否如預期增加。

(2) 查看分割區配置
lsblk 指令能以樹狀圖方式顯示所有儲存裝置及分割區,方便確認結構和大小變化。

lsblk

(3) 用 parted 查看詳細資訊
可用 sudo parted /dev/sda print free 詳細檢查分割區表及未分配空間。

(4) LVM 環境下的額外確認
如有用 LVM,請用 sudo lvssudo vgs 查詢卷群組與邏輯卷大小。

5.2 作業後的注意事項

  • 備份資料管理
    若分割區擴充及資料/系統運作正常,可整理或刪除臨時備份。不過,若仍有疑慮,建議多保留一段時間。
  • 檢查檔案系統
    建議用 fsck 檢查檔案系統狀態,以防萬一發生異常。
  sudo fsck /dev/sda1

(※執行前請先卸載該分割區)

  • 是否需重開機
    一般情況下不必重開機,但部分虛擬或實體主機,重新開機後才能完全識別新容量。

5.3 總結

只要事前準備完善並按正確流程操作,在 Ubuntu 擴充分割區其實很順利。建議預作備份、隨時確認每一步驟,遇到問題也能冷靜應對。

無論系統維運還是日常使用,分割區與儲存管理都是重要課題。希望本教學能為您的環境帶來實質幫助!

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