Linux笔记之磁盘与文件系统管理

磁盘与文件系统是Linux操作系统的重要组成部分，其管理包括挂载与卸载、磁盘分区、检查与修复、逻辑卷管理（LVM）以及RAID配置。本章将详细讲解这些内容，结合实际命令与输出结果。

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一、文件系统挂载与卸载

挂载是将存储设备（如硬盘分区、光盘、U盘）与Linux系统的目录结构关联起来的操作。卸载则是解除这种关联。

1、挂载文件系统

基本命令

• 挂载设备到指定目录：

  sudo mount <设备> <挂载点>
  

• 查看挂载情况：

  mount
  df -h
  

实际操作

• 挂载/dev/sdb1到/mnt：

  sudo mount /dev/sdb1 /mnt
  

• 查看挂载：

  df -h | grep /mnt
  

  输出结果示例：

  /dev/sdb1        20G  5G   15G   25% /mnt
  

2、卸载文件系统

基本命令

• 卸载挂载点：

  sudo umount <挂载点或设备>
  

实际操作

• 卸载/mnt：

  sudo umount /mnt
  

• 验证卸载成功：

  df -h | grep /mnt
  

  输出结果：无任何信息输出。

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二、磁盘工具

1、fdisk命令

fdisk是传统的磁盘分区工具，用于管理MBR分区表。

基本命令

• 查看磁盘信息：

  sudo fdisk -l
  

• 进入分区菜单：

  sudo fdisk /dev/sdb
  

实际操作

• 添加分区：

  1. 输入n添加新分区；
  2. 输入p选择主分区；
  3. 设置起始扇区与结束扇区；
  4. 输入w保存并退出。

• 查看分区：

  sudo fdisk -l /dev/sdb
  

  输出结果示例：

  Disk /dev/sdb: 20 GiB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
  Device     Boot Start       End   Sectors  Size Id Type
  /dev/sdb1        2048    41943039  41941007   20G 83 Linux
  

2、parted命令

parted支持GPT分区表，适合处理大磁盘。

基本命令

• 启动parted交互模式：

  sudo parted /dev/sdb
  

• 创建分区表：

  mklabel gpt
  

• 创建分区：

  mkpart primary ext4 0% 100%
  

• 查看分区：

  print
  

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3、lsblk命令

lsblk显示磁盘及其挂载信息。

命令示例

• 查看所有磁盘和分区：

  lsblk
  

  输出结果示例：

  NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
  sda      8:0    0   100G  0 disk
  ├─sda1   8:1    0    20G  0 part /
  ├─sda2   8:2    0    40G  0 part /home
  └─sda3   8:3    0    40G  0 part /data
  

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三、磁盘检查与修复

1、fsck命令

fsck用于检查和修复文件系统错误。

基本命令

• 检查文件系统：

  sudo fsck /dev/sdb1
  

• 强制修复：

  sudo fsck -y /dev/sdb1
  

实际操作

• 检查并修复/dev/sdb1：

  sudo fsck /dev/sdb1
  

  输出结果示例：

  Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
  Pass 2: Checking directory structure
  Pass 3: Checking directory connectivity
  /dev/sdb1: clean, 1024/5242880 files, 131072/20971520 blocks
  

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四、逻辑卷管理（LVM）

1、LVM概述

逻辑卷管理（LVM）提供动态的磁盘管理能力，支持扩展、缩减和快照功能。

LVM的基本组成

• 物理卷（PV）：实际的磁盘或分区。
• 卷组（VG）：由一个或多个物理卷组成的存储池。
• 逻辑卷（LV）：从卷组中分配的可用存储空间。

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2、创建LVM

实际操作

• 创建物理卷：

  sudo pvcreate /dev/sdb1
  

• 创建卷组：

  sudo vgcreate my_vg /dev/sdb1
  

• 创建逻辑卷：

  sudo lvcreate -L 10G -n my_lv my_vg
  

• 格式化逻辑卷：

  sudo mkfs.ext4 /dev/my_vg/my_lv
  

• 挂载逻辑卷：

  sudo mount /dev/my_vg/my_lv /mnt
  

查看LVM状态

• 查看物理卷：

  sudo pvdisplay
  

• 查看卷组：

  sudo vgdisplay
  

• 查看逻辑卷：

  sudo lvdisplay
  

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五、RAID配置

RAID（Redundant Array of Independent Disks）是通过组合多块磁盘提供数据冗余和性能提升的技术。

1、RAID级别

• RAID 0：条带化，提升性能，无冗余。
• RAID 1：镜像，提供冗余。
• RAID 5：分布式奇偶校验，支持冗余和性能提升。
• RAID 10：RAID 1+0，性能与冗余兼顾。

2、配置RAID

实际操作

• 安装mdadm：

  sudo apt-get install mdadm
  

• 创建RAID 1：

  sudo mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1
  

• 查看RAID状态：

  cat /proc/mdstat
  

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六、小结

通过本章学习，你已经掌握以下内容：

1. 文件系统挂载与卸载：使用mount、umount管理挂载点。
2. 磁盘工具：使用fdisk、parted分区，lsblk查看磁盘信息。
3. 磁盘检查与修复：使用fsck修复文件系统。
4. LVM管理：创建、扩展、缩减逻辑卷。
5. RAID配置：使用mdadm构建RAID。

掌握磁盘与文件系统管理是保障Linux系统运行和数据安全的关键技能。