磁盘管理

本章将介绍 Linux 磁盘管理，包括磁盘分区、文件系统创建、挂载管理、LVM 逻辑卷管理以及磁盘配额等内容。

磁盘概述

存储设备命名

bash

# Linux 存储设备命名规则

# SATA/SAS/USB 硬盘
/dev/sda    # 第一块硬盘
/dev/sdb    # 第二块硬盘
/dev/sda1   # 第一块硬盘的第一个分区

# NVMe 硬盘
/dev/nvme0n1    # 第一块 NVMe 硬盘
/dev/nvme0n1p1  # 第一块 NVMe 硬盘的第一个分区

# 虚拟硬盘
/dev/vda    # Virtio 虚拟硬盘
/dev/xvda   # Xen 虚拟硬盘

# 查看块设备
lsblk
# 输出示例：
# NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
# sda      8:0    0  100G  0 disk
# ├─sda1   8:1    0   50G  0 part /
# └─sda2   8:2    0   50G  0 part /home

# 查看所有块设备
lsblk -a

# 显示文件系统类型
lsblk -f

分区表类型

类型	说明	最大分区	最大磁盘
MBR (MSDOS)	传统分区表	4 个主分区或 3 主+1 扩展	2TB
GPT	GUID 分区表	128 个主分区	18EB

磁盘分区

fdisk - MBR 分区工具

bash

# fdisk - MBR 分区工具

# 查看磁盘分区
sudo fdisk -l
sudo fdisk -l /dev/sda

# 进入分区模式
sudo fdisk /dev/sda

# fdisk 交互命令：
# m - 显示帮助
# p - 显示分区表
# n - 创建新分区
# d - 删除分区
# t - 修改分区类型
# l - 显示分区类型列表
# w - 保存并退出
# q - 不保存退出
# a - 设置启动标志

# 创建分区示例：
# 1. 输入 n 创建新分区
# 2. 选择 p（主分区）或 e（扩展分区）
# 3. 输入分区号
# 4. 输入起始扇区（默认即可）
# 5. 输入结束扇区或大小（如 +50G）
# 6. 输入 w 保存

# 常用分区类型：
# 83 - Linux
# 82 - Linux swap
# 8e - Linux LVM
# fd - Linux RAID

# 非交互式创建分区
sudo fdisk /dev/sda << EOF
n
p
1


+50G
w
EOF

gdisk - GPT 分区工具

bash

# gdisk - GPT 分区工具

# 查看磁盘分区
sudo gdisk -l /dev/sda

# 进入分区模式
sudo gdisk /dev/sda

# gdisk 交互命令：
# ? - 显示帮助
# p - 显示分区表
# n - 创建新分区
# d - 删除分区
# t - 修改分区类型
# l - 显示分区类型列表
# w - 保存并退出
# q - 不保存退出

# 常用 GPT 分区类型：
# 8300 - Linux filesystem
# 8200 - Linux swap
# 8e00 - Linux LVM
# fd00 - Linux RAID
# ef00 - EFI System Partition
# ef02 - BIOS boot partition

parted - 高级分区工具

bash

# parted - 支持多种分区表的分区工具

# 查看分区
sudo parted -l
sudo parted /dev/sda print

# 创建 GPT 分区表
sudo parted /dev/sda mklabel gpt

# 创建 MBR 分区表
sudo parted /dev/sda mklabel msdos

# 创建分区
sudo parted /dev/sda mkpart primary ext4 1MiB 50GiB
sudo parted /dev/sda mkpart primary linux-swap 50GiB 58GiB
sudo parted /dev/sda mkpart primary ext4 58GiB 100%

# 删除分区
sudo parted /dev/sda rm 1

# 设置启动标志
sudo parted /dev/sda set 1 boot on

# 查看剩余空间
sudo parted /dev/sda print free

# 调整分区大小
sudo parted /dev/sda resizepart 1 100GB

# 非交互式操作
sudo parted -s /dev/sda mklabel gpt
sudo parted -s /dev/sda mkpart primary ext4 0% 100%

文件系统

常见文件系统

文件系统	说明	最大文件	最大文件系统
ext4	Linux 默认	16TB	1EB
XFS	高性能、大文件	8EB	8EB
Btrfs	现代、快照、压缩	16EB	16EB
NTFS	Windows 兼容	16TB	256TB
FAT32	跨平台兼容	4GB	2TB

mkfs - 创建文件系统

bash

# mkfs - 创建文件系统

# 创建 ext4 文件系统
sudo mkfs.ext4 /dev/sda1
sudo mkfs -t ext4 /dev/sda1

# 创建 XFS 文件系统
sudo mkfs.xfs /dev/sda1

# 创建 Btrfs 文件系统
sudo mkfs.btrfs /dev/sda1

# 创建 ext4 时指定参数
sudo mkfs.ext4 -L "data" -b 4096 /dev/sda1
# -L: 卷标
# -b: 块大小

# 创建交换分区
sudo mkswap /dev/sda2

# 启用交换分区
sudo swapon /dev/sda2

# 禁用交换分区
sudo swapoff /dev/sda2

# 查看交换分区
swapon -s

文件系统检查

bash

# fsck - 文件系统检查

# 检查文件系统（需要先卸载）
sudo umount /dev/sda1
sudo fsck /dev/sda1

# 检查并自动修复
sudo fsck -y /dev/sda1

# 强制检查
sudo fsck -f /dev/sda1

# 检查特定文件系统
sudo fsck.ext4 /dev/sda1
sudo fsck.xfs /dev/sda1

# 查看文件系统信息
sudo dumpe2fs /dev/sda1 | head -20
sudo xfs_info /dev/sda1

# 调整 ext4 参数
sudo tune2fs -l /dev/sda1          # 查看参数
sudo tune2fs -L "newlabel" /dev/sda1  # 修改卷标
sudo tune2fs -c 50 /dev/sda1       # 设置最大挂载次数
sudo tune2fs -i 30d /dev/sda1      # 设置检查间隔

挂载管理

mount - 挂载文件系统

bash

# mount - 挂载文件系统

# 基本挂载
sudo mount /dev/sda1 /mnt

# 指定文件系统类型
sudo mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt

# 指定挂载选项
sudo mount -o rw,noatime /dev/sda1 /mnt

# 只读挂载
sudo mount -o ro /dev/sda1 /mnt

# 挂载 ISO 文件
sudo mount -o loop ubuntu.iso /mnt/iso

# 挂载 NFS 共享
sudo mount -t nfs 192.168.1.100:/share /mnt/nfs

# 挂载 CIFS/SMB 共享
sudo mount -t cifs //192.168.1.100/share /mnt/smb -o user=username

# 挂载 tmpfs（内存文件系统）
sudo mount -t tmpfs -o size=1G tmpfs /mnt/tmp

# 绑定挂载
sudo mount --bind /source /dest

# 查看已挂载的文件系统
mount
df -h

# 查看挂载点
findmnt

umount - 卸载文件系统

bash

# umount - 卸载文件系统

# 卸载
sudo umount /mnt
sudo umount /dev/sda1

# 强制卸载（危险）
sudo umount -f /mnt

# 延迟卸载
sudo umount -l /mnt

# 查看占用挂载点的进程
sudo lsof /mnt
sudo fuser -v /mnt

# 终止占用进程后卸载
sudo fuser -km /mnt
sudo umount /mnt

/etc/fstab 配置

bash

# /etc/fstab - 开机自动挂载配置

# 查看配置
cat /etc/fstab

# 格式：
# <设备>    <挂载点>    <文件系统>    <选项>    <dump>    <fsck>

# 示例：
# /dev/sda1    /           ext4    defaults,noatime    0    1
# /dev/sda2    /home       ext4    defaults            0    2
# /dev/sda3    swap        swap    defaults            0    0
# UUID=xxx     /data       ext4    defaults            0    2

# 常用挂载选项：
# defaults - 默认选项（rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async）
# rw/ro    - 读写/只读
# noatime  - 不更新访问时间（提高性能）
# nodiratime - 不更新目录访问时间
# sync/async - 同步/异步 I/O
# noexec   - 不允许执行程序
# nosuid   - 禁用 SUID/SGID
# user     - 允许普通用户挂载
# noauto   - 不自动挂载

# dump 字段：是否被 dump 备份（0 或 1）
# fsck 字段：启动时 fsck 检查顺序（0 不检查，1 根分区，2 其他分区）

# 获取 UUID
sudo blkid /dev/sda1
lsblk -f

# 挂载所有 fstab 中的文件系统
sudo mount -a

# 卸载所有 fstab 中的文件系统
sudo umount -a

# 重新挂载
sudo mount -o remount,rw /mnt

# 验证 fstab 配置
sudo findmnt --verify

LVM 逻辑卷管理

LVM 概念

mermaid

graph TD
    A[物理磁盘 /dev/sda] --> B[物理卷 PV]
    C[物理磁盘 /dev/sdb] --> D[物理卷 PV]
    B --> E[卷组 VG]
    D --> E
    E --> F[逻辑卷 LV1]
    E --> G[逻辑卷 LV2]
    F --> H[文件系统]
    G --> I[文件系统]

物理卷管理

bash

# 创建物理卷
sudo pvcreate /dev/sdb
sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

# 查看物理卷
sudo pvdisplay
sudo pvs

# 查看物理卷详细信息
sudo pvdisplay /dev/sdb

# 删除物理卷
sudo pvremove /dev/sdb

# 移动物理卷数据
sudo pvmove /dev/sdb /dev/sdc

卷组管理

bash

# 创建卷组
sudo vgcreate vg01 /dev/sdb /dev/sdc

# 查看卷组
sudo vgdisplay
sudo vgs

# 扩展卷组
sudo vgextend vg01 /dev/sdd

# 缩小卷组
sudo vgreduce vg01 /dev/sdb

# 删除卷组
sudo vgremove vg01

# 重命名卷组
sudo vgrename vg01 vg02

逻辑卷管理

bash

# 创建逻辑卷
sudo lvcreate -L 50G -n lv01 vg01    # 指定大小
sudo lvcreate -l 100%FREE -n lv02 vg01    # 使用全部剩余空间

# 查看逻辑卷
sudo lvdisplay
sudo lvs

# 扩展逻辑卷
sudo lvextend -L +10G /dev/vg01/lv01    # 增加 10G
sudo lvextend -L 60G /dev/vg01/lv01      # 扩展到 60G
sudo lvextend -l +100%FREE /dev/vg01/lv01    # 使用全部剩余空间

# 扩展文件系统
sudo resize2fs /dev/vg01/lv01    # ext4
sudo xfs_growfs /mount/point     # XFS

# 缩小逻辑卷（需要先缩小文件系统）
sudo umount /dev/vg01/lv01
sudo e2fsck -f /dev/vg01/lv01
sudo resize2fs /dev/vg01/lv01 40G
sudo lvreduce -L 40G /dev/vg01/lv01

# 删除逻辑卷
sudo lvremove /dev/vg01/lv01

# 创建快照
sudo lvcreate -L 10G -s -n lv01_snap /dev/vg01/lv01

# 恢复快照
sudo lvconvert --merge /dev/vg01/lv01_snap

# LVM 完整示例
# 1. 创建物理卷
sudo pvcreate /dev/sdb

# 2. 创建卷组
sudo vgcreate vg_data /dev/sdb

# 3. 创建逻辑卷
sudo lvcreate -L 100G -n lv_data vg_data

# 4. 创建文件系统
sudo mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_data

# 5. 挂载
sudo mkdir /data
sudo mount /dev/vg_data/lv_data /data

# 6. 添加到 fstab
echo '/dev/vg_data/lv_data /data ext4 defaults 0 2' | sudo tee -a /etc/fstab

磁盘配额

启用配额

bash

# 安装配额工具
sudo apt install quota    # Debian/Ubuntu
sudo dnf install quota    # RHEL/CentOS

# 启用配额（在 /etc/fstab 中添加选项）
# /dev/sda1    /home    ext4    defaults,usrquota,grpquota    0    2

# 重新挂载
sudo mount -o remount /home

# 创建配额文件
sudo quotacheck -cug /home
sudo quotacheck -augv

# 启用配额
sudo quotaon /home

# 禁用配额
sudo quotaoff /home

设置配额

bash

# edquota - 编辑用户配额
sudo edquota -u username

# 配额文件格式：
# Filesystem    blocks    soft    hard    inodes    soft    hard
# /dev/sda1     1000      50000   60000   100       5000    6000

# blocks/inodes - 当前使用量
# soft - 软限制（超过后警告）
# hard - 硬限制（绝对上限）

# 编辑组配额
sudo edquota -g groupname

# 设置宽限期
sudo edquota -t

# 复制配额设置
sudo edquota -p user1 user2

# 查看配额
sudo repquota /home
sudo repquota -a

# 查看用户配额
quota -u username

磁盘监控

df - 磁盘使用情况

bash

# df - 查看文件系统磁盘使用情况

# 基本用法
df

# 人类可读格式
df -h

# 显示文件系统类型
df -T

# 显示 inode 使用情况
df -i

# 只显示指定类型
df -t ext4

# 排除指定类型
df -x tmpfs

# 显示完整信息
df -a

# 指定显示字段
df --output=source,target,size,used,avail

du - 目录大小

bash

# du - 查看目录或文件大小

# 查看当前目录大小
du -sh .

# 查看子目录大小
du -h --max-depth=1

# 按大小排序
du -h --max-depth=1 | sort -h

# 查看指定目录
du -sh /home/*

# 显示所有文件
du -ah /path

# 排除某些目录
du -sh --exclude="*.log" /var

# 统计总大小
du -csh /home/*

# 查看最大的 10 个目录
du -h --max-depth=1 / | sort -hr | head -10

iostat - I/O 统计

bash

# iostat - I/O 统计（需要安装 sysstat）

# 安装
sudo apt install sysstat

# 查看 I/O 统计
iostat

# 每 2 秒刷新
iostat 2

# 显示扩展统计
iostat -x

# 只显示磁盘
iostat -d

# 只显示 CPU
iostat -c

# 指定设备
iostat -x /dev/sda

# 输出解释：
# tps       - 每秒传输次数
# kB_read/s - 每秒读取 KB
# kB_wrtn/s - 每秒写入 KB
# kB_read   - 总读取 KB
# kB_wrtn   - 总写入 KB

iotop - I/O 监控

bash

# iotop - 交互式 I/O 监控

# 安装
sudo apt install iotop

# 启动
sudo iotop

# 只显示有 I/O 的进程
sudo iotop -o

# 只显示进程（不显示线程）
sudo iotop -P

# 非交互模式
sudo iotop -b -n 1

# 按用户过滤
sudo iotop -u username

# 快捷键：
# 左右箭头 - 排序
# r - 反向排序
# o - 只显示有 I/O 的进程
# p - 进程/线程切换
# a - 累计 I/O
# q - 退出

小结

本章介绍了 Linux 磁盘管理：

内容	命令	功能
分区	fdisk, gdisk, parted	磁盘分区
文件系统	mkfs, fsck	创建和检查文件系统
挂载	mount, umount	挂载和卸载文件系统
LVM	pvcreate, vgcreate, lvcreate	逻辑卷管理
配额	quota, edquota	磁盘配额管理
监控	df, du, iostat, iotop	磁盘使用监控

常用命令速查

bash

# 分区
sudo fdisk -l                    # 查看分区
sudo fdisk /dev/sda              # 分区操作

# 文件系统
sudo mkfs.ext4 /dev/sda1         # 创建文件系统
sudo fsck /dev/sda1              # 检查文件系统

# 挂载
sudo mount /dev/sda1 /mnt        # 挂载
sudo umount /mnt                 # 卸载

# LVM
sudo pvcreate /dev/sdb           # 创建物理卷
sudo vgcreate vg01 /dev/sdb      # 创建卷组
sudo lvcreate -L 50G -n lv01 vg01    # 创建逻辑卷

# 监控
df -h                            # 磁盘使用
du -sh *                         # 目录大小

下一步

下一章我们将学习网络配置，了解 Linux 网络配置和管理。

磁盘管理 ​

磁盘概述 ​

存储设备命名 ​

分区表类型 ​

磁盘分区 ​

fdisk - MBR 分区工具 ​

gdisk - GPT 分区工具 ​

parted - 高级分区工具 ​

文件系统 ​

常见文件系统 ​

mkfs - 创建文件系统 ​

文件系统检查 ​

挂载管理 ​

mount - 挂载文件系统 ​

umount - 卸载文件系统 ​

/etc/fstab 配置 ​

LVM 逻辑卷管理 ​

LVM 概念 ​

物理卷管理 ​

卷组管理 ​

逻辑卷管理 ​

磁盘配额 ​

启用配额 ​

设置配额 ​

磁盘监控 ​

df - 磁盘使用情况 ​

du - 目录大小 ​

iostat - I/O 统计 ​

iotop - I/O 监控 ​

小结 ​

常用命令速查 ​

下一步 ​

磁盘管理

磁盘概述

存储设备命名

分区表类型

磁盘分区

fdisk - MBR 分区工具

gdisk - GPT 分区工具

parted - 高级分区工具

文件系统

常见文件系统

mkfs - 创建文件系统

文件系统检查

挂载管理

mount - 挂载文件系统

umount - 卸载文件系统

/etc/fstab 配置

LVM 逻辑卷管理

LVM 概念

物理卷管理

卷组管理

逻辑卷管理

磁盘配额

启用配额

设置配额

磁盘监控

df - 磁盘使用情况

du - 目录大小

iostat - I/O 统计

iotop - I/O 监控

小结

常用命令速查

下一步