我的硬碟到底要加多大, 才會顯示這訊息…?

問題與答案 (FAQ)

Q&A 類別 A: 概念理解類

Q1: 什麼是「磁碟空間」？

• A簡: 指儲存裝置可使用與已使用的容量總和，受分割區與檔案系統管理，決定能存放資料的上限。
• A詳: 磁碟空間是硬碟、SSD 等儲存裝置可用與已用容量的度量，由分割區與檔案系統管理。檔案系統會以叢集或區塊配置空間並記錄已占用、保留與可用部分。可用空間可能因系統預留、配額限制、快照占用而與表面數字不同。了解實際空間需同時檢視分割、檔案系統與平台工具的數據。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q4, A-Q7, B-Q1

Q2: 作業系統會顯示「磁碟空間太多」嗎？

• A簡: 不會。作業系統設計為在空間不足時警示，不會因空間太多而報錯。
• A詳: 主流作業系統不會提示「空間太多」。人機互動原則偏重例外與風險，因此提供「空間不足」或「即將耗盡」告警，以避免資料寫入失敗。即使空間極大，也僅在相容性、格式化或控制器限制上提醒。網路上「空間太多」多屬惡搞截圖或玩笑梗圖。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q2, B-Q24, A-Q14

Q3: 為什麼會顯示「磁碟空間不足」？

• A簡: 因可用空間低於系統或應用設定的門檻，預防寫入失敗與系統不穩定。
• A詳: 當可用空間低於預設或自訂閾值，系統會顯示不足警示。目的在確保檔案保存、更新安裝與日誌寫入不會中斷。影響因素包括大型檔案、日誌暴增、快照、回收桶、保留空間與配額。不同平台的預警門檻與彈性各異，但核心是避免服務中斷與資料損毀。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q2, D-Q1, D-Q7

Q4: 磁碟容量的單位與換算方式是什麼？

• A簡: 廠商多用十進位（GB），系統常以二進位（GiB）顯示，造成標示與顯示不一致。
• A詳: 容量標示常見兩套：十進位（1 GB=10^9 位元組）為儲存廠商慣用；二進位（1 GiB=2^30 位元組）為系統與工程常用。再加上檔案系統中繼資料、預留空間與快照占用，導致使用者看到的可用/總容量與包裝標示不同。理解換算能避免誤判容量「被吃掉」。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q4, A-Q14, D-Q10

Q5: 磁碟（HDD）與固態硬碟（SSD）有何差異？

• A簡: HDD 以磁性碟盤旋轉讀寫；SSD 以快閃記憶體儲存，速度快、無機械結構。
• A詳: HDD 由碟盤與讀寫磁頭組成，容量成本低、順序吞吐佳；SSD 以 NAND 儲存，具低延遲、高 IOPS、抗震、低功耗。SSD 寿命受寫入次數影響，需要 TRIM/GC 維持效能。容量、耐用、成本與效能的取捨影響選型，常見混合部署（熱資料 SSD、冷資料 HDD）。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q8, C-Q9, D-Q9

Q6: 什麼是「分割區」與「卷」？

• A簡: 分割區是磁碟的邏輯切片；卷為檔案系統掛載單位，可能跨多分割或多磁碟。
• A詳: 分割區將物理磁碟切成區段，便於多系統或不同用途管理；卷（Volume）是檔案系統實際掛載與使用的單位，可對應單一分割、RAID 集或 LVM 聚合。卷的大小、冗餘與彈性取決於底層架構（MBR/GPT、RAID、LVM）。理解兩者關係有助安全擴容與備份。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q9, B-Q11, C-Q7

Q7: 什麼是檔案系統？常見有哪些？

• A簡: 檔案系統管理檔案與目錄儲存結構，常見 NTFS、ext4、APFS、XFS、exFAT。
• A詳: 檔案系統提供命名、目錄、權限、分配與回收機制，確保資料一致性與效能。常見有 NTFS（Windows）、ext4/XFS（Linux）、APFS（macOS）、exFAT（跨平台可攜）。各自支援不同的最大檔案/容量、權限、快照、壓縮與日誌能力。選擇取決於平台、相容與功能需求。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q8, B-Q3, B-Q9

Q8: NTFS、exFAT、FAT32、ext4、APFS 有何差異？

• A簡: 差異在最大容量、權限、安全、日誌、相容性與跨平台支援程度。
• A詳: FAT32 相容廣但單檔 4GB 限制；exFAT 適合隨身儲存，無 4GB 限制；NTFS 支援 ACL、壓縮、日誌，適合 Windows；ext4 穩定、支援大容量，Linux 常用；APFS 為 macOS 現行，支援快照、空間共享。選擇時需平衡功能與跨平台需求。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q3, C-Q6, D-Q10

Q9: MBR 與 GPT 有什麼不同？

• A簡: MBR 支援較小容量與最多四主分割；GPT 支援超大容量與更多分割且更可靠。
• A詳: MBR 以 32 位址空間描述，單磁碟與分割大小受限，最多四個主分割（或含延伸）；GPT 使用 64 位址，支援超大磁碟與大量分割，具有備援表與 CRC 校驗提升可靠性。新系統建議使用 GPT，搭配 UEFI 啟動更佳相容與安全。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q5, C-Q8, D-Q10

Q10: 檔案系統的最大檔案與容量限制？

• A簡: 各檔案系統設有限制；需查規格以避免單檔或卷大小超過上限。
• A詳: FAT32 單檔 4GB、卷最多 8TB（依叢集）；NTFS 單檔與卷可達 TB~PB 等級；ext4 單檔至 16TB、卷至 1EB（實務受配置影響）；APFS 支援極大理論上限。實務受叢集大小、控制器、OS 版本與工具限制。規劃前應確認需求與上限。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q8, B-Q3, C-Q10

Q11: 什麼是磁碟配額（Quota）？

• A簡: 限制使用者或群組可使用的檔案數量或容量，避免資源被少數人耗盡。
• A詳: 配額在檔案系統層限制空間或檔案數（inode）使用，按使用者/群組套用。可設定硬限制（不得超過）與軟限制（可短暫超過並警告）。常用於多人系統、共享主機、教育環境，防止無限制寫入造成服務中斷。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q6, C-Q6, D-Q3

Q12: 為何空間看似足夠仍無法寫入？

• A簡: 可能因配額、inode 用盡、保留空間、快照占用或開啟檔案未釋放。
• A詳: 即便 df 顯示有空間，仍可能寫入失敗。常見因配額達上限、inode 耗盡（小檔過多）、系統保留空間（如 ext4 reserved）、快照佔用底層空間、已刪檔案仍被程序佔用、或磁碟壞軌導致寫入失敗。需針對原因逐一排查與處置。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: D-Q2, D-Q3, B-Q15

Q13: 什麼是 TRIM 與垃圾回收（GC）？

• A簡: SSD 用於回收已刪除區塊與整理寫入，維持效能與壽命。
• A詳: TRIM 讓 OS 告知 SSD 哪些區塊可回收，以便控制器進行垃圾回收與寫入放大管理。GC 將分散有效資料整合，釋放整頁/整塊以提升寫入效率。未啟用 TRIM 時，SSD 可能因無法預先清理而變慢。現代 OS 多支援自動 TRIM。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q8, D-Q9, C-Q2

Q14: 為何實際容量小於包裝標示？

• A簡: 單位換算差異、檔案系統開銷、保留空間、備援與快照造成落差。
• A詳: 包裝採十進位標示，系統以二進位呈現；此外檔案系統中繼資料、日誌、對齊、叢集占用、保留空間（例如 ext4 5%）、RAID 校驗與快照都會占掉部分容量。故顯示值小於標示屬正常，需辨識各因素比例與來源。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q4, B-Q15, D-Q10

Q15: 為什麼需要監控磁碟空間？

• A簡: 預防服務中斷與資料寫入失敗，及早處理異常並規劃容量。
• A詳: 磁碟滿會導致應用寫入錯誤、資料庫中斷、系統更新失敗與日誌遺失。監控可及早偵測異常成長（如日誌暴增）、設定告警與自動清理，並提供趨勢以做容量規劃。對 SLA、可靠度與成本控管至關重要。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q20, C-Q4, C-Q5

Q16: 什麼是 RAID？為何影響容量與可靠度？

• A簡: 透過多顆磁碟組成陣列，換取效能或冗餘，不同等級取捨容量與保護。
• A詳: RAID0 併條增速但無冗餘；RAID1 鏡像保護但容量對半；RAID5/6 以校驗提供容錯並犧牲部分容量；RAID10 兼具效能與冗餘但成本高。選擇取決於可用容量、效能與容錯需求。陣列層會改變可見容量與風險分佈。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q10, C-Q10, D-Q8

Q17: Linux 中 inode 與磁碟使用率差在哪？

• A簡: 磁碟使用率看空間，inode 使用率看檔案數；inode 用盡也會寫入失敗。
• A詳: inode 是檔案中繼資料節點，記錄權限、位置等。df 顯示空間利用率，df -i 顯示 inode 利用率。大量小檔或不當配額可能先用完 inode，即使空間仍剩餘。監控需同時觀察兩者，避免誤判。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q7, D-Q3, C-Q2

Q18: 什麼是稀疏檔（Sparse file）？

• A簡: 允許檔案宣告大尺寸但未配置對應空間，僅在寫入時實配。
• A詳: 稀疏檔用洞（holes）表示未寫區域，不占磁碟空間，實際占用隨寫入成長。常見於虛擬磁碟、資料庫、快照。報表可能顯示檔案邏輯大小很大，但實際占用較小。清理與備份需識別稀疏屬性以避免費時與容量誤估。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q12, C-Q10, D-Q8

Q19: 什麼是資料重複刪除與壓縮？差異？

• A簡: 壓縮減少資料冗餘度；重複刪除跨檔或區塊去除重複內容。
• A詳: 壓縮透過編碼降低資料體積，適合可壓縮格式；重複刪除以指紋比對相同區塊，僅保存一次，適合備份或相似檔案多的場景。兩者可並用，需考量 CPU 開銷、延遲與資料型態。對容量與成本影響顯著。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q14, C-Q9, D-Q6

Q20: 什麼是日誌型檔案系統（Journaling）？

• A簡: 先記錄變更日誌再提交寫入，提升一致性，代價是部分空間與寫入開銷。
• A詳: Journaling 在提交前將變更記錄於日誌區，當斷電或異常時可回放或回滾，避免檔案系統損壞。NTFS、ext4、XFS、APFS 皆為日誌型。其需要少量額外空間與 I/O，但帶來可靠性提升，是現代系統主流。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q9, A-Q14, D-Q7

Q21: ext4 為何預留空間？能調整嗎？

• A簡: 預設保留約 5% 給 root 與避免碎片；可用 tune2fs 調整比例。
• A詳: ext4 預留空間降低高使用率時碎片化風險並保證系統可寫入關鍵日誌。對大型資料卷可適度下調預留比例以釋放容量。使用 tune2fs -m <百分比> 可修改，需先卸載或唯讀掛載，並評估風險與效能影響。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q15, C-Q2, D-Q10

Q22: 交換空間（Swap）與磁碟空間關係？

• A簡: Swap 以磁碟模擬記憶體，會占用部分空間並影響效能表現。
• A詳: 當 RAM 不足時，系統將不常用頁面換入 Swap（檔案或分割區）。它占用磁碟空間且存取較慢，過度依賴會影響效能。容量規劃需兼顧 RAM 與 Swap 大小。SSD 上使用需評估寫入壽命與 TRIM 支援。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q2, D-Q1, B-Q8

Q23: 檔案碎片化如何影響容量與效能？

• A簡: 碎片化使檔案分散，降低讀寫效率，但容量影響有限。
• A詳: 碎片化主要造成隨機存取增加、延遲上升，對 HDD 影響明顯；SSD 受快取與控制器影響較小。容量上，多為管理開銷增加，不會造成大幅可用空間消失。定期重組（HDD）或維持足夠空間可緩解。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q22, D-Q9, A-Q5

Q24: 為何網路常見「磁碟空間太多」梗圖？

• A簡: 因作業系統不會這樣設計，反差幽默；多為惡搞截圖或翻拍。
• A詳: 「磁碟空間太多」違反日常經驗與設計常識，形成反差喜感。實務上系統僅在不足時提醒，太多不構成風險。該梗能引發對容量與告警設計的討論，但不代表實際產品行為。辨識資訊真偽仍重要。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q2, B-Q24, A-Q15

Q25: 容量規劃的核心原則是什麼？

• A簡: 以基線與成長率估算，預留安全裕度並設計可擴充架構與告警。
• A詳: 收集歷史使用趨勢建立基線，估算日/週/月成長。考慮尖峰、備份快照、臨時檔與災備需求，設定通知與自動清理。架構上採用可線性擴充的方案（LVM、RAID、雲儲存），並定期複核假設以避免過度或不足投資。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q22, C-Q7, C-Q10

Q26: 虛擬磁碟與實體磁碟有何不同？

• A簡: 虛擬磁碟為檔案形式，容量可薄供應；實體為硬體，容量固定。
• A詳: 虛擬磁碟（VMDK/VHDX）是檔案，支援薄供應（隨用隨長）與快照，易於遷移與備份；實體磁碟固定容量、效能與壽命由硬體決定。虛擬層還有資料存放於資料存放區（datastore）的額外抽象，需同步監控宿主與客體容量避免雙重耗盡。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q12, C-Q10, D-Q8

Q&A 類別 B: 技術原理類

Q1: 作業系統如何計算可用/已用磁碟空間？

• A簡: 透過檔案系統中繼資料統計已分配區塊與可用區塊，再加上保留與快照因素。
• A詳: 技術原理說明：OS 讀取超級區塊與位圖，統計已用/可用區塊。關鍵步驟或流程：掛載時更新統計、寫入時標記、垃圾收集與回收桶延遲釋放。核心組件介紹：超級區塊、位圖/空間管理器、快照/CoW 模組與保留空間設定。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q1, A-Q12, B-Q17

Q2: 低空間警示與通知的機制如何運作？

• A簡: 以門檻觸發事件，UI 氣泡或通知中心提示，並寫入事件/系統日誌。
• A詳: 技術原理說明：系統守護行程定期檢查剩餘容量或百分比。關鍵步驟或流程：監控→比較門檻→發送通知→觸發清理策略。核心組件介紹：Windows Storage Service、Linux systemd-tmpfiles/logrotate、通知中心/事件檢視器。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q3, C-Q4, C-Q5

Q3: 檔案系統位址空間如何決定上限？

• A簡: 由位址寬度與叢集大小決定，受實作與工具限制影響實務上限。
• A詳: 技術原理說明：位址空間=位元數×區塊大小，決定可索引容量。關鍵步驟或流程：格式化時選擇區塊/叢集大小、建立 inode/元資料。核心組件介紹：位址指標、間接塊、B-Tree/Extent、超級區塊設定。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q10, A-Q8, B-Q19

Q4: 十進位與二進位單位如何在系統中換算？

• A簡: OS 以 2 的次方計算，廠商以 10 的次方標示；顯示與標示產生差異。
• A詳: 技術原理說明：GiB=2^30，GB=10^9；UI 可能簡化顯示。關鍵步驟或流程：系統呼叫 API 取回位元組數，UI 再換算。核心組件介紹：Windows GetDiskFreeSpaceEx、Linux statvfs、macOS NSFileManager 與 ByteCountFormatter。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q4, A-Q14, D-Q10

Q5: MBR/GPT 分割表的技術原理？

• A簡: MBR 用 32 位 LBA 與四分割；GPT 用 64 位 LBA、備援表與 CRC 校驗。
• A詳: 技術原理說明：GPT 在磁碟頭尾各存分割表並以 CRC 校驗完整性。關鍵步驟或流程：初始化→建立/刪除分割→寫入表→同步備援。核心組件介紹：保護 MBR、主/備 GPT 表、分割項目陣列與 GUID 型分割類型。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q9, C-Q8, D-Q10

Q6: 配額（Quota）技術架構與流程？

• A簡: 以索引記錄帳號用量，寫入/刪除時檢查限額，逾限觸發警告或拒絕。
• A詳: 技術原理說明：配額檔追蹤空間與 inode 用量。關鍵步驟或流程：啟用配額→掃描建檔→即時更新→軟/硬限制處理。核心組件介紹：quotaon/quotaoff、edquota、內核配額模組與報表工具。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q11, C-Q6, D-Q3

Q7: inode 的運作機制？

• A簡: inode 儲存檔案中繼資料與資料指標，數量有限，耗盡會阻止新檔建立。
• A詳: 技術原理說明：inode 包含權限、時間戳、資料位址。關鍵步驟或流程：格式化分配 inode 表→建立檔案分配 inode→回收釋放。核心組件介紹：inode 表、資料區塊、目錄項與連結計數（硬/符號連結）。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q17, D-Q3, B-Q3

Q8: SSD 的 TRIM/GC 原理？

• A簡: TRIM 宣告可回收區塊，GC 內部合併有效資料，減少寫入放大維持效能。
• A詳: 技術原理說明：FTL 將邏輯位址對映至實體頁；TRIM 標記無效頁。關鍵步驟或流程：OS 發 TRIM→控制器標記→閒時 GC 合併→釋放擦除塊。核心組件介紹：FTL、Wear Leveling、SLC/MLC/TLC、OP 保留空間。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q13, D-Q9, C-Q2

Q9: Journaling 的工作流程與組件？

• A簡: 先寫日誌後提交，異常時回放或回滾，確保一致性與快速復原。
• A詳: 技術原理說明：Write Ahead Logging。關鍵步驟或流程：開始交易→寫日誌→寫資料→標記完成→清理。核心組件介紹：Journal 區、Transaction、Checkpoint、Recovery 程序。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q20, D-Q7, B-Q1

Q10: RAID 0/1/5/6/10 的原理與取捨？

• A簡: 以條帶與鏡像/校驗達成效能與容錯，容量與可靠度權衡不同。
• A詳: 技術原理說明：條帶分散 I/O，鏡像複製，校驗計算恢復。關鍵步驟或流程：建立陣列→初始化→重建/校驗→失效處理。核心組件介紹：RAID 控制器、條帶大小、校驗演算法（XOR、Q parity）。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q16, C-Q10, D-Q8

Q11: LVM 的架構與擴容流程？

• A簡: 藉由 PV-VG-LV 抽象彈性管理，支援線上擴充與快照。
• A詳: 技術原理說明：將實體磁碟抽象為 PV，聚合成 VG，分配 LV。關鍵步驟或流程：新增磁碟→pvcreate→vgextend→lvextend→檔案系統擴容。核心組件介紹：PV/VG/LV、PE/LE、thin pool 與快照。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q7, D-Q1, B-Q12

Q12: Thin Provisioning 的機制？

• A簡: 宣告大容量實際按需配置，提高利用率但需監控底層實際空間。
• A詳: 技術原理說明：邏輯空間大於實體，寫時配置。關鍵步驟或流程：建立 thin pool→配置 thin LV/虛擬磁碟→監控使用→預警溢出。核心組件介紹：thin pool、mapping table、overcommit 比例、宿主資料存放區。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q18, A-Q26, D-Q8

Q13: Snapshot 的寫入時複製原理？

• A簡: 透過寫入時複製保留舊資料，快照後變更才複製到新區域保存歷史。
• A詳: 技術原理說明：Copy-on-Write。關鍵步驟或流程：建立快照→寫入攔截→保存原資料→更新映射。核心組件介紹：快照索引、參照計數、差異區、合併/清理機制。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q18, D-Q7, C-Q10

Q14: 壓縮與重複資料刪除的內部機制？

• A簡: 壓縮以編碼減冗，重複刪除以雜湊切塊比對，只存唯一資料。
• A詳: 技術原理說明：串流壓縮（LZ4/zstd）與內容定界切塊（CDC）。關鍵步驟或流程：分塊→計算指紋→查重→引用更新。核心組件介紹：指紋索引、重複區塊存放、即時/離線處理模式。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q19, C-Q9, D-Q6

Q15: ext4 5% 預留空間的設計原理？

• A簡: 為系統與碎片抑制而設的保護緩衝，可調整以兼顧可靠與容量。
• A詳: 技術原理說明：預留給 root 與日誌，維持低碎片率。關鍵步驟或流程：格式化設定預設比例→可後調整。核心組件介紹：reserved block count、tune2fs 工具、權限檢查與回退策略。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q21, D-Q10, C-Q2

Q16: Windows Storage Sense 與磁碟清理機制？

• A簡: 自動清理暫存與回收桶，依門檻策略釋放空間並發出提示。
• A詳: 技術原理說明：背景服務監控空間，觸發清理規則。關鍵步驟或流程：偵測→判斷規則→刪除暫存/舊更新→報告。核心組件介紹：StorageService、DISM 清理、Temp/Downloads/WinSxS 管理。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q1, C-Q4, D-Q4

Q17: df 與 du 為何數字不同？背後機制？

• A簡: df 看檔案系統空間；du 看目錄已可見檔案大小，開啟中已刪檔會造成落差。
• A詳: 技術原理說明：df 讀 superblock 統計；du 遍歷檔案樹加總。關鍵步驟或流程：刪檔但程序仍持有→空間未釋放。核心組件介紹：檔案描述符、link count、/proc//fd 觀察與 lsof 工具。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: D-Q2, C-Q2, A-Q12

Q18: API 如何回報磁碟資訊（Windows/Linux/macOS）？

• A簡: 提供系統呼叫與結構回傳容量、分割與檔案系統屬性。
• A詳: 技術原理說明：系統呼叫封裝 VFS/內核資訊。關鍵步驟或流程：應用呼叫→內核查詢→回傳結構。核心組件介紹：Windows GetDiskFreeSpaceEx、Linux statvfs/statfs、macOS URLResourceValues。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q1, B-Q4, C-Q4

Q19: 檔案系統叢集大小如何影響利用率？

• A簡: 叢集越大小檔浪費越多，但管理成本較低；需依工作負載選擇。
• A詳: 技術原理說明：最小配置單位為叢集，內部碎片造成空間浪費。關鍵步驟或流程：格式化時選擇叢集大小→依檔案分布評估。核心組件介紹：allocation unit、內部碎片、目錄與索引結構影響。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q23, D-Q10, B-Q3

Q20: 監控系統如何實作磁碟告警（Prometheus 等）？

• A簡: 透過匯出器收集指標，設定規則與警報管道，依門檻通知。
• A詳: 技術原理說明：拉取/推送指標模型。關鍵步驟或流程：部署 node_exporter→抓取 metrics→Alertmanager 規則→通知 Slack/Email。核心組件介紹：Exporter、TSDB、Alertmanager、Rule Engine。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q5, A-Q15, D-Q7

Q21: 虛擬化平台如何呈現虛擬磁碟大小？

• A簡: 對客體呈現邏輯大小，可薄供應；宿主實際占用需另行監控。
• A詳: 技術原理說明：hypervisor 對映虛擬磁碟檔至客體 block device。關鍵步驟或流程：建立虛擬磁碟→指派給 VM→隨寫入成長。核心組件介紹：VMDK/VHDX、datastore、thin/thick、balloon 驅動。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q26, B-Q12, D-Q8

Q22: 容量規劃的數學模型與流程？

• A簡: 以線性或季節性模型估算趨勢，設安全邊界，定期校正。
• A詳: 技術原理說明：移動平均、指數平滑、回歸或 Prophet。關鍵步驟或流程：收集→清洗→建模→驗證→部署→迭代。核心組件介紹：時序資料庫、儀表板、告警門檻與 SLO 對應。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q25, C-Q4, C-Q5

Q23: ZFS/Btrfs 的校驗與自我修復機制？

• A簡: 全域校驗與副本/RAID 搭配 scrub，能發現並修復靜默錯誤。
• A詳: 技術原理說明：每區塊帶 checksum，讀取比對，異常由鏡像/校驗重建。關鍵步驟或流程：寫入→產生校驗→scrub 背景掃描→修復。核心組件介紹：CoW、校驗碼、快照、送出/接收複製。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: A-Q19, B-Q13, D-Q7

Q24: 為何「太多空間」不會變成錯誤？人機介面考量？

• A簡: 錯誤應反映風險與行動，空間多不構成風險，僅在相容或限制上提示。
• A詳: 技術原理說明：使用者介面以問題導向設計，避免噪音告警。關鍵步驟或流程：定義告警準則→評估影響→只在風險時提示。核心組件介紹：通知中心、嚴重度分級、可操作建議（actionable）。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q2, A-Q24, B-Q2

Q&A 類別 C: 實作應用類（10題）

Q1: 如何在 Windows 快速查看與清理磁碟空間？

• A簡: 以「儲存空間」與「磁碟清理/Storage Sense」檢視並移除暫存、回收桶與舊更新。
• A詳: 具體實作步驟：設定→系統→儲存空間檢視；啟用 Storage Sense；執行磁碟清理或 DISM。關鍵程式碼片段或設定：PowerShell Get-Volume；DISM /Online /Cleanup-Image /StartComponentCleanup。注意事項與最佳實踐：先檢視 WinSxS 影響、避免刪除必要驅動，定期排程清理。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q16, D-Q4, A-Q15

Q2: 如何在 Linux 檢視與釋放磁碟空間？

• A簡: 用 df/du 檢視，用 journalctl、logrotate、package manager 清理暫存與快取。

• A詳: 具體實作步驟：df -h、du -sh /*

  sort -h；journalctl –vacuum-time=7d；apt/yum clean all。關鍵程式碼片段或設定：lsof

  grep deleted；logrotate 設定週期。注意事項與最佳實踐：先找最大目錄，避免直接 rm -rf /var/log/*，檢查 inode 使用率 df -i。

• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q17, D-Q2, D-Q1

Q3: 如何在 macOS 檢視與釋放磁碟空間？

• A簡: 透過「關於本機→儲存空間」與管理工具，清理快取、下載與 iOS 備份。
• A詳: 具體實作步驟：蘋果選單→關於本機→儲存空間→管理；清理垃圾桶、舊 iOS 備份；使用 tmutil 刪除舊本機快照。關鍵程式碼片段或設定：tmutil listlocalsnapshots /；sudo tmutil deletelocalsnapshots 。注意事項與最佳實踐：避免刪除 Photos/Library 原始檔，先備份。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: D-Q5, A-Q7, B-Q13

Q4: 如何設定 Windows 磁碟空間告警（PowerShell + 工作排程）？

• A簡: 撰寫腳本檢測門檻並寄信/通知，以工作排程定期執行。
• A詳: 具體實作步驟：撰寫 PowerShell 取用率；門檻比較；寄信。關鍵程式碼片段或設定：Get-PSDrive -PSProvider FileSystem；Send-MailMessage；Task Scheduler 觸發每日執行。注意事項與最佳實踐：使用安全憑證、避免過度通知，分級門檻 80/90/95%。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q2, B-Q20, A-Q15

Q5: 如何設定 Linux 磁碟空間告警（bash + cron + mail）？

• A簡: 用 shell 腳本檢查 df 門檻，透過 mailx 或 webhook 發送通知並以 cron 排程。

• A詳: 具體實作步驟：撰寫檢查腳本；設定 /etc/cron.d 排程；配置 mail。關鍵程式碼片段或設定：df -P

  awk 判斷%>閾值；mail -s “Low disk” admin@；或 curl webhook。注意事項與最佳實踐：限制頻率、寫入日誌、區分系統與資料分割。

• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q20, D-Q7, A-Q15

Q6: 如何啟用與設定 Linux 檔案系統配額（ext4/XFS）？

• A簡: 掛載啟用 usrquota/grpquota，建立配額索引並設定使用者/群組限制。
• A詳: 具體實作步驟：/etc/fstab 加 usrquota,grpquota；mount -o remount；quotacheck -cum /；quotaon /；edquota user。關鍵程式碼片段或設定：repquota -a 檢視。注意事項與最佳實踐：先通知使用者、設軟硬限制與寬限期、監控超限事件。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q6, A-Q11, D-Q3

Q7: 如何擴充 Linux LVM 分割區與檔案系統？

• A簡: 新增磁碟至 VG，再擴展 LV 與檔案系統，確保備份與步驟順序正確。
• A詳: 具體實作步驟：fdisk/gdisk 建 PV→pvcreate→vgextend→lvextend -r /dev/vg/lv。關鍵程式碼片段或設定：xfs_growfs 或 resize2fs。注意事項與最佳實踐：先快照或備份、確認對應檔案系統支援線上擴充、避免超賣 thin pool。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q11, D-Q1, A-Q6

Q8: 如何將 MBR 磁碟轉 GPT 並擴容（Windows）？

• A簡: 使用 MBR2GPT 工具轉換後以磁碟管理擴展分割，建議先完整備份。
• A詳: 具體實作步驟：確認 UEFI 支援→mbr2gpt /validate /allowFullOS→mbr2gpt /convert→磁碟管理擴充。關鍵程式碼片段或設定：bcdedit 檢查啟動模式。注意事項與最佳實踐：關閉 BitLocker、備份還原點、確保電源穩定。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q9, B-Q5, D-Q10

Q9: 如何治理 Docker 的磁碟使用與清理？

• A簡: 定期清理未用的 images/containers/volumes，控制日誌與建置快取。
• A詳: 具體實作步驟：docker system df；docker system prune -a；限制 log-opt max-size；使用多階段建置。關鍵程式碼片段或設定：/etc/docker/daemon.json 設定日誌輪替。注意事項與最佳實踐：先審核影響、避免刪除在用 volume、加上保留標籤。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: D-Q6, A-Q19, B-Q17

Q10: 如何在虛擬化平台擴展虛擬磁碟（VMware/Hyper-V）？

• A簡: 先在宿主擴大虛擬磁碟，再於客體 OS 擴容分割與檔案系統。
• A詳: 具體實作步驟：vSphere/Hyper-V 擴大 VMDK/VHDX→客體辨識新容量→擴展分割（gparted/diskmgmt）→擴充檔案系統。關鍵程式碼片段或設定：Windows diskpart；Linux growpart + resize2fs。注意事項與最佳實踐：備份、關閉快照、注意 thin datastore 可用空間。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q26, B-Q21, D-Q8

Q&A 類別 D: 問題解決類（10題）

Q1: 遇到「No space left on device」怎麼辦？

• A簡: 先確認 df 與 df -i，再找出最大目錄與異常檔案，清理或擴容並建立告警。
• A詳: 問題症狀描述：寫入失敗、服務中斷、錯誤 ENOSPC。可能原因分析：空間或 inode 用盡、日誌暴增、快照佔用。解決步驟：df/df -i→du 排查→lsof 找已刪仍占用→清理與重啟相關程序→暫時擴容。預防措施：告警門檻、logrotate、容量規劃。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q17, C-Q2, A-Q15

Q2: 為何 df 與 du 數字不一致？如何處理？

• A簡: 已刪但仍被程序開啟的檔案未釋放，需找出程序並重啟或關閉。

• A詳: 問題症狀描述：df 顯示滿、du 看不出大檔。可能原因分析：deleted 檔案被占用、掛載點被覆蓋。解決步驟：lsof

  grep deleted；檢查 /proc/*/fd；重啟相關服務。預防措施：監控 open files、定期輪轉日誌避免巨檔。

• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q17, C-Q2, A-Q12

Q3: inode 用盡但空間未滿如何處理？

• A簡: 清理大量小檔、調整配額或以較大 inode 比例重新格式化。
• A詳: 問題症狀描述：無法建立新檔，df -i 100%。可能原因分析：小檔暴增、配額限制。解決步驟：找出含大量小檔目錄→壓縮/打包或清理→必要時搬移資料並以較高 inode 密度重建檔案系統。預防措施：限制暫存檔生成、logrotate、配額控管。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: A-Q17, B-Q7, C-Q6

Q4: Windows 更新因空間不足失敗如何解決？

• A簡: 執行磁碟清理與 DISM，移除舊更新，暫時外接儲存或擴容系統分割。
• A詳: 問題症狀描述：Windows Update 錯誤代碼與安裝中止。可能原因分析：WinSxS/暫存檔占滿。解決步驟：磁碟清理→DISM /StartComponentCleanup→移除暫存與回收桶→外接儲存作為臨時空間→擴展 C 槽。預防措施：啟用 Storage Sense、保留至少 20GB 可用空間。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: C-Q1, B-Q16, A-Q15

Q5: macOS 顯示已滿但找不到大檔，怎麼辦？

• A簡: 檢查本機快照與系統資料，使用 tmutil 移除舊快照並重新索引。
• A詳: 問題症狀描述：儲存管理顯示「系統資料」占用異常。可能原因分析：Time Machine 本機快照、Spotlight 索引、容器共享。解決步驟：tmutil listlocalsnapshots；刪除舊快照；sudo mdutil -E / 重建索引。預防措施：定期外接備份、保留足夠空間。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q3, B-Q13, A-Q7

Q6: Docker 占滿磁碟如何清理？

• A簡: 清理未用映像、容器、建置快取與日誌，設定日誌輪替與保留策略。
• A詳: 問題症狀描述：/var/lib/docker 暴增、ENOSPC。可能原因分析：dangling images、無限制日誌、層快取。解決步驟：docker system prune -a；清理未用 volumes；調整 log-opt。預防措施：CI 建置策略、定期清理、監控磁碟使用。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: C-Q9, B-Q14, A-Q19

Q7: 日誌暴增造成空間不足如何控管？

• A簡: 啟用 logrotate/壓縮與保留天數，審核日誌等級與輸出目的地。
• A詳: 問題症狀描述：/var/log 或應用日誌迅速成長。可能原因分析：DEBUG 等級、rotate 失效。解決步驟：檢查 logrotate 設定→啟用壓縮與 size/time 觸發→調整日誌等級→導向集中式系統。預防措施：容量告警、守門檻自動壓縮。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: B-Q9, C-Q2, B-Q20

Q8: VM thin 虛擬磁碟佔滿 datastore 如何緊急處理？

• A簡: 立刻暫停高寫入 VM、釋放宿主空間、擴展 datastore 或 Storage vMotion。
• A詳: 啍題症狀描述：datastore 到達 100%，VM I/O 錯誤。可能原因分析：過度薄供應、快照堆疊。解決步驟：刪除不必要快照→清理 ISO/暫存→臨時加掛存放→Storage vMotion→擴容。預防措施：監控使用率、設定門檻、限制 overcommit。
• 難度: 高級
• 學習階段: 進階
• 關聯概念: B-Q12, C-Q10, A-Q26

Q9: SSD 空間不足導致效能下降，如何復原？

• A簡: 釋放空間、確保 TRIM 啟用、預留 OP 空間並更新韌體。
• A詳: 問題症狀描述：寫入延遲升高、吞吐下降。可能原因分析：寫入放大、GC 壓力、TRIM 未啟用。解決步驟：釋放 10–20% 空間→驗證 TRIM（fstrim/defrag /L /O）→預留過度配置→韌體更新。預防措施：維持空間裕度、自動 fstrim 排程。
• 難度: 中級
• 學習階段: 核心
• 關聯概念: B-Q8, C-Q2, A-Q5

Q10: 容量顯示遠小於標示，如何診斷？

• A簡: 檢查單位換算、分割表、RAID/保留空間與快照，占用來源逐一排除。
• A詳: 問題症狀描述：新磁碟可用顯示明顯較小。可能原因分析：GB/GiB 差異、分割未擴展、RAID 校驗、ext4 預留、快照。解決步驟：確認單位→列出分割與檔案系統→檢查預留與快照→必要時擴展。預防措施：規劃叢集大小、初始化時正確設定。
• 難度: 初級
• 學習階段: 基礎
• 關聯概念: A-Q4, A-Q14, B-Q15

學習路徑索引

• 初學者：建議先學習哪 15 題
  • A-Q1: 什麼是「磁碟空間」？
  • A-Q2: 作業系統會顯示「磁碟空間太多」嗎？
  • A-Q3: 為什麼會顯示「磁碟空間不足」？
  • A-Q4: 磁碟容量的單位與換算方式是什麼？
  • A-Q5: 磁碟（HDD）與固態硬碟（SSD）有何差異？
  • A-Q7: 什麼是檔案系統？常見有哪些？
  • A-Q8: NTFS、exFAT、FAT32、ext4、APFS 有何差異？
  • A-Q14: 為何實際容量小於包裝標示？
  • A-Q15: 為什麼需要監控磁碟空間？
  • A-Q23: 檔案碎片化如何影響容量與效能？
  • B-Q4: 十進位與二進位單位如何在系統中換算？
  • B-Q2: 低空間警示與通知的機制如何運作？
  • C-Q1: 如何在 Windows 快速查看與清理磁碟空間？
  • C-Q2: 如何在 Linux 檢視與釋放磁碟空間？
  • D-Q1: 遇到「No space left on device」怎麼辦？
• 中級者：建議學習哪 20 題
  • A-Q6: 什麼是「分割區」與「卷」？
  • A-Q9: MBR 與 GPT 有什麼不同？
  • A-Q10: 檔案系統的最大檔案與容量限制？
  • A-Q11: 什麼是磁碟配額（Quota）？
  • A-Q12: 為何空間看似足夠仍無法寫入？
  • A-Q16: 什麼是 RAID？為何影響容量與可靠度？
  • A-Q17: Linux 中 inode 與磁碟使用率差在哪？
  • A-Q18: 什麼是稀疏檔（Sparse file）？
  • B-Q1: 作業系統如何計算可用/已用磁碟空間？
  • B-Q5: MBR/GPT 分割表的技術原理？
  • B-Q6: 配額（Quota）技術架構與流程？
  • B-Q7: inode 的運作機制？
  • B-Q9: Journaling 的工作流程與組件？
  • B-Q11: LVM 的架構與擴容流程？
  • B-Q17: df 與 du 為何數字不同？背後機制？
  • C-Q4: 如何設定 Windows 磁碟空間告警（PowerShell + 工作排程）？
  • C-Q5: 如何設定 Linux 磁碟空間告警（bash + cron + mail）？
  • C-Q6: 如何啟用與設定 Linux 檔案系統配額（ext4/XFS）？
  • C-Q7: 如何擴充 Linux LVM 分割區與檔案系統？
  • D-Q2: 為何 df 與 du 數字不一致？如何處理？
• 高級者：建議關注哪 15 題
  • A-Q19: 什麼是資料重複刪除與壓縮？差異？
  • A-Q21: ext4 為何預留空間？能調整嗎？
  • A-Q26: 虛擬磁碟與實體磁碟有何不同？
  • B-Q3: 檔案系統位址空間如何決定上限？
  • B-Q8: SSD 的 TRIM/GC 原理？
  • B-Q10: RAID 0/1/5/6/10 的原理與取捨？
  • B-Q12: Thin Provisioning 的機制？
  • B-Q13: Snapshot 的寫入時複製原理？
  • B-Q14: 壓縮與重複資料刪除的內部機制？
  • B-Q15: ext4 5% 預留空間的設計原理？
  • B-Q20: 監控系統如何實作磁碟告警（Prometheus 等）？
  • B-Q21: 虛擬化平台如何呈現虛擬磁碟大小？
  • B-Q22: 容量規劃的數學模型與流程？
  • B-Q23: ZFS/Btrfs 的校驗與自我修復機制？
  • D-Q8: VM thin 虛擬磁碟佔滿 datastore 如何緊急處理？