linux基础命令介绍十二：磁盘与文件系统

用户5030870

发布于 2019-04-11 10:40:31

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发布于 2019-04-11 10:40:31

本篇讲述磁盘管理相关的命令。计算机中需要持久化存储的数据一般是保存在硬盘等辅助存储器中。硬盘一般容量较大，为了便于管理和使用，可以将硬盘分成一到多个逻辑磁盘，称为分区；为使分区中的文件组织成操作系统能够处理的形式，需要对分区进行格式化(创建文件系统)；在linux中，对于格式化后的分区，还必须经过挂载(可简单理解为将分区关联至linux目录树中某个已知目录)之后才能使用。

1、`df` 显示文件系统磁盘空间使用量

[root@centos7 temp]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   49G   18G   31G   36% /
devtmpfs                 3.9G     0  3.9G    0% /dev
tmpfs                    3.9G     0  3.9G    0% /dev/shm
tmpfs                    3.9G  367M  3.5G   10% /run
tmpfs                    3.9G     0  3.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                497M  125M  373M   26% /boot
/dev/mapper/centos-home   24G  4.0G   20G   17% /home
tmpfs                    783M     0  783M    0% /run/user/0

选项-h作用是转换数字的显示单位(默认为KB)。显示信息文件系统列下面带tmpfs字样的是虚拟内存文件系统(此处不做展开)。文件系统/dev/mapper/centos-root的挂载点是/(根目录)，即通常所说的根分区(或根文件系统)；/dev/sda1(boot分区)中保存了内核映像和一些启动时需要的辅助文件；另外，还对用户家目录单独做了分区(/dev/mapper/centos-home)。在linux中还可以做一个特殊的分区：swap分区(交换分区)。作用是：当系统的物理内存不够用时，会将物理内存中一部分暂时不使用的数据交换至swap分区中，当需要使用这些数据时，再从swap空间交换回内存空间。swap在功能上突破了物理内存的限制，使程序可以操纵大于实际物理内存的空间。但由于硬盘的速度远远低于内存，使swap只能作为物理内存的辅助。通常swap空间的大小是实际物理内存大小的1到2倍。使用命令free可以查看swap空间的大小。

选项-i显示inode信息

[root@centos7 tmp]# df -i
文件系统                   Inode 已用(I)  可用(I) 已用(I)% 挂载点
/dev/mapper/centos-root 50425856   78822 50347034       1% /
devtmpfs                  998721     391   998330       1% /dev
tmpfs                    1001340       1  1001339       1% /dev/shm
tmpfs                    1001340     490  1000850       1% /run
tmpfs                    1001340      13  1001327       1% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                 512000     330   511670       1% /boot
/dev/mapper/centos-home 24621056  190391 24430665       1% /home
tmpfs                    1001340       1  1001339       1% /run/user/0

这里显示的数字是该文件系统中inode数量的使用情况。

2、`fdisk` 磁盘分区工具

fdisk [options] [device...]

选项-l表示列出分区表

[root@centos7 tmp]# fdisk -l /dev/sda

磁盘 /dev/sda：85.9 GB, 85899345920 字节，167772160 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0001abbc

   设备   Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     1026047      512000   83  Linux
/dev/sda2         1026048   167772159    83373056   8e  Linux LVM
[root@centos7 tmp]#

当前机械硬盘中包含一到多个固定在主轴(spindle)上的盘片(platter)，盘片由硬质磁性合金材料构成。每张盘片有上下两个表面，每个表面都包含数量巨大的扇区(sector)，扇区是大小为512 byte的区块，这些区块均匀的分布于盘片的同心圆上，这些同心圆被称为磁道(track)。上千个磁道的宽度相当于人类头发的直径。

硬盘中使用固定于磁臂(disk arm)顶端的磁头(disk head 上下两面均有)读写盘面中的数据。硬盘不工作时，磁头停留在启停区(盘片上靠近主轴的区域)；启停区外是数据区，盘片最外围磁道称为0磁道；硬盘启动后，盘片会围绕主轴高速旋转，盘片旋转产生的气流相当强，足以使磁头托起，并与盘面保持一个微小的距离(大概相当于人类头发直径的千分之一)。磁臂摆动，可以将磁头移动至任意磁道上方。

单一磁道示意图：

当前硬盘转速大概在7200转/分钟到15000转/分钟左右。假设硬盘转速是10000转/分钟，则意味着，转一圈需要的时间是6ms。

所有盘面上的同一磁道构成一个圆柱，通常称做柱面(Cylinder)，系统将数据存储到磁盘上时，按柱面、磁头、扇区的方式进行，即最上方0磁头最外围0磁道第一个扇区开始写入，写满一个磁道之后，接着在同一柱面的下一个磁头继续写入。同一个柱面都写满之后才推进到内层的下一个柱面。

fdisk命令中device通常是/dev/hda、/dev/hdb....(IDE接口类型的硬盘设备名)或/dev/sda、/dev/sdb....(SCSI接口类型硬盘设备名)，表示整个硬盘，如果硬盘被分区，则在设备名后追加一个数字表示此设备的第几个分区。如上例中的/dev/sda1和/dev/sda2

硬盘磁头存取数据是以扇区(512bytes)为单位的(上例中Start和End列)，但操作系统存取数据是以块(Block)为单位的(注意：这里说的Block的大小不同于fdisk命令输出中的Blocks列，fdisk命令输出中Blocks列的大小为1024 bytes)；扇区是硬件级别的，Block是文件系统级别的，也就是说在创建文件系统(格式化)的时候才决定一个block的大小、数量。一个块的大小是一个扇区大小2的n次方倍，本例文件系统Block的默认大小为4096 bytes(格式化时可以指定为其他值)。

我们在252这台机器上新添加三块硬盘(每块200GB)

[root@idc-v-71252 ~]# ls -l /dev/sd[a-d]*
brw-rw---- 1 root disk 8,  0 12月 13 09:49 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8,  1 12月 13 09:49 /dev/sda1
brw-rw---- 1 root disk 8,  2 12月 13 09:49 /dev/sda2
brw-rw---- 1 root disk 8, 16 12月 13 09:49 /dev/sdb
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 12月 13 09:49 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 48 12月 13 09:49 /dev/sdd
#这里看到除了原有被分过区的sda外，多出了设备sdb、sdc、sdd
#这里的第五列由逗号分隔的两个数字组成，它们是内核用来识别具体设备的标识号。

下面使用fdisk命令对新磁盘进行分区

[root@idc-v-71252 ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xc41dfd92 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：

在提示符后输入m获取帮助信息（列出了在提示符后可使用的命令及其解释）

命令(输入 m 获取帮助)：m
命令操作
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types
   m   print this menu
   n   add a new partition
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table
   q   quit without saving changes
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partition's system id
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit
   x   extra functionality (experts only)

命令(输入 m 获取帮助)：

命令n表示创建一个新分区

命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p):

此处可选项有两个，p表示主分区(primary)，e表示扩展分区(extended)，默认为主分区。

每块硬盘分区后，位于0磁头0柱面1扇区的是一个特殊区域，称为MBR(Main Boot Record 主引导记录区)，其中前446字节是Bootloader(引导加载程序)，之后的64字节是DPT(Disk Partition Table 硬盘分区表)，最后两个字节的Magic Number(硬盘有效标志)。

DPT中记录了此块硬盘有哪些分区，由于其大小的限制，使得分区表只能包含4条记录，可以是一到四个主分区或一个扩展分区和一到三个主分区。其中扩展分区可以再分区，称为逻辑分区。

我们选择默认的主分区：

Select (default p): 
Using default response p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-419430399，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-419430399，默认为 419430399)：+100G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 100 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：

每一步骤都有相应提示，可以被使用的扇区从2048号开始(前面的扇区包括MBR用做其他用途)，分区结束扇区的指定可以是扇区号，也可以是+size这样的格式。这里我们指定分区大小为100G

使用p命令打印分区信息：

命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sdb：214.7 GB, 214748364800 字节，419430400 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc41dfd92

   设备   Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048   209717247   104857600   83  Linux

命令(输入 m 获取帮助)：

注意这里的显示的不同，Boot列如果有*标志，表示此分区为boot分区。Id列表示分区类型，可以使用命令l列出所有支持的类型，其中82表示linux swap，83表示linux默认分区类型，8e表示linux lvm(后述)。

然后我们将信息保存：

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[root@idc-v-71252 ~]#

3、`mkfs` 创建文件系统

选项-t可以指定文件系统类型(包括ext3 ext4 btrfs xfs reiserfs等)

[root@idc-v-71252 ~]# mkfs -t ext4 /dev/sdb1 #或者直接执行 mkfs.ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=4096 (log=2)
分块大小=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
6553600 inodes, 26214400 blocks
1310720 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=0
Maximum filesystem blocks=2174746624
800 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208, 
        4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872

Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (32768 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成   

[root@idc-v-71252 ~]#

这样，我们就把刚刚分的区格式化成了ext4文件系统，输出信息中显示了inode和block数量等信息。

4、`mount` 挂载文件系统

将格式化好的文件系统挂载至/root/temp/tmp

[root@idc-v-71252 tmp]# mount /dev/sdb1 /root/temp/tmp
[root@idc-v-71252 tmp]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   49G   14G   35G   28% /
devtmpfs                 3.9G     0  3.9G    0% /dev
tmpfs                    3.9G     0  3.9G    0% /dev/shm
tmpfs                    3.9G  8.5M  3.9G    1% /run
tmpfs                    3.9G     0  3.9G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                497M  170M  328M   35% /boot
/dev/mapper/centos-home   24G   16G  7.6G   68% /home
tmpfs                    799M     0  799M    0% /run/user/0
/dev/sdb1                 99G   61M   94G    1% /root/temp/tmp
[root@idc-v-71252 tmp]#

可以看到新分区已经可以使用了，在格式化时，系统会将磁盘上一定空间(此处是5%)保留做其他用途，可以使用命令dumpe2fs /dev/sdb1 2>/dev/null|grep 'Reserved block count'查看保留块数量。

这样挂载的分区只是临时有效，当系统重启时，并不会自动挂载该分区。如需要永久生效，可以将分区信息写入分区配置文件/etc/fstab

[root@idc-v-71252 ~]# cat /etc/fstab 

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Jan 15 00:59:59 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        0 0
UUID=10205c20-bd44-4991-8c84-7b38db63a581 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-home /home                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

此文件中记录了原有分区及其挂载信息，#开头的行为注释行，其余行被分为6列：第一列表示文件系统第二列是挂载点第三列为文件系统类型第四列为选项第五列表示是否对该文件系统使用dump工具备份，0表示不备份第六列表示是否使用fsck工具对该文件系统做定时检查，0表示不检查

在文件中追加如下信息后，系统重启时新分区也会被自动挂载：

/dev/sdb1               /root/temp/tmp          ext4    defaults        0 0

在使用mount命令挂载时，可以使用选项-o options指定挂载选项(/etc/fstab中第四列) 如对已挂载的新分区重新以只读方式挂载：

[root@idc-v-71252 home]# mount -o remount,ro /dev/sdb1
[root@idc-v-71252 home]# cd /root/temp/tmp
[root@idc-v-71252 tmp]# touch 1
touch: 无法创建"1": 只读文件系统
[root@idc-v-71252 tmp]#

此时再在目录/root/temp/tmp中创建文件时显示报错：只读文件系统

[root@idc-v-71252 tmp]# mount -o remount,rw /dev/sdb1
[root@idc-v-71252 tmp]# touch 2
[root@idc-v-71252 tmp]# ls
2  lost+found
[root@idc-v-71252 tmp]# 重新以读写方式挂载后可以创建文件

配置文件中的defaults指的是选项：rw, suid, dev, exec, auto, nouser, 和 async. 它们的意思请查看mount的man手册选项-a表示读取配置文件中所有记录并重新挂载选项-B或--bind可以使一个目录挂载至另一个目录

[root@idc-v-71252 tmp]# ls -l /opt/
总用量 0
[root@idc-v-71252 tmp]# 
[root@idc-v-71252 tmp]# mount --bind /root/temp/tmp /opt
[root@idc-v-71252 tmp]# ls /opt -l
总用量 16
-rw-r--r-- 1 root root     0 12月 13 14:44 2
drwx------ 2 root root 16384 12月 13 12:54 lost+found
[root@idc-v-71252 tmp]#

这样挂载的目录使用df命令并不能查看到，可以使用mount命令查看

[root@idc-v-71252 tmp]# mount | grep /dev/sdb1
/dev/sdb1 on /root/temp/tmp type ext4 (rw,relatime,data=ordered)
/dev/sdb1 on /opt type ext4 (rw,relatime,data=ordered)

选项-t表示指定文件系统类型，如挂载光盘：

[root@centos7 tmp]# mount -t iso9660 /dev/cdrom /mnt
mount: /dev/sr0 写保护，将以只读方式挂载
[root@centos7 tmp]# 
#或者挂载NFS文件系统(x.x.x.x是NFS服务器IP地址)
mount -t nfs x.x.x.x:/src_dir /path/to/local/dest_dir

5、`umount` 卸载文件系统

卸载时既可以指定设备名也可以指定挂载点，当文件系统内有进程正在使用某文件时，卸载会报错：

[root@idc-v-71252 ~]# umount /root/temp/tmp
umount: /root/temp/tmp：目标忙。
        (有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以
         找到有关使用该设备的进程的有用信息)
[root@idc-v-71252 ~]#

此时可使用lsof或fuser找出进程(见这里)，停止该进程之后再卸载即可。

如果是卸载光盘还可以用eject命令

[root@centos7 tmp]# eject

6、`fsck` 检查并修复文件系统

可以使用fsck命令检查分区是否正常，需要在卸载的状态检查

[root@idc-v-71252 temp]# umount /dev/sdb1
[root@idc-v-71252 temp]# fsck /dev/sdb1
fsck，来自 util-linux 2.23.2
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
/dev/sdb1: clean, 12/6553600 files, 459544/26214400 blocks

直接执行命令时，如果检测到受损，会有交互式提示询问是否进行修复坏块选项-a表示不询问直接修复选项-y表示总是对交互式询问输入yes

7、`mkswap` 创建swap分区

linux的swap分区可以用磁盘分区做，也可以用文件做，当前系统的swap使用的是分区。下面举一个使用文件创建swap分区的例子首先使用命令dd生成一个大小为8G的文件

[root@idc-v-71252 tmp]# dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024K count=8192
记录了8192+0 的读入
记录了8192+0 的写出
8589934592字节(8.6 GB)已复制，35.1683 秒，244 MB/秒
[root@idc-v-71252 tmp]#
#命令会在当前目录下创建一个文件swapfile
#if表示指定读取的文件或设备
#of表示指定写入的文件或设备
#bs表示一次读出或写入的大小
#count表示读出或写入次数
[root@idc-v-71252 tmp]# du -sh swapfile 
8.0G    swapfile

创建swap分区

[root@idc-v-71252 tmp]# mkswap swapfile 
正在设置交换空间版本 1，大小 = 8388604 KiB
无标签，UUID=84fbe922-9444-482b-aa55-631ce72161c0

8、`swapon`/`swapoff` 启用/停用swap文件或设备

[root@idc-v-71252 tmp]# swapon swapfile
swapon: /root/temp/tmp/swapfile：不安全的权限 0644，建议使用 0600。
[root@idc-v-71252 tmp]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7983         115          53           8        7813        7794
Swap:         16255           0       16255
#此处看到swap分区已被扩大
[root@idc-v-71252 tmp]# swapoff swapfile
[root@idc-v-71252 tmp]# free -m
              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:           7983         109          59           8        7813        7800
Swap:          8063           0        8063

9、`parted` 磁盘分区工具

前面所述的MBR中的分区表不支持大于2TB以上的分区，为了解决这一限制和MBR的其它不足，出现了GTP(全局唯一标识分区表 GUID Partition Table)，是一种磁盘的分区表的结构布局的标准，属于UEFI(统一可扩展固件接口)标准的一部分。需要使用命令parted划分支持GTP的分区(可兼容MBR分区)。

直接使用命令parted时会进入交互界面

[root@idc-v-71252 ~]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)

可以在提示符后输入help显示可用命令列表(命令可简写) 命令print(简写p)表示打印分区表

(parted) p                                                                
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdb: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 

Number  Start   End    Size   Type     File system  标志
 1      1049kB  107GB  107GB  primary  ext4

(parted)

命令quit表示退出交互界面选项-s表示非交互模式，此时命令写在后面

[root@idc-v-71252 ~]# parted -s /dev/sdb print
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdb: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 

Number  Start   End    Size   Type     File system  标志
 1      1049kB  107GB  107GB  primary  ext4

[root@idc-v-71252 ~]# fdisk -l /dev/sdb1

磁盘 /dev/sdb1：107.4 GB, 107374182400 字节，209715200 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节

[root@idc-v-71252 ~]#

Partition Table后的msdos表示为MBR分区，之所以两个命令中sdb1分区大小显示为107G而不是100G是因为在进行计算时使用1000 bytes作为1KB计数。

不能在已经做MBR分区的硬盘上做GTP分区，重做会导致原有分区被格式化。

这里在新磁盘/dev/sdc上做GTP分区：

[root@idc-v-71252 ~]# parted /dev/sdc
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)

注意交互模式与fdisk命令不同，parted的命令一旦按回车确认，命令就马上执行，对磁盘的更改就立即生效。

命令mklabel指定分区格式(msdos或gtp)，如果格式未知，使用print命令时会报错：错误: /dev/sdc: unrecognised disk label

(parted) mklabel gpt

命令mkpart表示创建新分区，后面接分区类型(主分区还是扩展分区)、文件系统类型(ext4等，可省略)、起始点、结束点。

(parted) mkpart primary 0KB 100GB
警告: You requested a partition from 0.00B to 100GB (sectors 0..195312500).
The closest location we can manage is 17.4kB to 100GB (sectors 34..195312500).
Is this still acceptable to you?
是/Yes/否/No? yes                                                         
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
忽略/Ignore/放弃/Cancel? ignore                                           
(parted) p                                                                
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start   End    Size   File system  Name     标志
 1      17.4kB  100GB  100GB               primary

命令rm表示删除分区，后面接分区号

(parted) rm 1                                                             
(parted) p                                                                
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start  End  Size  File system  Name  标志

(parted)

下面使用非交互模式继续

[root@idc-v-71252 ~]# parted -s /dev/sdc mkpart primary ext4 18KB 100GB 
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
[root@idc-v-71252 ~]# parted -s /dev/sdc print
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

Number  Start   End    Size   File system  Name     标志
 1      17.9kB  100GB  100GB               primary

这里使用1000 bytes作为1KB计数格式化并挂载(部分输出略)

[root@idc-v-71252 temp]# mkfs.ext4 /dev/sdc1
[root@idc-v-71252 temp]# mount /dev/sdc1 /root/temp/tmp_1
[root@idc-v-71252 temp]# df -h|grep ^/dev
/dev/mapper/centos-root   49G   22G   27G   44% /
/dev/sda1                497M  170M  328M   35% /boot
/dev/mapper/centos-home   24G   16G  7.6G   68% /home
/dev/sdb1                 99G   61M   94G    1% /root/temp/tmp
/dev/sdc1                 92G   61M   87G    1% /root/temp/tmp_1

最后再用parted做一个MBR扩展分区，命令如下：

parted -s /dev/sdd mklabel msdos
parted -s /dev/sdd mkpart extended 100GB 100%
parted -s /dev/sdd mkpart logical 100GB 200GB

结果显示为：

[root@idc-v-71252 temp]# parted -s /dev/sdd print
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdd: 215GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 

Number  Start  End    Size   Type      File system  标志
 1      100GB  215GB  115GB  extended               lba
 5      100GB  200GB  100GB  logical

[root@idc-v-71252 temp]# fdisk -l /dev/sdd

磁盘 /dev/sdd：214.7 GB, 214748364800 字节，419430400 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x0006d495

     设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdd1       195311616   419430399   112059392    f  W95 Ext'd (LBA)
/dev/sdd5       195313664   390625279    97655808   83  Linux

格式化及挂载(省略部分输出)

[root@idc-v-71252 temp]# mkfs.ext4 /dev/sdd5
[root@idc-v-71252 temp]# mount /dev/sdd5 /root/temp/tmp_2
[root@idc-v-71252 temp]# df -h|grep ^/dev
/dev/mapper/centos-root   49G   22G   27G   44% /
/dev/sda1                497M  170M  328M   35% /boot
/dev/mapper/centos-home   24G   16G  7.6G   68% /home
/dev/sdb1                 99G   61M   94G    1% /root/temp/tmp
/dev/sdc1                 92G   61M   87G    1% /root/temp/tmp_1
/dev/sdd5                 92G   61M   87G    1% /root/temp/tmp_2

这些新分区都可以写入配置文件/etc/fstab中实现重启后自动挂载

`LVM` 逻辑卷管理

LVM是linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，能够使系统管理员更方便的为应用与用户分配存储空间。

术语

物理存储介质(The physical media)：指的是系统的存储设备，如上面制作的分区/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd5

物理卷(PV: Physical Volume)：相当于物理存储介质，但添加了与LVM相关的管理参数。

卷组(VG: Volume Group)：由一个或多个物理卷组成。

逻辑卷(LV: Logical Volume)：在卷组的基础上划分的逻辑分区(文件系统)。

PE(physical extent)：每一个物理卷被划分为称为PE的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。

LE(logical extent)：逻辑卷也被划分为被称为LE的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

步骤

1、创建分区 可以使用fdisk或parted进行分区，和前面举例中的区别仅仅是分区类型要选8e。这里将三块新硬盘的剩余空间做成LVM分区，parted方式(仅举一例，其余略)：

parted -s /dev/sdb mkpart primary 107GB 100%
parted -s /dev/sdb toggle 2 lvm  #表示将第二个分区定义为lvm类型(8e)

2、创建PV

[root@idc-v-71252 ~]# pvcreate /dev/sd[bcd]2
  Physical volume "/dev/sdb2" successfully created
  Physical volume "/dev/sdc2" successfully created
  Physical volume "/dev/sdd2" successfully created
[root@idc-v-71252 ~]# 
#查看
[root@idc-v-71252 ~]# pvscan 
  PV /dev/sda2   VG centos   lvm2 [79.51 GiB / 64.00 MiB free]
  PV /dev/sdb2               lvm2 [100.00 GiB]
  PV /dev/sdc2               lvm2 [106.87 GiB]
  PV /dev/sdd2               lvm2 [93.13 GiB]
  Total: 4 [379.50 GiB] / in use: 1 [79.51 GiB] / in no VG: 3 [300.00 GiB]

3、创建VG

[root@idc-v-71252 ~]# vgcreate -s 8M test_lvm /dev/sd[bcd]2
  Volume group "test_lvm" successfully created
#这里使用选项-s指定PE大小为8M，卷组起名为test_lvm
#查看
[root@idc-v-71252 ~]# vgscan 
  Reading all physical volumes.  This may take a while...
  Found volume group "centos" using metadata type lvm2
  Found volume group "test_lvm" using metadata type lvm2

4、创建LV

[root@idc-v-71252 ~]# lvcreate -n test_1 -L 50G test_lvm 
  Logical volume "test_1" created.
[root@idc-v-71252 ~]# 
#选项-n指定LV名为test_1，-L指定大小，也可以用选项-l指定LE的数量
#查看
[root@idc-v-71252 ~]# lvscan 
  ACTIVE            '/dev/centos/swap' [7.88 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/centos/home' [23.48 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/centos/root' [48.09 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/test_lvm/test_1' [50.00 GiB] inherit
[root@idc-v-71252 ~]#

5、格式化及挂载

#在这里进行格式化，第一步分区之后并不需要格式化。
#这里我们格式化成xfs格式
[root@idc-v-71252 ~]# mkfs.xfs /dev/test_lvm/test_1
meta-data=/dev/test_lvm/test_1   isize=256    agcount=4, agsize=3276800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0        finobt=0
data     =                       bsize=4096   blocks=13107200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=6400, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@idc-v-71252 ~]# mount /dev/test_lvm/test_1 /root/temp/test_1
[root@idc-v-71252 ~]# df -h|grep ^/dev
/dev/mapper/centos-root       49G   22G   27G   44% /
/dev/sda1                    497M  170M  328M   35% /boot
/dev/mapper/centos-home       24G   16G  7.6G   68% /home
/dev/sdb1                     99G   61M   94G    1% /root/temp/tmp
/dev/sdc1                     92G   61M   87G    1% /root/temp/tmp_1
/dev/sdd5                     92G   61M   87G    1% /root/temp/tmp_2
/dev/mapper/test_lvm-test_1   50G   33M   50G    1% /root/temp/test_1

这里文件系统之所以显示为/dev/mapper/....是因为内核利用Mapper Device机制将设备做了映射：

[root@idc-v-71252 ~]# ls -l /dev/mapper/test_lvm-test_1
lrwxrwxrwx 1 root root 7 12月 14 09:58 /dev/mapper/test_lvm-test_1 -> ../dm-3
[root@idc-v-71252 ~]# ls -l /dev/test_lvm/test_1
lrwxrwxrwx 1 root root 7 12月 14 09:58 /dev/test_lvm/test_1 -> ../dm-3

实际上/dev/test_lvm/test_1和/dev/mapper/test_lvm-test_1指向了同一个设备/dev/dm-3(在配置文件/etc/fstab中写任意一种都可以)，这里就不对映射机制做详细展开了。

命令

前面举例中说到了几个创建和查看命令，除此之外，LVM还有一系列的命令，它们都以pv/vg/lv开头，所起的作用大多是增加、删除、扩充、缩减、查看、改变等等。

创建命令

pvcreate vgcreate lvcreate

查看命令分三类，显示信息侧重或详细程度不同：

pvs pvscan pvdisplay
vgs vgscan vgdisplay
lvs lvscan lvdisplay

改变属性(分别改变本层次上对象的属性)

pvchange vgchange lvchange

扩容

vgextend lvextend

扩容LV举例(注意内核可能不支持对某些文件系统的在线扩容，此时需要先将文件系统卸载)：

[root@idc-v-71252 dev]# lvextend -L +10G /dev/test_lvm/test_1
  Size of logical volume test_lvm/test_1 changed from 50.00 GiB (6400 extents) to 60.00 GiB (7680 extents).
  Logical volume test_1 successfully resized.
[root@idc-v-71252 ~]# df -h /dev/mapper/test_lvm-test_1
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/test_lvm-test_1   50G   33M   50G    1% /root/temp/test_1
#此时扩容还没有生效，使用xfs_growfs对xfs文件系统进行在线扩容
[root@idc-v-71252 dev]# xfs_growfs /dev/test_lvm/test_1
meta-data=/dev/mapper/test_lvm-test_1 isize=256    agcount=4, agsize=3276800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0        finobt=0
data     =                       bsize=4096   blocks=13107200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal               bsize=4096   blocks=6400, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 13107200 to 15728640
[root@idc-v-71252 ~]# df -h /dev/mapper/test_lvm-test_1
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/test_lvm-test_1   60G   33M   60G    1% /root/temp/test_1

ext系列的文件系统扩容时需要使用命令resize2fs进行在线扩容

缩减(慎用)

vgreduce lvreduce

改名

vgrename lvrename

还有一些其他命令这里就不再列出了，关于它们的用法请查看相关手册

本文简要介绍了磁盘和LVM相关的管理命令，另外，还有一个介于物理磁盘和磁盘分区的中间层：RAID(独立冗余磁盘阵列)，它提供磁盘级别的数据冗余能力。当前服务器上一般都有RAID卡(硬件)，关于它的设置以及原理就不在此叙述了，请搜索相关文档。

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原始发表：2016-12-15，如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

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