运维笔记：磁盘管理

一、磁盘基础与分区规划

1.1 磁盘类型与识别

• 磁盘接口类型：

• • SATA：传输速率 6Gbps，常见于消费级硬盘，通过lsblk -o NAME,TYPE,SIZE,MODEL查看，标识为/dev/sda（SCSI/SATA 磁盘）。

• • NVMe：PCIe 接口，速率 32Gbps 以上，标识为/dev/nvme0n1（NVMe 命名规则：控制器 0 的命名空间 1）。

• • SAS：企业级接口，支持热插拔和双端口冗余，lsscsi命令显示设备类型为SAS。

• 磁盘识别命令：

# 查看所有磁盘及分区
lsblk  # 简洁显示：NAME、SIZE、TYPE（disk/part）、MOUNTPOINT
fdisk -l  # 详细信息：分区表类型、扇区大小、分区大小
blkid  # 显示分区UUID和文件系统类型（如UUID="xxx" TYPE="xfs"）

# 监控磁盘IO
iostat -x 5  # 每5秒刷新，%util接近100%表示IO饱和

1.2 分区表类型与选择

• MBR（Master Boot Record）：

• • 支持最大磁盘容量 2TB，最多 4 个主分区（或 3 主 + 1 扩展分区），兼容旧系统。

• • 创建命令：fdisk /dev/sdb→n（新建）→p（主分区）→设置分区号、起始扇区、大小。

• GPT（GUID Partition Table）：

• • 支持最大 18EB 磁盘，无主分区数量限制（推荐≤128 个），支持 UEFI 启动，适合新系统和大容量磁盘。

• • 创建命令：gdisk /dev/sdb→n→设置分区号、起始扇区、大小（默认使用全部空间）→w（写入并退出）。

• 选择建议：

• • 磁盘≤2TB：MBR 或 GPT 均可（MBR 兼容性更好）。

• • 磁盘 > 2TB：必须用 GPT（MBR 不支持）。

• • 启动磁盘：UEFI 主板需 GPT，Legacy BIOS 可用 MBR。

1.3 分区规划原则

• 系统盘（/dev/sda）典型规划：

• • /boot：2GB，EXT4 格式（存放内核和启动文件，独立分区避免根分区损坏导致无法启动）。

• • swap：内存≤8GB 时设为内存的 1.5 倍；内存 > 8GB 时设为 8-16GB（休眠需等于内存大小）。

• • /（根分区）：剩余空间，XFS 或 EXT4（XFS 适合大文件和高并发，EXT4 修复工具更成熟）。

• 数据盘（/dev/sdb）规划：

• • 按业务类型分区：如/data/db（数据库，XFS，独立分区避免影响系统）、/data/log（日志，EXT4，支持 inode 动态分配）。

• • 示例：gdisk /dev/sdb创建 3 个分区→/dev/sdb1（100GB，/data/db）、/dev/sdb2（50GB，/data/log）、/dev/sdb3（剩余，/data/backup）。

二、磁盘分区与格式化

2.1 命令行分区操作（fdisk/gdisk）

• MBR 分区示例（fdisk）：

# 对/dev/sdb进行分区
fdisk /dev/sdb

# 交互流程：
Command (m for help): n  # 新建分区
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p  # 主分区
Partition number (1-4, default 1): 1
First sector (2048-41943039, default 2048):  # 默认起始扇区
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, default 41943039): +100G  # 分区大小100GB

Command (m for help): t  # 修改分区类型
Selected partition 1
Hex code (type L to list all codes): 83  # Linux默认类型

Command (m for help): w  # 写入分区表并退出

• GPT 分区示例（gdisk）：

gdisk /dev/sdc

# 交互流程：
Command (? for help): n  # 新建分区
Partition number (1-128, default 1): 1
First sector (34-419430366, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:  # 默认
Last sector ...: +500G  # 分区大小500GB

Command (? for help): c  # 设置分区名称（可选）
Partition number: 1
Enter name: data_part1

Command (? for help): w  # 写入并退出，提示"Do you want to proceed? (Y/N): y"

2.2 文件系统格式化与挂载

• 常用文件系统格式化：

# EXT4（适合中小文件，支持日志、配额）
mkfs.ext4 /dev/sdb1  # 创建EXT4文件系统
tune2fs -m 1 /dev/sdb1  # 预留1%空间给root（默认5%，数据盘可减小）

# XFS（适合大文件，高吞吐量，并行IO）
mkfs.xfs /dev/sdb2  # 创建XFS文件系统
xfs_admin -L data_log /dev/sdb2  # 设置卷标（方便识别）

# swap分区
mkswap /dev/sdb3  # 格式化swap
swapon /dev/sdb3  # 启用swap
echo "/dev/sdb3 none swap defaults 0 0" >> /etc/fstab  # 永久生效

• 永久挂载配置：

# 1. 创建挂载点
mkdir -p /data/db /data/log

# 2. 获取分区UUID（推荐用UUID而非/dev/sdb1，避免磁盘顺序变化导致挂载失败）
blkid /dev/sdb1  # 假设输出UUID="a1b2c3d4-..."

# 3. 编辑/etc/fstab，添加以下行
UUID=a1b2c3d4-... /data/db xfs defaults,noatime 0 0  # noatime：不更新访问时间，提升性能
UUID=e5f6g7h8-... /data/log ext4 defaults 0 2  # 最后一位2表示非根分区，fsck检查

# 4. 验证并挂载
mount -a  # 加载/etc/fstab中所有未挂载的分区
df -h  # 确认挂载成功（显示/data/db和/data/log）

三、磁盘故障诊断与修复

3.1 磁盘健康状态检查

• SMART（Self-Monitoring, Analysis and Reporting Technology）：

# 安装工具
yum install -y smartmontools  # CentOS/RHEL
apt install -y smartmontools  # Ubuntu/Debian

# 检查磁盘健康（需管理员权限）
smartctl -H /dev/sdb  # 结果"PASSED"表示健康，"FAILED"需警惕
smartctl -a /dev/sdb  # 详细报告：关注"Reallocated_Sector_Ct"（重映射扇区数，>0可能有坏道）、"Power_On_Hours"（通电时间）

# 测试磁盘（谨慎：可能影响数据）
smartctl -t short /dev/sdb  # 短测试（约2分钟）
smartctl -t long /dev/sdb   # 长测试（约2小时）
smartctl -l selftest /dev/sdb  # 查看测试结果

3.2 坏道检测与修复

• 逻辑坏道修复：

# 扫描并标记坏道（XFS文件系统）
xfs_repair -n /dev/sdb1  # -n：只读检查，不修复
xfs_repair /dev/sdb1     # 实际修复（需卸载分区：umount /data/db）

# EXT4文件系统
e2fsck -f /dev/sdb2  # -f：强制检查（需卸载），自动修复逻辑错误

• 物理坏道处理：

1. 备份数据：rsync -av /data/db/ /backup/data_db/（尽快转移数据）。
2. 隔离坏道：通过分区工具跳过坏道区域，例如坏道位于 100-200GB，将分区分为 0-100GB 和 200GB - 末尾。
3. 更换磁盘：物理坏道是硬件老化迹象，建议更换磁盘，避免数据丢失。

3.3 分区表修复

• MBR 修复：

# 备份MBR（前512字节）
dd if=/dev/sdb of=/backup/sdb_mbr_backup bs=512 count=1

# 恢复MBR（从备份）
dd if=/backup/sdb_mbr_backup of=/dev/sdb bs=512 count=1

# 重建分区表（分区丢失时）
testdisk /dev/sdb  # 交互式工具，选择分区表类型→分析→快速搜索→保存分区表

• GPT 修复：

# 备份GPT（前1MB和最后1MB）
dd if=/dev/sdb of=/backup/sdb_gpt_backup bs=1M count=1
dd if=/dev/sdb of=/backup/sdb_gpt_backup_end bs=1M count=1 seek=$(( $(blockdev --getsize64 /dev/sdb) / 1024 / 1024 - 1 ))

# 恢复GPT
gdisk /dev/sdb  # 进入交互模式
x  # 专家模式
l  # 加载备份GPT（需先将备份文件复制到/tmp）

四、磁盘性能优化

4.1 文件系统调优

• XFS 优化：

# 挂载参数优化（编辑/etc/fstab）
UUID=xxx /data xfs defaults,noatime,nodiratime,allocsize=16m 0 0
# noatime/nodiratime：不记录访问时间，减少IO
# allocsize=16m：预分配16MB空间，适合大文件写入（如数据库）

# 在线调整日志大小（需卸载后执行）
xfs_growfs -L 1G /dev/sdb1  # 将日志大小调整为1GB（默认约64MB），提升并发写入性能

• EXT4 优化：

# 格式化时优化（大文件系统）
mkfs.ext4 -O dir_index,extent /dev/sdb2  # dir_index：目录索引加速；extent：减少碎片
tune2fs -m 1 /dev/sdb2  # 预留1%空间（默认5%，数据盘可减小）

# 挂载参数（/etc/fstab）
UUID=xxx /data/log ext4 defaults,noatime,data=writeback 0 0
# data=writeback：延迟日志写入，提升性能（牺牲部分一致性）

4.2 IO 调度器配置

• 查看与设置调度器：

# 查看当前调度器
cat /sys/block/sdb/queue/scheduler  # 输出如"[mq-deadline] kyber bfq none"，[]表示当前生效

# 临时设置调度器（立即生效）
echo "mq-deadline" > /sys/block/sdb/queue/scheduler  # SSD/NVMe推荐
echo "bfq" > /sys/block/sdc/queue/scheduler          # HDD推荐（多队列公平调度）

# 永久生效（CentOS/RHEL 7+）
echo 'ACTION=="add|change", KERNEL=="sdb", ATTR{queue/scheduler}="mq-deadline"' > /etc/udev/rules.d/60-ioscheduler.rules

• 调度器选择建议：

• • NVMe/SSD：mq-deadline（低延迟）或none（无调度，直接提交 IO）。

• • SATA/SAS HDD：bfq（多任务公平调度）或mq-deadline（实时性好）。

4.3 磁盘缓存与预读调整

• 调整预读大小：

# 查看当前预读大小（512字节/扇区，默认256表示128KB）
cat /sys/block/sdb/queue/read_ahead_kb  # 单位KB

# 临时调整（大数据连续读取，如视频服务器）
echo 1024 > /sys/block/sdb/queue/read_ahead_kb  # 预读1MB

# 永久设置（udev规则）
echo 'ACTION=="add|change", KERNEL=="sdb", ATTR{queue/read_ahead_kb}="1024"' >> /etc/udev/rules.d/60-ioscheduler.rules

• 启用写入缓存：

# 检查当前缓存状态
hdparm -W /dev/sdb  # 1=启用，0=禁用

# 启用写入缓存（需确保磁盘有备用电池或UPS，防止断电数据丢失）
hdparm -W 1 /dev/sdb

# 永久生效（udev规则）
echo 'ACTION=="add|change", KERNEL=="sdb", RUN+="/sbin/hdparm -W 1 /dev/%k"' >> /etc/udev/rules.d/60-disk-cache.rules

五、高级磁盘管理技术

5.1 LVM（逻辑卷管理）

• LVM 架构：物理卷（PV）→卷组（VG）→逻辑卷（LV），支持动态扩容和缩容。

• 基本操作：

# 创建PV
pvcreate /dev/sdb /dev/sdc  # 将两块磁盘转为物理卷

# 创建VG（卷组名为vg_data，PE大小4MB）
vgcreate -s 4M vg_data /dev/sdb /dev/sdc

# 创建LV（从vg_data分配100GB，逻辑卷名为lv_db）
lvcreate -L 100G -n lv_db vg_data

# 格式化并挂载
mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_db
mkdir /data/db
mount /dev/vg_data/lv_db /data/db

# 动态扩容（无需卸载）
lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_db  # 增加50GB
xfs_growfs /dev/vg_data/lv_db        # XFS在线扩容文件系统
# EXT4：resize2fs /dev/vg_data/lv_db

5.2 磁盘加密（LUKS）

• 加密分区创建：

# 安装工具
yum install -y cryptsetup

# 加密分区（会清除数据，谨慎！）
cryptsetup luksFormat /dev/sdb1  # 输入大写YES确认，设置加密密码

# 打开加密设备（映射名为crypt_data）
cryptsetup open /dev/sdb1 crypt_data

# 格式化并挂载
mkfs.xfs /dev/mapper/crypt_data
mount /dev/mapper/crypt_data /data/encrypted

# 永久挂载（需设置自动解密，避免每次输入密码）
# 1. 备份密钥：cryptsetup luksAddKey /dev/sdb1 --key-file /root/keyfile
# 2. 编辑/etc/crypttab：crypt_data /dev/sdb1 /root/keyfile luks
# 3. 编辑/etc/fstab：/dev/mapper/crypt_data /data/encrypted xfs defaults 0 0

5.3 多路径（Multipath）配置

• 为 SAN 存储配置多路径：

# 安装工具
yum install -y device-mapper-multipath

# 启用多路径服务
mpathconf --enable --with_multipathd y
systemctl start multipathd
systemctl enable multipathd

# 查看多路径设备（映射后的设备名为mpatha、mpathb等）
multipath -ll

# 配置多路径策略（编辑/etc/multipath.conf）
defaults {
  user_friendly_names yes  # 启用友好名称（mpatha而非UUID）
  find_multipaths yes      # 自动发现多路径
}
devices {
  device {
    vendor "EMC"          # 存储厂商（通过multipath -ll查看）
    product "SYMMETRIX"   # 产品型号
    path_grouping_policy multibus  # 所有路径负载均衡
    path_selector "round-robin 0"  # 轮询策略
  }
}

六、磁盘管理自动化脚本

6.1 自动检测并挂载新磁盘

#!/bin/bash
# 功能：检测未分区磁盘，自动GPT分区、格式化XFS、挂载到/data目录

# 查找未分区的磁盘（排除系统盘sda和CD-ROM）
for disk in $(lsblk -n -o NAME,TYPE | grep 'disk' | grep -v 'sda' | awk '{print $1}'); do
    disk_path="/dev/$disk"
    
    # 检查是否已分区
    if ! fdisk -l $disk_path | grep -q "Partition table"; then
        echo "发现未分区磁盘：$disk_path，开始自动配置..."
        
        # GPT分区（全磁盘）
        parted -s $disk_path mklabel gpt
        parted -s $disk_path mkpart primary xfs 0% 100%
        
        # 格式化（等待分区表生效）
        sleep 2
        part_path="${disk_path}1"
        mkfs.xfs -f $part_path
        
        # 创建挂载点并挂载
        mount_point="/data/${disk}_data"
        mkdir -p $mount_point
        uuid=$(blkid -s UUID -o value $part_path)
        echo "UUID=$uuid $mount_point xfs defaults,noatime 0 0" >> /etc/fstab
        mount -a
        
        echo "$disk_path 配置完成，挂载点：$mount_point"
    fi
done

6.2 磁盘空间监控脚本

#!/bin/bash
# 功能：监控磁盘使用率，超过阈值发送告警

threshold=85  # 告警阈值（%）
alert_recipient="admin@example.com"

# 检查所有挂载点
df -H | grep -vE 'Filesystem|tmpfs|loop' | while read -r fs size used avail pct mount; do
    # 提取百分比数字
    pct_num=$(echo $pct | sed 's/%//')
    
    if [ $pct_num -gt $threshold ]; then
        subject="磁盘空间告警：$mount 使用率超过$threshold%"
        message="磁盘 $fs 挂载点 $mount 使用率过高：$pct\n可用空间：$avail"
        echo -e "$message" | mail -s "$subject" $alert_recipient
        echo "已发送告警：$subject"
    fi
done

七、磁盘管理最佳实践

7.1 日常维护 checklist

• 每周执行smartctl -H /dev/sd*检查磁盘健康。

• 每月运行xfs_repair -n（XFS）或e2fsck -f（EXT4，需卸载）检查文件系统完整性。

• 每季度清理冗余数据，保持磁盘使用率低于 80%（避免碎片化和性能下降）。

• 记录磁盘更换周期（企业级硬盘建议 3-5 年更换，消费级 2-3 年）。

7.2 数据安全策略

• 关键数据分区启用 LUKS 加密，防止物理磁盘被盗导致数据泄露。

• 定期备份分区表（MBR/GPT）和重要文件系统元数据，便于故障恢复。

• 服务器磁盘采用 RAID 保护（如 RAID 10 用于数据库，RAID 6 用于归档），避免单盘故障丢失数据。

7.3 容量规划原则

• 按 “当前容量 ×（1 + 年增长率）^3” 规划未来 3 年需求（如年增长 30%，当前 1TB→3 年后约 2.2TB）。

• 预留 20% 空闲空间：XFS/EXT4 在使用率 > 85% 时性能下降明显，预留空间可减少碎片和 IO 压力。

• 新磁盘优先选择 SSD 或 NVMe：随机 IO 性能是 HDD 的 10-100 倍，显著提升数据库、虚拟化等场景响应速度。

八、磁盘克隆与迁移技术

8.1 整盘克隆工具与操作

• dd 命令克隆（字节级复制）：

# 克隆整个磁盘到另一个磁盘（需容量相同或更大，谨慎！）
dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4M status=progress  # if=源磁盘，of=目标磁盘，bs=块大小，status=显示进度

# 克隆磁盘到镜像文件（用于备份）
dd if=/dev/sda of=/backup/sda_image.img bs=4M status=progress
# 从镜像恢复到磁盘
dd if=/backup/sda_image.img of=/dev/sda bs=4M status=progress

• • 注意：克隆时需确保目标磁盘未挂载，建议在 Live CD 环境执行，避免数据不一致。

• • 优化：添加conv=noerror,sync参数，跳过坏道并同步数据，dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=4M conv=noerror,sync。

• partclone（智能克隆，支持文件系统）：

# 安装工具
yum install -y partclone

# 克隆EXT4分区到镜像
partclone.ext4 -d -s /dev/sda1 -o /backup/sda1_ext4.img  # -d：显示详细信息

# 恢复镜像到分区
partclone.ext4 -d -r -s /backup/sda1_ext4.img -o /dev/sdb1  # -r：恢复模式

# 直接克隆分区到另一个分区（支持不同大小，需目标分区≥源分区）
partclone.xfs -s /dev/sda2 -o /dev/sdb2

• • 优势：只复制已使用的扇区，比 dd 更快（尤其是稀疏磁盘），支持 ext4、xfs、ntfs 等多种文件系统。

8.2 系统盘迁移到 SSD

• 迁移步骤：

        a.准备工作：确认 SSD 容量≥系统盘已使用空间，用df -h /查看使用量。

        b.克隆分区表：

sfdisk -d /dev/sda > /tmp/partition_table  # 备份源磁盘分区表
sfdisk /dev/nvme0n1 < /tmp/partition_table  # 恢复到SSD（nvme0n1）

        c.克隆分区数据：

# 对每个分区执行（以根分区为例）
partclone.xfs -s /dev/sda2 -o /dev/nvme0n1p2

        d.修复启动（UEFI 系统）：

mount /dev/nvme0n1p2 /mnt  # 挂载SSD根分区
mount /dev/nvme0n1p1 /mnt/boot/efi  # 挂载EFI分区
for i in /dev /dev/pts /proc /sys; do mount -o bind $i /mnt$i; done  # 绑定系统目录
chroot /mnt  # 切换根目录
grub2-install /dev/nvme0n1  # 重新安装GRUB
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg  # 更新GRUB配置
exit
umount -R /mnt  # 卸载

        e.验证启动：重启服务器，进入 BIOS 设置 SSD 为第一启动项，确认系统正常启动。

九、高级 LVM 操作与故障处理

9.1 LVM 快照与恢复

• 创建快照（用于备份或测试）：

# 创建lv_db的快照（大小10GB，快照名为lv_db_snap）
lvcreate -L 10G -s -n lv_db_snap /dev/vg_data/lv_db  # -s：快照标志

# 挂载快照查看内容（只读，避免修改原始数据）
mkdir /mnt/snap
mount -o ro /dev/vg_data/lv_db_snap /mnt/snap

# 从快照恢复（需先卸载原始逻辑卷）
umount /data/db
lvconvert --merge /dev/vg_data/lv_db_snap  # 合并快照到原始卷
mount /dev/vg_data/lv_db /data/db

• • 注意：快照大小需根据预期数据变化量设置（如数据库每日变化 5GB，快照至少 10GB），满了会自动失效。

9.2 LVM 故障恢复

• VG 丢失恢复：

1. 扫描物理卷：vgscan --mknodes（重建 VG 设备节点）。
2. 激活卷组：vgchange -ay vg_data（-ay：激活所有卷组）。
3. 若 VG 元数据损坏：

pvck --repair /dev/sdb  # 修复物理卷元数据（谨慎，可能丢失数据）
vgcfgrestore -f /etc/lvm/backup/vg_data vg_data  # 从备份恢复VG配置（默认每日备份）

• LV 误删除恢复：

        a.停止写入：立即卸载卷组，避免新数据覆盖 LV 残留信息。

        b.扫描残留 LV：vgdisplay -v vg_data查看 PE 范围，或使用testdisk扫描：

testdisk /dev/sdb  # 选择磁盘→分析→快速搜索→找到误删的LV，记录起始和结束扇区

        c.重建 LV：

lvcreate --name recovered_lv --segmentsize 4M --stripes 1 --stripesperdevice 1 vg_data --yes --type linear --startsector 100000 --sectors 500000  # 根据testdisk结果设置起始和结束扇区

十、故障恢复实战与数据抢救

10.1 文件系统损坏紧急修复

• XFS 文件系统修复：

# 1. 卸载损坏的分区
umount /data/db

# 2. 检查并修复（-n：只读检查，无输出表示正常）
xfs_repair -n /dev/sdb1

# 3. 实际修复（可能丢失数据，建议先备份）
xfs_repair /dev/sdb1

# 4. 若提示"log needs replay but no mount point"，强制清除日志（最后手段）
xfs_repair -L /dev/sdb1  # -L：清除日志，可能导致数据不一致

• EXT4 文件系统修复：

# 1. 卸载分区
umount /data/log

# 2. 检查（-f：强制，-v：详细）
e2fsck -fv /dev/sdb2

# 3. 自动修复（-y：所有提示选yes）
e2fsck -fy /dev/sdb2

# 4. 若超级块损坏，从备份恢复（默认每8个块有一个备份）
mke2fs -n /dev/sdb2  # 查看备份超级块位置（如"Superblock backups stored on blocks: 32768, 98304..."）
e2fsck -b 32768 /dev/sdb2  # 使用32768块的备份超级块

10.2 误删除分区数据恢复

• 步骤：

        a.禁止写入：立即卸载分区或挂载为只读，mount -o ro /dev/sdb /mnt，避免覆盖数据。

        b.使用 extundelete（EXT4）：

# 安装工具
yum install -y extundelete

# 查看可恢复文件
extundelete /dev/sdb1 --inode 2  # inode 2为根目录

# 恢复单个文件
extundelete /dev/sdb1 --restore-file /data/doc.txt

# 恢复整个目录
extundelete /dev/sdb1 --restore-directory /data/docs

# 恢复所有文件
extundelete /dev/sdb1 --restore-all

        c.使用 xfs_undelete（XFS）：

• • • XFS 恢复较复杂，需依赖备份或第三方工具（如xfs_undelete需编译安装），建议定期备份 xfs 文件系统元数据：

xfs_metadump /dev/sdb2 /backup/xfs_meta_dump  # 备份元数据

10.3 RAID 阵列数据恢复

• RAID 5 单盘故障恢复：

1. 标记故障盘：mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb（-f：标记为故障）。
2. 移除故障盘：mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb。
3. 添加新盘重建：mdadm /dev/md0 -a /dev/sdc，cat /proc/mdstat查看重建进度（resync=XX%）。

• RAID 信息丢失恢复：

        a.扫描 RAID 签名：mdadm --assemble --scan自动识别 RAID 阵列。

        b.手动指定重建：若自动扫描失败，需指定成员盘和级别：

mdadm --assemble /dev/md0 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd --level=5 --verbose  # 假设3块盘的RAID 5

        c.挂载验证：mount /dev/md0 /mnt/raid，确认数据可访问。

十一、跨平台磁盘管理

11.1 Linux 与 Windows 磁盘共享

• NTFS 分区挂载（Linux 访问 Windows 磁盘）：

# 安装NTFS-3G工具
yum install -y ntfs-3g

# 挂载NTFS分区（读写模式）
mount -t ntfs-3g /dev/sdb1 /mnt/windows -o rw,uid=1000,gid=1000  # 指定用户ID和组ID，避免权限问题

# 永久挂载（/etc/fstab）
UUID=123456789ABCDEF0 /mnt/windows ntfs-3g defaults,uid=1000,gid=1000 0 0

• Samba 共享（Windows 访问 Linux 磁盘）：

# 安装Samba
yum install -y samba

# 配置共享（/etc/samba/smb.conf）
[linux_share]
    path = /data/share
    browseable = yes
    writable = yes
    valid users = samba_user
    create mask = 0644
    directory mask = 0755

# 创建用户并设置密码
useradd samba_user
smbpasswd -a samba_user  # 设置Samba密码

# 启动服务
systemctl start smb nmb
systemctl enable smb nmb

# Windows访问：资源管理器输入\\linux-ip\linux_share，输入samba_user和密码

11.2 移动设备管理（U 盘 / 移动硬盘）

• 自动挂载配置（udev 规则）：

# 创建规则文件
vi /etc/udev/rules.d/10-usb-mount.rules

# 添加以下内容（根据设备ID调整，通过lsusb查看）
SUBSYSTEM=="block", ATTRS{idVendor}=="0781", ATTRS{idProduct}=="5581", ACTION=="add", RUN+="/usr/local/bin/usb-mount.sh %k"
SUBSYSTEM=="block", ATTRS{idVendor}=="0781", ATTRS{idProduct}=="5581", ACTION=="remove", RUN+="/usr/local/bin/usb-unmount.sh %k"

# 挂载脚本（/usr/local/bin/usb-mount.sh）
#!/bin/bash
mkdir -p /mnt/usb/$1
mount /dev/$1 /mnt/usb/$1

• • 优势：插入指定 U 盘自动挂载到/mnt/usb/sdb1，拔出自动卸载，适合服务器临时导入数据。

• exFAT 格式支持（大文件 U 盘）：

# 安装exFAT驱动
yum install -y exfat-utils fuse-exfat

# 挂载exFATU盘
mount -t exfat /dev/sdb1 /mnt/usb

十二、磁盘管理进阶工具与技巧

12.1 高级磁盘分析工具

• ncdu（NCurses Disk Usage）：

• • 终端交互式磁盘分析工具，ncdu /data递归扫描目录，按大小排序，支持删除文件（按 d 键），适合查找大文件和冗余目录。

• dstat（系统资源监控）：

dstat -d -D sda,sdb  # 仅显示sda和sdb的磁盘统计（读/写速度、IOPS）
dstat -d --top-bio  # 显示IO占用最高的进程

• • 优势：整合 iostat、vmstat、ifstat 功能，实时监控磁盘、CPU、网络，便于定位资源竞争问题。

12.2 磁盘性能基准测试

• fio（Flexible I/O Tester）：

# 随机写测试（模拟数据库负载）
fio --name=randwrite --filename=/tmp/test.fio --rw=randwrite --bs=4k --size=1G --numjobs=4 --runtime=60 --iodepth=32 --direct=1 --ioengine=libaio --group_reporting

# 顺序读测试（模拟视频流）
fio --name=seqread --filename=/tmp/test.fio --rw=read --bs=128k --size=10G --numjobs=1 --runtime=60 --direct=1 --ioengine=libaio --group_reporting

• • 关键指标：IOPS（随机读写）、带宽（顺序读写）、延迟（lat），用于验证磁盘性能是否符合预期（如 NVMe 随机写 IOPS 应 > 5 万）。

12.3 企业级磁盘管理方案

• 集中式存储管理平台：

• • IBM Spectrum Control：监控异构存储（SAN/NAS/DAS），容量规划、性能分析、合规报告。

• • SolarWinds Storage Resource Monitor：自动发现存储设备，预警容量不足，生成趋势报表。

• 自动化运维集成：

• • Ansible 磁盘管理角色：

- name: 磁盘管理角色
  hosts: all
  roles:
    - role: disk_management
      vars:
        disks:
          - device: /dev/sdb
            partitions:
              - size: 100G
                mount_point: /data/db
                fstype: xfs
              - size: 50G
                mount_point: /data/log
                fstype: ext4

• • 通过 GitLab CI/CD 触发：提交配置后自动在测试环境执行，验证通过后推送到生产，实现 “基础设施即代码”。

十三、总结与最佳实践回顾

13.1 核心原则

• 数据安全优先：定期备份、启用 RAID、关键数据加密，故障恢复预案需定期演练。

• 性能与容量平衡：根据业务类型选择文件系统和磁盘类型（如数据库用 NVMe+XFS，日志用 SSD+EXT4）。

• 自动化与监控：通过脚本和工具减少人工操作，实时监控磁盘健康和性能，提前预警问题。

13.2 常见问题解决方案

问题场景	解决方案
磁盘空间骤减	用 ncdu 查找大文件，检查是否有核心转储（core dump）或日志溢出，清理后设置日志轮转
IO 性能突然下降	用 iostat 检查 % util 和 await，确认是否有进程独占 IO（dstat --top-bio），调整 IO 调度器或迁移负载
系统无法启动（磁盘相关）	检查 GRUB 配置和分区表，用 live CD 修复 MBR/GPT，或从备份恢复引导扇区
磁盘灯常亮但 IOPS 低	可能是磁盘碎片严重，XFS 执行 xfs_fsr 优化，EXT4 执行 e4defrag，或更换故障磁盘

通过系统化的磁盘管理策略和工具链，可确保存储系统高效、稳定运行，同时为业务增长提供足够的弹性和安全性。