Linux磁盘管理：分区、挂载与LVM详解-优快云博客

本文介绍了Linux系统下磁盘管理的相关知识，包括MBR和GPT分区方案，如何使用fdisk和parted进行分区，以及挂载、开机挂载、SWAP交换空间的设置。重点讲解了LVM逻辑卷的创建、扩展、使用和删除，以及RAID阵列的基本概念和类型。

摘要生成于 C知道，由 DeepSeek-R1 满血版支持，前往体验 >

分区及磁盘指令

1.识别硬盘 lsblk
2.分区规划 fdisk       MBR分区模式
3.刷新分区表 partprobe
4.格式化文件系统 mkfs.ext4   mkfs.xfs  
5.挂载   mount     
6.mount -a 自动挂载     
7.df -h #显示正在挂载的设备信息
8.blkid   /dev/sdb1  #查看文件系统类型


分区方案（分区模式）： MBR与GPT

MBR/msdos 分区方案 fdisk进行分区

–分区类型：主分区、扩展分区(占用所有剩余空间)、逻辑分区

–最多只能有4个主分区

–扩展分区可以没有，至多有一个

–1~4个主分区，或者 3个主分区+1个扩展分区（n个=逻辑分区）

如:所有第一个逻辑分区应该是sda5

–最大支持容量为 2.2TB 的磁盘

–扩展分区不能格式化，空间不能直接存储数据

–可以用于存储数据的分区：主分区与逻辑分区

fdisk常用交互指令：

m 列出指令帮助

p 查看现有的分区表（存放分区信息的表格）

n 新建分区

d 删除分区

q 放弃更改并退出

w 保存更改并退出

GPT 分区方案 parted进行分区

GPT，GUID Partition Table

–全局唯一标识分区表

–突破固定大小64字节的分区表限制

–最多可支持128个主分区，最大支持18EB容量

1 EB = 1024 PB = 1024 x 1024 TB

parted常用分区指令
–help    //查看指令帮助
–mktable  gpt    //建立指定模式分区表
–mkpart  分区的名称  文件系统类型  start  end
    //指定大小或百分比%作为起始、结束位置
–print   //查看分区表
–rm  序号    //删除指定的分区
–quit   //退出交互环境


•parted进行分区
[root@localhost ~]# parted      /dev/sdc
(parted) mktable   gpt     #指定分区模式

(parted) mkpart                #划分新的分区
分区名称？ []? test1             #随意写
文件系统类型？ [ext2]? ext4    #随意写，不会进行格式化
起始点？ 0 
结束点？ 2G 
忽略/Ignore/放弃/Cancel? Ignore  #选择忽略，输入i(tab)补全

(parted) print                 #查看分区表信息
Number  Start   End     Size    File system  Name   标志
 1      17.4kB  2000MB  2000MB               test1


(parted) unit   GB             #使用GB作为单位
(parted) print 
Number  Start   End     Size    File system  Name   标志
 1      0.00GB  2.00GB  2.00GB               test1
 
(parted) mkpart              #划分新的分区
分区名称？ []? test2 
文件系统类型？ [ext2]? ext4 
起始点？ 2G                    #为上一个分区的结束
结束点？ 5G 
(parted) print                      
(parted) quit 
[root@localhost ~]# lsblk

mount挂载

命令行显示光盘内容

让目录成为设备的访问点

光盘–>光驱设备—>访问点(目录)

mount 设备路径挂载点目录

mkdir /dvd
ls /dvd
mount /dev/cdrom  /dvd

卸载操作

umount /dvd

挂载前要分好区的格式

开机挂载

开机自动挂载/etc/fstab 
–设备路径    挂载点    文件系统类型   参数    备份标记   检测顺序
vim    /etc/fstab 
/dev/sdb1   /mypart1   ext4    defaults   0   0
/dev/sdb2  /mypart2   xfs   defaults   0   0
mount   -a 
检测/etc/fstab开机自动挂载配置文件,格式是否正确
检测/etc/fstab中,书写完成,但当前没有挂载的设备,进行挂载 
[root@localhost ~]# df  -h     |  grep  sdb

SWAP 交换空间(虚拟内存)

利用硬盘的空间，充当内存的空间

CPU----->内存----->硬盘

当物理内存占满了，CPU可以将内存的中数据，暂时放入交换空间中，缓解真实物理内存的压力

交换空间最大不会超过16G

利用硬盘分区制作交换空间

方式一：利用硬盘分区制作交换空间
]# ls /dev/sdc1
]# mkswap   /dev/sdc1   #格式化交换文件系统
]# blkid   /dev/sdc1        #查看文件系统类型
]# swapon                      #查看交换空间组成的成员信息
]# swapon /dev/sdc1  #启用交换分区
]# swapon              #查看交换空间组成的成员信息
]# free -m               #查看交换空间的大小

]# swapoff  /dev/sdc1        #停用交换分区
]# swapon              #查看交换空间组成的成员信息
]# free   -m               #查看交换空间的大小 


#开机自动启用交换分区
[root@localhost ~]# vim    /etc/fstab 
/dev/sdc1   swap   swap    defaults  0   0
[root@localhost ~]# swapoff     /dev/sdc1     #停用
[root@localhost ~]# swapon    #查看交换空间组成的成员信息
[root@localhost ~]# swapon -a     #专门检测交换分区的书写
[root@localhost ~]# swapon    #查看交换空间组成的成员信息
[root@localhost ~]# reboot     #重启检测

生成文件制作交换空间

生成一个较大的2G文件
–	dd  if=源设备  of=目标设备  bs=块大小  count=块数
/dev/zero:永远都在产生数据

]# dd if=/dev/zero   of=/opt/swap.txt   bs=1M   count=2048
]# du  -sh   /opt/swap.txt 
#du 会显示指定的目录或文件所占用的磁盘空间。
#-s或--summarize 仅显示总计。
#-h或--human-readable 以K，M，G为单位，提高信息的可读性。

mkswap   /opt/swap.txt   #格式化交换文件系统
swapon   /opt/swap.txt     #启用
swapon: /opt/swap.txt：不安全的权限 0644，建议使用 0600。
swapon    #查看交换空间组成的成员

LVM逻辑卷

作用1：整合分散的空间(参与成员可以是分区，也可以是硬盘)

作用2：逻辑卷空间可以扩大

逻辑卷：虚拟磁盘技术

制作过程：将众多的物理卷(PV)，组建成卷组(VG)，再从卷组中划分逻辑卷(LV)

功能	物理卷管理	卷组管理	逻辑卷管理
Scan 扫描	pvscan	vgscan	lvscan
Create 创建	pvcreate	vgcreate	lvcreate
Display 显示	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
Remove 删除	pvremove	vgremove	lvremove
Extend 扩展	/	vgextend	lvextend

卷组

卷组的创建

命令格式：vgcreate 卷组名设备路径

创建单词：Successfully（成功）

# vgcreate  systemvg  /dev/sdb1   /dev/sdb2

# vgs    #查看当前系统中所有卷组信息

# pvs    #查看系统中物理卷信息

卷组没有足够的剩余空间

**1.**扩展卷组空间

[root@localhost ~]# vgextend systemvg /dev/sdb3

[root@localhost ~]# vgs

**2.**扩展逻辑卷空间

]# lvextend -L 25G /dev/systemvg/vo #扩展逻辑卷的空间

]# vgs #查看卷组信息

]# lvs #查看逻辑卷信息

**3.**扩展逻辑卷文件系统（刷新文件系统）

]# df -h | tail -1

]# xfs_growfs /dev/systemvg/vo

]# df -h | tail -1

]# lvs

修改卷组单位PE的大小

1.逻辑卷也支持缩减

2.卷组：划分空间的单位 PE

PE默认大小：4M

vgchange只能在4M的范围内 如果更大需要vgcreate

]# vgdisplay systemvg #显示卷组详细信息

PE Size 4.00 MiB

修改卷组划分空间的单位 PE大小

[root@localhost ~]# vgchange  -s  1M  systemvg

 Volume group "systemvg"  successfully changed

[root@localhost ~]# vgdisplay  systemvg


#用标准PE大小创建
[root@localhost ~]# lvcreate -L  250M -n lvredhat systemvg 

 Logical volume "lvredhat" created.

[root@localhost ~]# lvs

逻辑卷

逻辑卷的建立

命令格式：lvcreate -L 大小 -n 逻辑卷名字卷组名

[root@localhost ~]# lvcreate  -L  16G  -n  vo  systemvg

 Logical volume "vo" created.

[root@localhost ~]# vgs  #查看卷组信息

[root@localhost ~]# lvs   #查看逻辑卷信息

[root@localhost ~]# lsblk

逻辑卷的使用

[root@localhost ~]# ls  /dev/systemvg/vo

[root@localhost ~]# ls  -l  /dev/systemvg/vo

 

[root@localhost ~]# mkfs.xfs  /dev/systemvg/vo
[root@localhost ~]# blkid  /dev/systemvg/vo

 

[root@localhost ~]# mkdir   /mylv
[root@localhost ~]# vim   /etc/fstab
/dev/systemvg/vo   /mylv  xfs  defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount  -a
[root@localhost ~]# df  -h

逻辑卷的扩展扩展完需要刷新

1.扩展逻辑卷空间

]# vgs

]# lvextend  -L  18G  /dev/systemvg/vo  #扩展逻辑卷的空间

]# vgs   #查看卷组信息

]# lvs  #查看逻辑卷信息

2.扩展逻辑卷文件系统（刷新文件系统）

xfs_growfs：刷新xfs文件系统

resize2fs：刷新ext4文件系统

]# df  -h  |  tail -1

]# xfs_growfs   /dev/systemvg/vo

]# df  -h  |  tail -1

]# lvs

逻辑卷的删除

删除卷组时，前提是所有基于此卷组的逻辑卷，全部要删除

]# lvremove  /dev/systemvg/vo  #需要事先卸载

 Logical volume systemvg/vo contains a filesystem in use.

]# umount /mylv/

]# lvremove  /dev/systemvg/vo 

Do you really want to remove active logical volume systemvg/vo? [y/n]: y

 Logical volume "vo" successfully removed

]# vim  /etc/fstab  #删除开机自动挂载信息

RAID

通过硬件的RAID卡实现RAID阵列

• 廉价冗余磁盘阵列

– Redundant Arrays of Inexpensive Disks

– 通过硬件/软件技术，将多个较小/低速的磁盘整合成一个大磁盘

– 阵列的价值：提升I/O效率、硬件级别的数据冗余

– 不同RAID级别的功能、特性各不相同

对比项	RAID 0	RAID 1	RAID 10	RAID 5	RAID 6
磁盘数	≧ 2	≧ 2	≧ 4	≧ 3	≧ 4
存储利用率	100%	≦ 50%	≦ 50%	n-1/n	n-2/n
校验盘	无	无	无	1	2
容错性	无	有	有	有	有
IO性能	高	低	中	较高	较高

• RAID 0，条带模式

– 同一个文档分散存放在不同磁盘

– 并行写入以提高效率

– 至少需要两块磁盘组成

• RAID 1，镜像模式

– 一个文档复制成多份，分别写入不同磁盘

– 多份拷贝提高可靠性，效率无提升

– 至少需要两块磁盘组成

• RAID5，高性价比模式

– 相当于RAID0和RAID1的折中方案

– 需要至少一块磁盘的容量来存放校验数据

– 至少需要三块磁盘组成

• RAID6，高性价比/可靠模式

– 相当于扩展的RAID5阵列，提供2份独立校验方案

– 需要至少两块磁盘的容量来存放校验数据

– 至少需要四块磁盘组成

• RAID 0+1/RAID 1+0

– 整合RAID 0、RAID 1的优势

– 并行存取提高效率、镜像写入提高可靠性

– 至少需要四块磁盘组成

VDO

Virtual Data Optimizer（虚拟数据优化器）

–一个内核模块，目的是通过重删减少磁盘的空间占用，以及减少复制带宽

–VDO是基于块设备层之上6月的，也就是在原设备基础上映射出mapper虚拟设备，然后直接使用即可

•重复数据删除

–输入的数据会判断是不是冗余数据

–判断为重复数据的部分不会被写入，然后对源数据进行更新，直接指向原始已经存储的数据块即可

•压缩

–对每个单独的数据块进行处理

安装

]# yum -y install vdo kmod-kvdo  #所需软件包

制作VDO卷

•vdo基本操作：参考man vdo 全文查找/example

–vdo create --name=VDO卷名称 --device=设备路径 --vdoLogicalSize=逻辑大小

–vdo list

–vdo status -n VDO卷名称

–vdo remove -n VDO卷名称

–vdostatus [--human-readable] [/dev/mapper/VDO卷名称]

•VDO卷的格式化加速（跳过去重分析）：

–mkfs.xfs –K  /dev/mapper/VDO卷名称

–mkfs.ext4 -E nodiscard /dev/mapper/VDO卷名称

前提制作VDO需要2G以上的内存

[root@nb ~]# vdo create --name=vdo0 --device=/dev/sdc --vdoLogicalSize=200G

[root@nb ~]# mkfs.xfs -K /dev/mapper/vdo0 

[root@nb ~]# mkdir /nsd01

[root@nb ~]# mount /dev/mapper/vdo0 /nsd01

[root@nb ~]# df -h

[root@nb ~]# vdostats --hum /dev/mapper/vdo0 #查看vdo设备详细信息

挂载vdo

[root@svr7 ~]# vim /etc/fstab 

/dev/mapper/vdo0  /nsd01 xfs defaults,_netdev 0 0

磁盘镜像文件的快速产生(COW写时复制)

复制磁盘镜像文件实在是太慢了!

磁盘镜像文件的格式 RAM和QCOW2

一般默认QCOW2 读写效率较低,但是支持内部快照，加密，压缩,占用空间小

COW (Copy On Write)

直接映射原始盘(后端盘)的数据内容(理解为快捷方式)

原始盘内容不变,并且不能修改原始盘的内容,否则所有前端盘无法使用

对前端盘的修改不回写的原始盘

前端盘至少和后端盘一样大, 前端盘>=后端盘

-b选项复用指定后端盘

qemu-img create -f qcow2 -b 后端盘.qcow2 前端盘.qcow2

qemu-img info 前端盘.qcow2   #查看盘的信息

image: 前端盘.qcow2
file format: qcow2
virtual size: 10G (10737418240 bytes)
disk size: 196K
cluster_size: 65536
backing file: 后端盘.qcow2
Format specific information:
    compat: 1.1
    lazy refcounts: false

编辑原有的前端盘xml文件改成后端盘的