Linux中存储的基本管理

一、存储设备的识别

1. 常见块设备命名规则

2. 识别设备的核心命令

[root@localhost ~]# lsblk -f
NAME   FSTYPE  LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sda                                                        
├─sda1 ext4          5f4dcc3b-0000-0000-0000-000000000001 /boot
├─sda2 swap          5f4dcc3b-0000-0000-0000-000000000002 [SWAP]
└─sda3 xfs           5f4dcc3b-0000-0000-0000-000000000003 /
sdb                                                        
└─sdb1 xfs           5f4dcc3b-0000-0000-0000-000000000004 /mnt/data

二、分区管理（MBR vs GPT）

1. MBR vs GPT 对比

2. 分区工具：fdisk（MBR）与 parted（GPT）

（1）fdisk：管理 MBR 分区（适合 ≤2TB 硬盘）

1. 进入 fdisk 交互模式（需 root）：
   fdisk /dev/sdb

2. 输入命令操作（交互提示见 m 帮助）：
   • n：新建分区 → 选择 p（主分区）→ 分区号（默认 1）→ 起始扇区（默认）→ 结束扇区（输入 +100G 表示 100GB）
   • t：修改分区类型 → 输入 83（Linux 分区，默认即 83）
   • w：保存分区表（此步执行后分区才生效，不可逆！）
3. 刷新分区表（无需重启）：
   partprobe /dev/sdb
   

（2）parted：管理 GPT 分区（适合 ≥2TB 硬盘）

1. 进入 parted 交互模式：
   parted /dev/sdc

2. 输入命令操作：
   • mklabel gpt：创建 GPT 分区表（会清除硬盘所有数据！）
   • mkpart primary xfs 0% 200GB：新建主分区（文件系统类型暂填 xfs，起始位置 0%，结束位置 200GB）
   • print：查看分区结果
   • quit：退出（自动保存）

三、文件系统创建与维护

1. 主流文件系统对比

2. 创建文件系统：mkfs 命令

3. 文件系统维护：检查与修复

四、挂载管理（将文件系统关联到目录树）

1. 核心概念

• 挂载点：一个空目录（若目录非空，挂载后原内容会被隐藏，卸载后恢复）。
• UUID：块设备的唯一标识（即使设备名变化，UUID 不变，适合永久挂载）。
• /etc/fstab：系统启动时自动挂载文件系统的配置文件（永久挂载需编辑此文件）。

2. 临时挂载：mount 命令

命令格式

mount /dev/[文件系统] /[挂载点目录]

示例

1. 创建挂载点（必须是空目录）：
   mkdir -p /mnt/data  # -p 确保父目录存在

2. 挂载 ext4 分区 /dev/sdb1 到 /mnt/data：
   mount /dev/sdb1 /mnt/data
   

3. 挂载 Swap 分区（特殊挂载，用 swapon）：
   swapon /dev/sdd1  # 启用 Swap；关闭用 swapoff /dev/sdd1

4. 查看已挂载的文件系统：
   mount  # 查看所有挂载
   df -h  # 查看挂载点、已用/剩余空间（-h 人性化显示）
   

3. 永久挂载：编辑 /etc/fstab

/etc/fstab 格式

<设备标识>  <挂载点>  <文件系统类型>  <挂载选项>  <dump>  <pass>

• 设备标识：可填 /dev/sdb1（设备名）或 UUID=xxx（推荐，更稳定）。
• 挂载选项：常用 defaults（包含 rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async），特殊需求可加 noexec（禁止执行文件）、ro（只读）等。
• dump：0（不备份）、1（备份，通常根分区设 1）。
• pass：0（不检查）、1（优先检查，根分区设 1）、2（次优先检查，其他分区设 2）。

配置示例（永久挂载 /dev/sdb1）

1. 获取 /dev/sdb1 的 UUID：
   blkid /dev/sdb1  # 输出类似：/dev/sdb1: UUID="5f4dcc3b-1234-5678-90ab-cdef00000001" TYPE="ext4"

2. 编辑 /etc/fstab（用 vim 或 nano）：
   vim /etc/fstab
   

   添加一行：

   UUID=5f4dcc3b-1234-5678-90ab-cdef00000001  /mnt/data  ext4  defaults  0  2
   

3. 验证配置（避免开机挂载失败）：
   mount -a  # 加载 /etc/fstab 所有配置，无报错则正常
   

风险提示

五、进阶：逻辑卷管理（LVM）

1. LVM 核心组件

2. LVM 基本操作流程

步骤 1：安装 LVM 工具（部分系统默认已装）

# CentOS/RHEL
yum install -y lvm2
# Ubuntu/Debian
apt install -y lvm2

步骤 2：创建物理卷（PV）

pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1  # 将两个分区封装为 PV
pvs  # 查看 PV 状态（简短）
pvdisplay  # 查看 PV 详细信息

步骤 3：创建卷组（VG）

vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1  # 用两个 PV 创建卷组 vg_data
vgs  # 查看 VG 状态
vgdisplay  # 查看 VG 详细信息（含剩余空间）

步骤 4：创建逻辑卷（LV）

lvcreate -L 200G -n lv_doc vg_data  # -L 指定大小，-n 指定名称
lvs  # 查看 LV 状态
lvdisplay  # 查看 LV 详细信息（含路径：/dev/vg_data/lv_doc）

步骤 5：格式化 LV 并挂载

# 格式化 LV 为 XFS 文件系统
mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_doc
# 创建挂载点
mkdir -p /mnt/doc
# 永久挂载（编辑 /etc/fstab）
echo "/dev/vg_data/lv_doc  /mnt/doc  xfs  defaults  0  2" >> /etc/fstab
# 加载配置
mount -a

步骤 6：动态扩容 LV（示例：给 lv_doc 增加 100GB）

1. 先确保 VG 有剩余空间（vgs 查看），若不足需先添加新 PV 到 VG：
   # 新增 PV /dev/sdd1 并加入 vg_data
   pvcreate /dev/sdd1
   vgextend vg_data /dev/sdd1
   

2. 扩容 LV：
   lvextend -L +100G /dev/vg_data/lv_doc  # +100G 表示增加 100GB（直接写 300G 表示总大小）

3. 扩容文件系统（必须执行，否则 LV 扩容后文件系统不识别新增空间）：
   # XFS 文件系统用 xfs_growfs
   xfs_growfs /mnt/doc
   # ext4 文件系统用 resize2fs
   # resize2fs /dev/vg_data/lv_doc
   

六、存储监控与日常维护

1. 查看磁盘使用情况

• df -h：查看已挂载文件系统的空间使用（-h 人性化显示，-i 查看 inode 使用）。
• du -sh [目录]：查看目录 / 文件的大小（-s 汇总，-h 人性化，-d 1 显示一级子目录）。
  du -sh /home  # 查看 /home 总大小
  du -hd 1 /var  # 查看 /var 下一级子目录的大小
  

2. 监控磁盘 I/O 性能

• iostat：查看磁盘读写速率（需安装 sysstat 包）：
  iostat -x 2  # 每 2 秒输出一次磁盘 I/O 详细信息（-x 显示扩展统计）

• iotop：实时查看进程的磁盘 I/O 占用（类似 top，需安装 iotop 包）。

3. 常见问题处理

• 磁盘满了：用 df -h 定位满的分区，再用 du -sh * 找到大文件 / 目录，删除无用数据（注意：不要删除系统关键文件，如 /var/log 下的日志可清理旧文件）。
• 挂载点无法卸载：提示 “device is busy”，表示有进程正在使用该挂载点，用 fuser -m /mnt/data 找到占用进程，杀死后再卸载（umount /mnt/data）。

总结

• 设备命名规则与识别命令；
• /etc/fstab 永久挂载配置（避免开机失败）；
• LVM 动态管理（扩容 / 缩容）；
• 日常监控与故障排查（df/du/iostat）。