磁盘管理与系统

目录前言一、磁盘概述1.1磁盘结构与分区1.2分区表MBR 与 GPT1.3常见文件系统二、分区命令与交互工具1.发现新盘/查看盘2.分区工具及命令2.2.1 fdisk 用于MBR,也能用于GPT2.2.2 gdisk GPT专用3.格式化4.挂载5.磁盘/文件系统使用情况6.案例2.6.1案例一用MBR 方式分区2.6.1.1首先在虚拟机设置中添加新硬盘自主下一步并确定2.6.1.2刷新新盘并查看2.6.1.3使用fdisk命令进行分区2.6.1.4格式化2.6.1.5进行挂载2.6.2案例二用GPT 方式分区2.6.2.1首先在虚拟机中新建硬盘2.6.2.2刷新硬盘并查看2.6.2.3使用gdisk命令进行分盘2.6.2.4格式化2.6.2.5挂载三、LVM管理3.1 LVM 概述3.1.1 PVPhysical Volume物理卷3.1.2 VGVolume Group卷组3.1.3 LVLogical Volume逻辑卷3.2 LVM管理命令3.3 LVM实操3.3.1添加磁盘并识别3.3.2 分区设置类型为LVMID8e3.3.3创建物理卷3.3.4创建卷组3.3.5创建逻辑卷3.3.6格式化并挂载3.4扩容操作3.4.1添加新的物理卷3.4.2扩展逻辑卷3.4.3挂载验证3.5 LVM创建流程总结前言Linux系统中磁盘存储管理是系统运维的核心基础技能涵盖磁盘结构识别、分区规划、文件系统创建、挂载使用以及LVM逻辑卷动态管理等多个层面。Linux遵循“一切皆文件”的设计理念将所有硬件设备抽象为/dev目录下的设备文件通过统一的接口进行管理。在实际操作中管理员需根据需求选择传统的MBR分区支持4个主分区单分区最大2TB或新一代GPT分区支持128个分区及超大容量借助fdisk或gdisk工具完成分区划分使用mkfs命令格式化为XFS或EXT4等文件系统并通过mount临时挂载或写入/etc/fstab实现永久挂载。当业务需要灵活调整存储容量时LVM逻辑卷管理通过PV物理卷→VG卷组→LV逻辑卷的三层架构实现了在不丢失数据、不中断服务的前提下动态扩展或缩减存储空间极大地提升了磁盘管理的灵活性和可扩展性。本文将从基础概念入手结合实操案例系统性地讲解Linux磁盘与LVM管理的完整流程。一、磁盘概述1.1磁盘结构与分区磁盘的物理结构如下图1.1盘片硬盘有多个盘片每盘片2面。磁头每面一个磁头。图1.1硬盘的数据结构扇区盘片被分为多个扇形区域每个扇区存放512字节的数据硬盘的最小存储单位。磁道同一盘片不同半径的同心圆。柱面不同盘片相同半径构成的圆柱面由同一半径圆的多个磁道组成。CHS定位柱面/磁头/扇区C/H/S可唯一定位磁盘区域历史概念。Linux设备命名磁盘/dev/sd[a-z]SCSI/SATA/NVMe转换后统一为sd老IDE用hd分区数字编号主分区1–4逻辑分区从5起位于扩展分区内。Linux中将硬盘、分区等设备均表示为文件图1.21.2分区表MBR 与 GPTMBR位置磁盘第1个物理扇区512B。0–445引导代码446–509分区表4×16B510–5110x55AA标志447~510分区表3个主区一个逻辑分区限制最大卷约2 TiB最多4个主分区或3主 1扩展多逻辑。GPT优势支持超大容量理论至ZB级、多达128分区视实现头尾双副本冗余更好。适配UEFI启动友好现代OS默认优先。1.3常见文件系统XFS日志型高性能擅长大文件/大容量断电可快速恢复。EXT4日志型通用稳定许多发行版默认如CentOS7默认XFS。cetnos6SWAP交换分区虚拟内存一般建议≈物理内存1.5–2倍大内存服务器可不设。其他JFS、FAT16/32、NTFS写入需ntfs-3g。二、分区命令与交互工具1.发现新盘/查看盘扫描SCSI总线无重启识别新盘只有虚拟机才会用到实际生产不需要echo- - - /sys/class/scsi_host/host0/scan整体与分区列表fdisk-l关键列Device / Boot(*) / Start / End / Blocks / Id如83Linux, 8eLVM/ System块设备拓扑lsblk常用lsblk-f含FS/UUID-o自定义列-t拓扑-P键值格式2.分区工具及命令2.2.1 fdisk 用于MBR,也能用于GPT常用交互进入fdisk /dev/sdbm帮助p查看表n新建d删除t改类型a引导标志l列类型w写入保存q不保存退出2.2.2 gdisk GPT专用常用交互进入gdisk /dev/sdco新GPTp查看n新建d删除t改类型常见8300Linux FS8200swap8e00LVMi分区详情v校验w写入q退出不存3.格式化XFSmkfs.xfs /dev/sdb1同mkfs-t xfs /dev/sdb1vFAT32mkfs.vfat-F 32 /dev/sdb6同mkfs-t vfat-F 32 /dev/sdb6Swapmkswap /dev/sdb5查看UUIDblkid /dev/sdb14.挂载临时挂载mount [-t类型]设备 挂载点卸载umount设备或umount挂载点开机自动挂载vim /etc/fstab设备/UUID 挂载点 类型 参数 dump fsck5.磁盘/文件系统使用情况df查看已挂载文件系统容量常用df-h人类可读-T含类型-iinodelsblk -f看设备、类型、LABEL、UUID、挂载点6.案例2.6.1案例一用MBR 方式分区2.6.1.1首先在虚拟机设置中添加新硬盘自主下一步并确定图2.12.6.1.2刷新新盘并查看图2.22.6.1.3使用fdisk命令进行分区用fdisk /dev/sdb 进入建立两个主分区分别为5G 如下图2.3图2.3按p 进行展示如图2.4图2.4按w 进行保存如图2.5图2.52.6.1.4格式化格式化 /dev/sdb1 如下图2.6图2.62.6.1.5进行挂载先进行临时挂载并查看如下图2.7图2.7开机自动挂载先查看/dev/sdb1的UUID 然后vim /etc/fstab 进入其中修改配置文件 如下图2.8图2.8就可以开机自动挂载2.6.2案例二用GPT 方式分区2.6.2.1首先在虚拟机中新建硬盘图2.92.6.2.2刷新硬盘并查看图2.102.6.2.3使用gdisk命令进行分盘用gdisk /dev/sdb 进入建立两个主分区分别为5G 如下图2.11图2.11按p 查看 如下图2.12图2.12按w 保存 如下图2.13图2.132.6.2.4格式化格式化 /dev/sdc1 如下图2.14图2.142.6.2.5挂载图2.15三、LVM管理3.1 LVM 概述能够在保持现有数据不变的情况下动态调整磁盘容量从而提高磁盘管理的灵活性3.1.1PVPhysical Volume物理卷LVM的最底层存储单位。通常对应磁盘分区或整个硬盘如/dev/sdb1。初始化后被划分为固定大小的PEPhysical Extent默认4MB。PE越小利用率高但受限于最大块数65534个影响VG最大容量。3.1.2VGVolume Group卷组将多个PV聚合为一个整体逻辑存储池。支持动态添加或删除PV实现灵活扩容。3.1.3LVLogical Volume逻辑卷从VG中划分出的逻辑区域供文件系统使用。用户可在LV上创建文件系统并挂载。3.2 LVM管理命令图3.13.3 LVM实操3.3.1添加磁盘并识别新的 /dev/sdd 磁盘 如下图3.2图3.23.3.2 分区设置类型为LVMID8e将 /dev/sdb2 类型改为8e 并保存退出 如图3.3图3.3将 /dev/sdd1 类型改为8e 并保存退出 如图3.4图3.43.3.3创建物理卷pvcreate /dev/sdb2 /dev/sdd1 如下图3.5图3.5查看pvdispaly 如下图3.6图3.63.3.4创建卷组vgcreate zai01-vg /dev/sdb2 /dev/sdd1 如下图3.7图3.7查看vgdisplay 如下图3.8图3.83.3.5创建逻辑卷lvcreate -L 9.9G -n zai01-lv zai01-vg 如下图3.9图3.9查看 lvdisplay 如下图3.10图3.103.3.6格式化并挂载图3.113.4扩容操作3.4.1添加新的物理卷pvcreate /dev/sdd2 如下图3.12图3.123.4.2扩展逻辑卷lvextend -L 4G /dev/zai01-vg/zai01-lv 如图3.13图3.133.4.3挂载验证图3.14若挂载和之前一样可以用xfs_growfs /dev/vgname1/lvname1刷新文件系统3.5 LVM创建流程图3.15总结Linux磁盘管理涵盖磁盘结构、分区工具、文件系统、挂载及LVM逻辑卷管理。磁盘通过MBR主分区≤4个单分区≤2TB或GPT支持128个分区、超大容量组织分区设备以/dev/sd[a-z]命名分区用数字编号。分区创建可使用fdiskMBR或gdiskGPT格式化后通过mount临时挂载或写入/etc/fstab实现永久挂载。LVM则通过PV物理卷→ VG卷组→ LV逻辑卷的三层架构实现了存储空间的动态扩容与灵活管理是现代Linux系统管理存储的核心方式。