Linux系统磁盘与文件系统管理
磁盘的分区、格式化、挂载
使用fdisk -l列出系统上所有的磁盘分区信息。它会显示您系统中的硬盘设备以及每个设备上的分区情况，包括分区的起始扇区、大小、文件系统类型等。
1fdisk -l
2Disk /dev/vda: 100 GiB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
3Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
4Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
5I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
6Disklabel type: dos
7Disk identifier: 0xa26fc47b
8
9Device Boot Start End Sectors Size Id Type
10/dev/vda1 2048 4194303 4192256 2G e W95 FAT16 (LBA)
11/dev/vda2 4194304 83886079 79691776 38G 83 Linux
12
13
14Disk /dev/vdb: 8 GiB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors
15Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
16Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
17I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
使用df -h命令显示系统上各个文件系统的磁盘使用情况和剩余空间。它会显示文件系统的挂载点、总容量、已用空间、剩余空间和使用率等信息。
1df -h
2Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
3devtmpfs 4.0M 0 4.0M 0% /dev
4tmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /dev/shm
5tmpfs 1.6G 17M 1.5G 2% /run
6tmpfs 4.0M 0 4.0M 0% /sys/fs/cgroup
7/dev/vda2 38G 1.2G 35G 4% /
8tmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /tmp
9/dev/vda1 2.0G 95M 2.0G 5% /boot
磁盘/dev/vda上还有剩余空间，现在希望创建/dev/vda3分区，并将/dev/vda3挂载到/home。
备份/home中的内容到/root下:
1cp -r /home /root
创建分区/dev/vda3:
1fdisk /dev/vda
2Command (m for help): n
3Partition type
4 p primary (2 primary, 0 extended, 2 free)
5 e extended (container for logical partitions)
6Select (default p): p
7Partition number (3,4, default 3): 3
8First sector (83886080-209715199, default 83886080):
9Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (83886080-209715199, default 209715199):
10
11Created a new partition 3 of type 'Linux' and of size 60 GiB.
12
13Command (m for help): w
14The partition table has been altered.
15Syncing disks.
查看磁盘分区:
1fdisk -l
2Disk /dev/vda: 100 GiB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
3Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
4Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
5I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
6Disklabel type: dos
7Disk identifier: 0xa26fc47b
8
9Device Boot Start End Sectors Size Id Type
10/dev/vda1 2048 4194303 4192256 2G e W95 FAT16 (LBA)
11/dev/vda2 4194304 83886079 79691776 38G 83 Linux
12/dev/vda3 83886080 209715199 125829120 60G 83 Linux
13
14
15Disk /dev/vdb: 8 GiB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors
16Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
17Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
18I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
格式化磁盘分区/dev/vda3为ext4文件系统:
1mkfs.ext4 /dev/vda3
编辑/etc/fstab，添加下边的挂载记录:
1/dev/vda3 /home ext4 defaults 0 0
在
/etc/fstab文件中，每一行都描述了一个要挂载的文件系统。其中，每个字段的含义如下：
- 设备路径（Device）：这是要挂载的设备的路径，例如
/dev/vda3。 - 挂载点路径（Mount Point）：这是你想要将设备挂载到的目标路径，例如
/home/new_home。 - 文件系统类型（File System Type）：这是设备上的文件系统类型，例如
ext4。 - 选项（Options）：这是一系列用逗号分隔的选项，用于控制挂载的行为。
defaults是一个常见的选项，它包含了一组默认的挂载选项，如读写权限、atime 更新等。你也可以使用其他选项，根据你的需求。常见选项包括：rw：以读写模式挂载。ro：以只读模式挂载。noatime：不更新文件访问时间，可以提高性能。errors=remount-ro：在发生错误时以只读模式重新挂载。discard：启用 TRIM 命令，用于固态硬盘的垃圾回收。
- Dump 标志：通常设置为
0，表示不需要备份。如果设置为1，则表示需要备份。 - Pass 标志：这是文件系统检查的顺序。通常设置为
2，表示在系统引导时会检查文件系统。当Pass设置为0时，表示文件系统在系统引导时不需要进行检查。在/etc/fstab中，Pass字段表示文件系统检查的顺序，可以设置为以下值：0: 表示不需要进行文件系统检查。这通常用于不需要定期检查的文件系统，例如非系统分区。1: 表示在引导时需要进行文件系统检查，但是会在检查时将根文件系统标记为“已检查”。这适用于根文件系统。2: 表示在引导时需要进行文件系统检查，而且不会将根文件系统标记为“已检查”。 选择正确的Pass值取决于文件系统的用途和特性。通常情况下，根文件系统（/）会设置为1，其他分区可以设置为0，以减少引导时间。
重新挂载:
1mount -a
将/root中备份的home目录拷贝会/home:
1cp -r /root/home /
查看文件系统的挂载情况:
1df -h | grep /dev/vda
2/dev/vda2 38G 1.2G 35G 4% /
3/dev/vda1 2.0G 95M 2.0G 5% /boot
4/dev/vda3 59G 52K 56G 1% /home
最后重启一次系统，确认启动后一切正常
逻辑卷管理
在 Linux 中，逻辑卷管理器（Logical Volume Manager，LVM）是一种用于管理磁盘存储的技术，它引入了物理卷、卷组和逻辑卷等概念，以提供更灵活的存储管理。以下是它们之间的关系：
-
物理卷（Physical Volume，PV）：物理卷是物理磁盘或分区的抽象，它可以是硬盘、SSD、RAID 阵列等。
-
卷组（Volume Group，VG）：卷组是由一个或多个物理卷组成的逻辑单元，它是在物理卷上创建的。卷组可以看作是逻辑卷管理的容器，可以在其中创建和分配逻辑卷。卷组内的所有物理卷的存储空间累加形成卷组的总存储空间。
-
逻辑卷（Logical Volume，LV）：逻辑卷是在卷组上创建的抽象卷。它是用户实际使用的卷，可以看作是格式化和挂载的“虚拟磁盘”。逻辑卷的大小和数量是可以根据需要调整的，这为动态存储管理提供了很大的灵活性。
关系示意图：
1 +-----------------+ +---------------------+
2 | Logical Volume| | Logical Volume|
3 | (LV) | | (LV) |
4 +-----------------+ +---------------------+
5 | |
6 | |
7 | |
8 +----------------+ +-----------------+
9 | Volume Group | | Volume Group |
10 | (VG) | | (VG) |
11 +----------------+ +-----------------+
12 | |
13 | |
14 | |
15 +----------------+ +-----------------+
16 | Physical Vol | | Physical Vol |
17 | (PV) | | (PV) |
18 +----------------+ +-----------------+
19 Disk 1 Disk 2
总结来说，物理卷是磁盘或分区，卷组是物理卷的组合，逻辑卷是用户使用的逻辑单元，它们一起构成了 LVM 管理的层次结构，为存储管理提供了更高的灵活性和可管理性。
逻辑卷扩容
磁盘分区信息如下:
1fdisk -l
2Disk /dev/vda: 100 GiB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
3Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
4Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
5I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
6Disklabel type: gpt
7Disk identifier: 1BAB51F2-35A6-4997-9410-ECCD72C9FE8B
8
9Device Start End Sectors Size Type
10/dev/vda1 2048 204799 202752 99M EFI System
11/dev/vda2 204800 2252799 2048000 1000M Linux filesystem
12/dev/vda3 2252800 2260991 8192 4M PowerPC PReP boot
13/dev/vda4 2260992 2263039 2048 1M BIOS boot
14/dev/vda5 2265088 20969471 18704384 8.9G Linux LVM
15
16
17Disk /dev/vdb: 8 GiB, 8589934592 bytes, 16777216 sectors
18Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
19Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
20I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
21
22
23Disk /dev/mapper/rocky-root: 8.9 GiB, 9575596032 bytes, 18702336 sectors
24Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
25Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
26I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
文件系统信息如下:
1df -h
2Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
3devtmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /dev
4tmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /dev/shm
5tmpfs 3.8G 8.5M 3.8G 1% /run
6tmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /sys/fs/cgroup
7/dev/mapper/rocky-root 9.0G 1.3G 7.7G 14% /
8/dev/vda2 994M 237M 758M 24% /boot
9/dev/vda1 99M 5.8M 94M 6% /boot/efi
10tmpfs 770M 0 770M 0% /run/user/1001
查看物理卷信息:
1 pvdisplay
2 --- Physical volume ---
3 PV Name /dev/vda5
4 VG Name rocky
5 PV Size <8.92 GiB / not usable 0
6 Allocatable yes (but full)
7 PE Size 4.00 MiB
8 Total PE 2283
9 Free PE 0
10 Allocated PE 2283
11 PV UUID etpBfN-XgGU-mzWh-TA5i-uk6C-n0ft-XAOzYn
查看卷组信息:
1vgdisplay
2 --- Volume group ---
3 VG Name rocky
4 System ID
5 Format lvm2
6 Metadata Areas 1
7 Metadata Sequence No 2
8 VG Access read/write
9 VG Status resizable
10 MAX LV 0
11 Cur LV 1
12 Open LV 1
13 Max PV 0
14 Cur PV 1
15 Act PV 1
16 VG Size <8.92 GiB
17 PE Size 4.00 MiB
18 Total PE 2283
19 Alloc PE / Size 2283 / <8.92 GiB
20 Free PE / Size 0 / 0
21 VG UUID zHG4uV-t2gx-fhCH-Gm8p-YzLZ-Fcto-Kvpz2H
查看逻辑卷信息:
1lvdisplay
2 --- Logical volume ---
3 LV Path /dev/rocky/root
4 LV Name root
5 VG Name rocky
6 LV UUID 4F5G28-hbpz-uJhP-l5VN-ceFn-KGUd-ZJAeBr
7 LV Write Access read/write
8 LV Status available
9 # open 1
10 LV Size <8.92 GiB
11 Current LE 2283
12 Segments 1
13 Allocation inherit
14 Read ahead sectors auto
15 - currently set to 8192
16 Block device 253:0
磁盘/dev/vda的分区/dev/vda5对应物理卷/dev/vda5带下为8.92GiB。物理卷/dev/vda5属于卷组rocky，卷组rocky当前的大小为8.92GiB。
从卷组rocky创建了了逻辑卷/dev/rocky/root大小为8.92GiB。
因为磁盘/dev/vda还有剩余空间，现在希望将逻辑卷/dev/rocky/root扩容。
将磁盘/dev/vda剩余空间创建为新的分区/dev/vda6:
1fdisk /dev/vda
2
3Command (m for help): n
4Partition number (6-128, default 6): 6
5First sector (20969472-209715166, default 20969472):
6Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (20969472-209715166, default 209715166):
7
8Created a new partition 6 of type 'Linux filesystem' and of size 90 GiB.
9
10Command (m for help): w
11The partition table has been altered.
12Syncing disks.
查看磁盘分区:
1fdisk -l | grep /dev/vda
2Disk /dev/vda: 100 GiB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
3/dev/vda1 2048 204799 202752 99M EFI System
4/dev/vda2 204800 2252799 2048000 1000M Linux filesystem
5/dev/vda3 2252800 2260991 8192 4M PowerPC PReP boot
6/dev/vda4 2260992 2263039 2048 1M BIOS boot
7/dev/vda5 2265088 20969471 18704384 8.9G Linux LVM
8/dev/vda6 20969472 209715166 188745695 90G Linux filesystem
创建物理卷:
1pvcreate /dev/vda6
2 Physical volume "/dev/vda6" successfully created.
将pv /dev/vda6加入到卷组rocky中:
1vgextend rocky /dev/vda6
2 Volume group "rocky" successfully extended
对逻辑卷/dev/rocky/root进行扩容:
1lvextend -l +100%FREE /dev/rocky/root
2xfs_growfs /dev/rocky/root
最后，查看并确认物理卷、卷组、逻辑卷和文件系统信息:
1pvdisplay
2 --- Physical volume ---
3 PV Name /dev/vda5
4 VG Name rocky
5 PV Size <8.92 GiB / not usable 0
6 Allocatable yes (but full)
7 PE Size 4.00 MiB
8 Total PE 2283
9 Free PE 0
10 Allocated PE 2283
11 PV UUID etpBfN-XgGU-mzWh-TA5i-uk6C-n0ft-XAOzYn
12
13 --- Physical volume ---
14 PV Name /dev/vda6
15 VG Name rocky
16 PV Size 90.00 GiB / not usable 4.98 MiB
17 Allocatable yes (but full)
18 PE Size 4.00 MiB
19 Total PE 23039
20 Free PE 0
21 Allocated PE 23039
22 PV UUID BgcdSe-kAmp-fJRG-mG8H-WZa5-mcuC-r7R30U
23
24
25vgdisplay
26 --- Volume group ---
27 VG Name rocky
28 System ID
29 Format lvm2
30 Metadata Areas 2
31 Metadata Sequence No 4
32 VG Access read/write
33 VG Status resizable
34 MAX LV 0
35 Cur LV 1
36 Open LV 1
37 Max PV 0
38 Cur PV 2
39 Act PV 2
40 VG Size 98.91 GiB
41 PE Size 4.00 MiB
42 Total PE 25322
43 Alloc PE / Size 25322 / 98.91 GiB
44 Free PE / Size 0 / 0
45 VG UUID zHG4uV-t2gx-fhCH-Gm8p-YzLZ-Fcto-Kvpz2H
46
47
48lvdisplay
49 --- Logical volume ---
50 LV Path /dev/rocky/root
51 LV Name root
52 VG Name rocky
53 LV UUID 4F5G28-hbpz-uJhP-l5VN-ceFn-KGUd-ZJAeBr
54 LV Write Access read/write
55 LV Status available
56 # open 1
57 LV Size 98.91 GiB
58 Current LE 25322
59 Segments 2
60 Allocation inherit
61 Read ahead sectors auto
62 - currently set to 8192
63 Block device 253:0
64
65df -h | grep /dev/
66tmpfs 3.8G 0 3.8G 0% /dev/shm
67/dev/mapper/rocky-root 99G 1.9G 98G 2% /
68/dev/vda2 994M 237M 758M 24% /boot
69/dev/vda1 99M 5.8M 94M 6% /boot/efi