磁盘管理

磁盘分区

fdisk - MBR 分区工具

bash

fdisk -l                           # 列出所有分区
fdisk -l /dev/sda                  # 列出指定磁盘分区
fdisk /dev/sda                     # 分区操作

fdisk 交互命令：

命令	功能
m	帮助
p	打印分区表
n	新建分区
d	删除分区
t	修改分区类型
l	列出分区类型
w	保存并退出
q	不保存退出

gdisk - GPT 分区工具

bash

gdisk -l /dev/sda                  # 列出分区
gdisk /dev/sda                     # 分区操作

gdisk 交互命令：

命令	功能
?	帮助
p	打印分区表
n	新建分区
d	删除分区
t	修改分区类型
l	列出分区类型
w	保存并退出
q	不保存退出

parted - 分区工具

bash

parted -l                          # 列出所有分区
parted /dev/sda print              # 打印分区表
parted /dev/sda                    # 交互模式

非交互模式：

bash

parted /dev/sda mklabel gpt                    # 创建 GPT 分区表
parted /dev/sda mklabel msdos                  # 创建 MBR 分区表
parted /dev/sda mkpart primary ext4 1MiB 100GiB    # 创建分区
parted /dev/sda mkpart primary 100GiB 200GiB       # 创建分区
parted /dev/sda rm 1                           # 删除分区
parted /dev/sda set 1 boot on                  # 设置启动标志
parted /dev/sda resizepart 1 150GiB            # 调整分区大小

分区类型代码

MBR 分区类型：

代码	类型
83	Linux
82	Linux Swap
8e	Linux LVM
fd	Linux RAID
07	NTFS

GPT 分区类型：

代码	类型
8300	Linux filesystem
8200	Linux swap
8e00	Linux LVM
fd00	Linux RAID
ef00	EFI System Partition

文件系统

mkfs - 创建文件系统

bash

mkfs.ext4 /dev/sda1                # 创建 ext4 文件系统
mkfs -t ext4 /dev/sda1             # 同上
mkfs.xfs /dev/sda1                 # 创建 XFS 文件系统
mkfs.btrfs /dev/sda1               # 创建 Btrfs 文件系统
mkfs.vfat /dev/sda1                # 创建 FAT32
mkfs.ntfs /dev/sda1                # 创建 NTFS
mke2fs -t ext4 /dev/sda1           # 创建 ext4
mke2fs -t ext4 -L data /dev/sda1   # 设置卷标
mke2fs -t ext4 -b 4096 /dev/sda1   # 设置块大小

mkswap - 创建交换分区

bash

mkswap /dev/sda2                   # 创建交换分区
swapon /dev/sda2                   # 启用交换分区
swapoff /dev/sda2                  # 禁用交换分区
swapon -a                          # 启用所有交换分区
swapoff -a                         # 禁用所有交换分区
swapon -s                          # 查看交换分区状态
cat /proc/swaps                    # 查看交换分区

文件系统特性对比

特性	ext4	XFS	Btrfs
最大文件	16TB	8EB	16EB
最大卷	1EB	8EB	16EB
日志	是	是	是
快照	否	否	是
压缩	否	否	是
在线扩展	是	是	是
在线缩小	是	否	是

挂载管理

mount - 挂载文件系统

bash

mount                              # 查看已挂载
mount /dev/sda1 /mnt               # 挂载分区
mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt       # 指定文件系统类型
mount -o ro /dev/sda1 /mnt         # 只读挂载
mount -o rw /dev/sda1 /mnt         # 读写挂载
mount -o noexec /dev/sda1 /mnt     # 禁止执行
mount -o nosuid /dev/sda1 /mnt     # 禁用 SUID
mount -o nodev /dev/sda1 /mnt      # 禁用设备文件
mount -o remount,rw /mnt           # 重新挂载
mount -a                           # 挂载所有
mount --bind /old /new             # 绑定挂载
mount -o loop disk.iso /mnt        # 挂载 ISO

umount - 卸载文件系统

bash

umount /mnt                        # 卸载
umount /dev/sda1                   # 卸载
umount -l /mnt                     # 懒卸载
umount -f /mnt                     # 强制卸载
umount -a                          # 卸载所有

查看挂载信息

bash

mount                              # 查看挂载
df -h                              # 磁盘使用
findmnt                            # 挂载树
findmnt /dev/sda1                  # 指定设备
lsblk                              # 块设备
lsblk -f                           # 显示文件系统
cat /etc/mtab                      # 挂载表
cat /proc/mounts                   # 挂载信息

/etc/fstab 配置

# <device>    <mount>    <type>    <options>    <dump>    <fsck>
/dev/sda1      /         ext4      defaults     0         1
/dev/sda2      swap      swap      defaults     0         0
/dev/sda3      /data     ext4      defaults     0         2
UUID=xxx       /home     ext4      defaults     0         2

字段说明：

device: 设备名、UUID 或 LABEL
mount: 挂载点
type: 文件系统类型
options: 挂载选项
dump: dump 备份标志
fsck: fsck 检查顺序

常用挂载选项：

选项	说明
defaults	rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async
rw/ro	读写/只读
exec/noexec	允许/禁止执行
suid/nosuid	允许/禁止 SUID
auto/noauto	自动/手动挂载
user/nouser	允许/禁止用户挂载
sync/async	同步/异步 I/O
noatime	不更新访问时间
nodiratime	不更新目录访问时间
data=ordered	数据写入顺序

使用 UUID 挂载：

bash

blkid /dev/sda1                    # 查看 UUID
UUID=xxx-xxx /data ext4 defaults 0 2

磁盘空间管理

df - 磁盘空间

bash

df                                 # 显示磁盘使用
df -h                              # 人类可读格式
df -T                              # 显示文件系统类型
df -i                              # 显示 inode 使用
df -x tmpfs                        # 排除文件系统
df --total                         # 显示总计
df /path                           # 指定路径

du - 目录大小

bash

du                                 # 显示目录大小
du -h                              # 人类可读格式
du -sh /path                       # 显示总大小
du -h --max-depth=1                # 显示一层深度
du -ah                             # 显示所有文件
du -sh *                           # 当前目录各文件大小
du -h --exclude="*.log"            # 排除文件
du -h --time                       # 显示修改时间
du -sh --apparent-size             # 实际大小

ncdu - 磁盘使用分析

bash

ncdu                               # 分析当前目录
ncdu /path                         # 分析指定目录
ncdu -x /                          # 不跨文件系统
ncdu --exclude "*.log"             # 排除文件

LVM 逻辑卷管理

LVM 架构

┌─────────────────────────────────────────┐
│              Logical Volume (LV)         │
│                 /dev/vg0/lv0             │
├─────────────────────────────────────────┤
│              Volume Group (VG)           │
│                   vg0                    │
├───────────────┬───────────────┬─────────┤
│ Physical      │ Physical      │ Physical│
│ Volume (PV)   │ Volume (PV)   │ Volume  │
│ /dev/sda1     │ /dev/sdb1     │ /dev/sdc1│
└───────────────┴───────────────┴─────────┘

PV 物理卷管理

bash

pvcreate /dev/sda1                 # 创建物理卷
pvcreate /dev/sda1 /dev/sdb1       # 创建多个
pvdisplay                          # 显示物理卷
pvdisplay /dev/sda1                # 显示指定
pvs                                 # 简要显示
pvscan                             # 扫描物理卷
pvremove /dev/sda1                 # 删除物理卷
pvmove /dev/sda1                   # 移动数据

VG 卷组管理

bash

vgcreate vg0 /dev/sda1             # 创建卷组
vgcreate vg0 /dev/sda1 /dev/sdb1   # 使用多个 PV
vgcreate -s 16M vg0 /dev/sda1      # 指定 PE 大小
vgdisplay                          # 显示卷组
vgdisplay vg0                      # 显示指定
vgs                                 # 简要显示
vgscan                             # 扫描卷组
vgextend vg0 /dev/sdc1             # 扩展卷组
vgreduce vg0 /dev/sda1             # 缩减卷组
vgremove vg0                       # 删除卷组
vgrename vg0 newvg                 # 重命名

LV 逻辑卷管理

bash

lvcreate -L 10G -n lv0 vg0         # 创建 10G 逻辑卷
lvcreate -l 100%FREE -n lv0 vg0    # 使用所有空间
lvcreate -L 10G -n lv0 -T vg0      # 创建精简池
lvcreate -V 5G -T vg0/lv0 -n thin1 # 创建精简卷
lvdisplay                          # 显示逻辑卷
lvdisplay /dev/vg0/lv0             # 显示指定
lvs                                 # 简要显示
lvscan                             # 扫描逻辑卷
lvextend -L +5G /dev/vg0/lv0       # 扩展 5G
lvextend -l +100%FREE /dev/vg0/lv0 # 扩展所有空间
lvextend -L 20G /dev/vg0/lv0       # 扩展到 20G
lvreduce -L -5G /dev/vg0/lv0       # 缩减 5G
lvremove /dev/vg0/lv0              # 删除逻辑卷
lvrename vg0 lv0 newlv             # 重命名

扩展文件系统：

bash

lvextend -L +5G /dev/vg0/lv0 && resize2fs /dev/vg0/lv0    # ext4
lvextend -L +5G /dev/vg0/lv0 && xfs_growfs /data          # XFS
lvextend -r -L +5G /dev/vg0/lv0    # 自动扩展文件系统

磁盘阵列 RAID

mdadm - 软件 RAID

bash

mdadm --detail /dev/md0            # 查看 RAID 信息
cat /proc/mdstat                   # 查看 RAID 状态

创建 RAID：

bash

mdadm --create /dev/md0 --level=0 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1    # RAID 0
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1    # RAID 1
mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1    # RAID 5
mdadm --create /dev/md0 --level=6 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1    # RAID 6
mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1    # RAID 10

RAID 管理：

bash

mdadm --add /dev/md0 /dev/sde1     # 添加磁盘
mdadm --remove /dev/md0 /dev/sda1  # 移除磁盘
mdadm --fail /dev/md0 /dev/sda1    # 标记故障
mdadm --grow /dev/md0 --raid-devices=4    # 扩展设备数
mdadm --stop /dev/md0              # 停止 RAID
mdadm --assemble /dev/md0          # 组装 RAID
mdadm --assemble --scan            # 扫描组装

保存配置：

bash

mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

RAID 级别对比

级别	最少磁盘	冗余	容量利用率	性能
RAID 0	2	无	100%	最高
RAID 1	2	有	50%	读高
RAID 5	3	有	(n-1)/n	中等
RAID 6	4	有	(n-2)/n	中等
RAID 10	4	有	50%	高

磁盘健康检查

smartctl - SMART 监控

bash

smartctl -a /dev/sda               # 显示所有信息
smartctl -H /dev/sda               # 健康状态
smartctl -i /dev/sda               # 设备信息
smartctl -c /dev/sda               # 能力信息
smartctl -A /dev/sda               # 属性信息
smartctl -l error /dev/sda         # 错误日志
smartctl -l selftest /dev/sda      # 自检日志
smartctl -t short /dev/sda         # 短自检
smartctl -t long /dev/sda          # 长自检
smartctl -X /dev/sda               # 中止自检
smartctl -s on /dev/sda            # 启用 SMART

badblocks - 坏块检测

bash

badblocks -v /dev/sda              # 只读检测
badblocks -n /dev/sda              # 非破坏性读写检测
badblocks -w /dev/sda              # 破坏性写检测
badblocks -v /dev/sda > bad.txt    # 保存结果
badblocks -v -s /dev/sda           # 显示进度

文件系统检查与修复

fsck - 文件系统检查

bash

fsck /dev/sda1                     # 检查文件系统
fsck -y /dev/sda1                  # 自动修复
fsck -n /dev/sda1                  # 只检查不修复
fsck -f /dev/sda1                  # 强制检查
fsck -t ext4 /dev/sda1             # 指定类型
fsck -A                            # 检查所有
fsck -R -A                         # 排除根分区
e2fsck /dev/sda1                   # ext2/3/4 检查
xfs_repair /dev/sda1               # XFS 修复
btrfs check /dev/sda1              # Btrfs 检查

磁盘性能测试

hdparm - 磁盘参数

bash

hdparm -I /dev/sda                 # 显示信息
hdparm -t /dev/sda                 # 读取测试
hdparm -T /dev/sda                 # 缓存读取测试
hdparm -tT /dev/sda                # 组合测试
hdparm -i /dev/sda                 # 内部信息

fio - I/O 性能测试

bash

fio --name=randread --ioengine=libaio --iodepth=16 --rw=randread --bs=4k --direct=1 --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --filename=/dev/sda
fio --name=randwrite --ioengine=libaio --iodepth=16 --rw=randwrite --bs=4k --direct=1 --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --filename=/dev/sda

dd - 简单测试

bash

dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1000 conv=fdatasync    # 写测试
dd if=test of=/dev/null bs=1M                              # 读测试
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=1000 oflag=direct      # 直接 I/O

下一步学习

文件管理 - 学习文件操作
系统监控 - 掌握系统监控
Shell脚本 - 学习脚本编程

磁盘管理 ​

磁盘分区 ​

fdisk - MBR 分区工具 ​

gdisk - GPT 分区工具 ​

parted - 分区工具 ​

分区类型代码 ​

文件系统 ​

mkfs - 创建文件系统 ​

mkswap - 创建交换分区 ​

文件系统特性对比 ​

挂载管理 ​

mount - 挂载文件系统 ​

umount - 卸载文件系统 ​

查看挂载信息 ​

/etc/fstab 配置 ​

磁盘空间管理 ​

df - 磁盘空间 ​

du - 目录大小 ​

ncdu - 磁盘使用分析 ​

LVM 逻辑卷管理 ​

LVM 架构 ​

PV 物理卷管理 ​

VG 卷组管理 ​

LV 逻辑卷管理 ​

磁盘阵列 RAID ​

mdadm - 软件 RAID ​

RAID 级别对比 ​

磁盘健康检查 ​

smartctl - SMART 监控 ​

badblocks - 坏块检测 ​

文件系统检查与修复 ​

fsck - 文件系统检查 ​

磁盘性能测试 ​

hdparm - 磁盘参数 ​

fio - I/O 性能测试 ​

dd - 简单测试 ​

下一步学习 ​

磁盘管理

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