磁盘存储（详细指南）

本篇定位

这是一篇从零讲透的文档：不只是给命令，而是讲清楚"一块磁盘在 Linux 里经历了什么、为什么要分区/格式化/LVM"。学过忘了，顺着读一段就能接上；没学过，跟着做一遍就能上手。命令以 Rocky / RHEL 系为主线演示，Debian/Ubuntu 的差异单独标注。

〇、先建立全局认识

一块全新的磁盘，从"插进去"到"能存文件"，要经过四步：

   物理磁盘                分区              文件系统            挂载
┌──────────┐      ┌──────────────┐      ┌──────────┐      ┌──────────┐
│ /dev/sdb │ ───► │ sdb1 / sdb2  │ ───► │ mkfs.xfs │ ───► │ /data    │
│ 一整块盘 │      │ 切成若干小块 │      │ 组织文件  │      │ 访问入口 │
└──────────┘      └──────────────┘      └──────────┘      └──────────┘

分区：把盘切成几块，便于隔离和管理。
文件系统（格式化）：规定文件"怎么存、怎么找"，如 xfs、ext4。
挂载：把格式化好的分区"挂"到一个目录上，访问目录就是访问磁盘。

后面每一步都会展开。你在工作中遇到的"加盘、扩容、磁盘满、数据冗余"，都对应这张图。

一、Linux 怎么看待一块磁盘

1. "一切皆文件"，磁盘也是文件

Linux 把硬件设备也抽象成文件，叫设备文件，统一放在 /dev/ 目录。磁盘是其中的块设备（按数据块随机读写）。

bash

[root@rocky ~]# ls -l /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8, 0  9月 10 09:00 /dev/sda

第一位是 b，表示 block 块设备（对比：键盘、终端是 c 字符设备）。后面的 8, 0 是主设备号, 次设备号：主设备号标识设备类型（8 = SCSI 磁盘），次设备号区分同类型的不同盘（sda=0、sdb=16、分区 sda1=1……）。日常基本不用管，了解即可。

2. 设备命名规律

磁盘类型	设备名	分区名
SATA / SCSI / 普通虚拟盘	`/dev/sda`、`/dev/sdb`……	`/dev/sdb1`
NVMe 固态盘	`/dev/nvme0n1`	`/dev/nvme0n1p1`
云主机 virtio 盘（阿里云等）	`/dev/vda`、`/dev/vdb`	`/dev/vdb1`

sda 通常是系统盘，新增的盘依次是 sdb、sdc。操作前务必用下面的命令确认盘符，别误操作系统盘。

二、识别磁盘：新磁盘在哪

1. 两个查看命令

bash

lsblk              # 树状显示：盘 → 分区 → 挂载点，最直观
fdisk -l           # 显示每块盘的容量、分区表详情

lsblk 典型输出：

NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda      8:0    0   60G  0 disk
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2   8:2    0   59G  0 part
  └─rl-root 253:0 0  57G  0 lvm  /
sdb      8:16   0  200G  0 disk          ← 新加入的空盘，还没有分区

2. 新磁盘识别不到怎么办

虚拟机/云主机热添加磁盘后，系统可能没立刻发现，不用重启，让 SCSI 层重新扫描：

bash

ls /sys/class/scsi_host/                      # 有 host0、host1 ...
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
lsblk                                        # 再看是否出现

Ubuntu 下的扫描方式

Ubuntu 可先找到使用 mptspi 驱动的 host，再扫描：

bash

grep mptspi /sys/class/scsi_host/*/proc_name
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host27/scan

原则上重启最省事，热扫描是为了不中断业务。

三、分区：把磁盘切成小块

1. MBR 和 GPT 两种分区表

分区前要先确定用哪种分区表（分区表记录"这块盘被怎么切的"）：

对比	MBR	GPT（推荐）
主分区数量	最多 4 个（更多要用扩展分区）	最多 128 个
单盘容量	最大约 2 TB	无此限制
可靠性	分区表无备份	头尾双备份、带校验
配套引导	Legacy BIOS	UEFI（也兼容 BIOS）

新盘、大于 2TB、或 UEFI 机器，一律用 GPT。

2. fdisk 分区（适合 MBR，交互式）

fdisk 通过单字母命令交互，下面完整走一遍"在 sdb 上建一个 10G 主分区"：

bash

[root@rocky ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk。
命令(输入 m 获取帮助)：n                 ← n = new 新建
分区类型
   p   主分区
   e   扩展分区
选择（默认 p）：p                          ← 回车，建主分区
分区号 (1-4, 默认 1)：1                    ← 分区编号
第一个扇区 (2048-..., 默认 2048)：         ← 回车，用默认起点
最后一个扇区 ...：+10G                     ← 用 +10G 指定大小
命令(输入 m 获取帮助)：p                   ← p 查看结果
   设备        起点    扇区  大小 类型
   /dev/sdb1   2048  ...       10G  83 Linux
命令(输入 m 获取帮助)：w                   ← w = write 保存（q 是不保存退出）
分区表已调整，正在同步磁盘。

常用单字母命令：n 新建、d 删除、t 改类型、p 查看、w 保存、q 退出。

疑问：最多能建几个主分区？

MBR 只能直接建 4 个主分区。如果还想要更多分区，需要先建一个扩展分区（占一个主分区名额），再在扩展分区里建若干逻辑分区（sdb5、sdb6……）。 GPT 没有这个烦恼，所以新方案都用 GPT。

3. parted 分区（适合 GPT，可一条命令完成）

parted 支持 GPT 和大磁盘，也可以交互式用。最常用的是直接给命令：

bash

parted /dev/sdb mklabel gpt                  # 1. 创建 GPT 分区表
parted /dev/sdb mkpart primary xfs 0% 100%   # 2. 建一个占满全盘的分区
partprobe                                    # 3. 通知内核重读分区表
lsblk

交互式下输入 parted /dev/sdb，常用子命令：mklabel、mkpart、print（查看）、rm 编号（删除）、quit。

WARNING

分区操作会改变磁盘，务必确认盘符是数据盘（如 sdb）而非系统盘（sda）。切错盘会丢数据。

四、文件系统与挂载

1. 格式化（创建文件系统）

分区只是"切块"，还得格式化才能存文件：

XFS（RHEL 系默认）ext4（Debian 系默认）

bash

mkfs.xfs -f /dev/sdb1
# -f 强制（当分区已有文件系统时需要）

bash

mkfs.ext4 /dev/sdb1

为什么一条 ls 能同时列出 xfs、ext4？因为内核有一层 VFS（虚拟文件系统） 做中间层，用户和 VFS 打交道，VFS 再对接具体文件系统。了解即可，不影响操作。

2. 挂载与卸载

bash

mkdir -p /data                       # 建挂载点目录
mount /dev/sdb1 /data                # 挂载，之后 /data 就是这块盘
df -h /data                          # 确认
umount /data                         # 卸载

卸载报错 target is busy（设备正被占用）——这是最常见的错误，原因是你正处在挂载目录里、或有进程在用它：

bash

lsof /data              # 查看哪些进程占用
fuser -mv /data         # 或用 fuser 查看
# 退出该目录、结束进程后再 umount

3. 开机自动挂载 /etc/fstab

mount 挂载重启就失效，要开机自动挂载，得写进 /etc/fstab。

先用 UUID（稳定，推荐）拿到分区标识：

bash

blkid /dev/sdb1
# /dev/sdb1: UUID="abcd-1234" TYPE="xfs"

编辑 /etc/fstab，一行 6 个字段：

fstab

# 设备/UUID                 挂载点   类型  挂载选项   是否备份  开机检查顺序
UUID=abcd-1234              /data    xfs   defaults   0         0

字段	含义
设备	UUID 或 `/dev/sdb1`，UUID 更稳定
挂载点	如 `/data`
类型	`xfs` / `ext4`
选项	`defaults` 即可
dump	`0` 不备份
检查顺序	`0` 不检查（根分区才用 1）

写完务必执行 mount -a 测试，它会按 fstab 挂载所有条目，不报错才是正确：

bash

mount -a          # 无任何输出 = 配置正确
df -h /data

fstab 写错可能导致开机卡住

fstab 写错（UUID 错误、挂载点不存在），系统开机可能卡在挂载阶段。改完一定 mount -a 验证，确认无误再重启。

五、LVM 逻辑卷（重点）

1. 痛点：为什么需要 LVM

普通分区有个大麻烦：分区大小在建盘时就定死了。/data 当初分了 20G，现在不够用，而同一盘上的分区没法随意扩大，只能"加新盘 → 手动迁移数据"，非常痛苦。

LVM 在磁盘和文件系统之间加了一层"逻辑层"，把多块盘（或分区）合并成一个大存储池，可以随时从池子里切卷、在线扩容、跨盘加空间，不用迁移数据。

2. 核心概念（对照层次图理解）

从上往下读：文件系统建在 LV 上 → LV 从 VG 池里切出（VG 由一个个 PE 组成）→ VG 由多块 PV（物理磁盘）合并而成。

缩写	全称	通俗理解
PV	Physical Volume 物理卷	把磁盘/分区加入 LVM 后的形态
VG	Volume Group 卷组	多个 PV 拼成的存储池
LV	Logical Volume 逻辑卷	从池里切出的卷，相当于"灵活的分区"
PE	Physical Extent	VG 内最小分配单元，默认 4 MB

3. 安装 LVM

RHEL 系Debian/Ubuntu

bash

yum install -y lvm2

bash

apt install -y lvm2

4. 创建 LVM 完整流程

bash

# ① 建物理卷 PV（可以用整块盘）
pvcreate /dev/sdb /dev/sdc
# Physical volume "/dev/sdb" successfully created.

# ② 建卷组 VG（把两个 PV 合并）
vgcreate vg_data /dev/sdb /dev/sdc
# Volume group "vg_data" successfully created

# ③ 建逻辑卷 LV（-L 指定大小；或 -l 100%FREE 用满）
lvcreate -L 10G -n lv_data vg_data
# Logical volume "lv_data" created.

# ④ 格式化
mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_data

# ⑤ 挂载（设备路径两种写法等价：/dev/vg_data/lv_data 或 /dev/mapper/vg_data-lv_data）
mkdir /data
mount /dev/vg_data/lv_data /data
# ⑥ 写进 fstab 开机挂载（同第四节）

5. 扩容（LVM 最常用，务必掌握）

情况 A：卷组里还有空闲空间，直接扩 LV。加 -r 会同时自动扩展文件系统，最省事：

bash

lvextend -L +20G -r /dev/vg_data/lv_data      # 增加 20G
# 或把剩余空间全给它：
lvextend -l +100%FREE -r /dev/vg_data/lv_data

情况 B：卷组也满了，先加新盘，再扩：

bash

pvcreate /dev/sdd                      # 1. 新盘做 PV
vgextend vg_data /dev/sdd              # 2. 加进卷组
lvextend -l +100%FREE -r /dev/vg_data/lv_data   # 3. 扩 LV + 文件系统一步到位

如果没用 -r，需要手动扩文件系统（xfs 和 ext4 命令不同，注意参数一个是挂载点、一个是设备）：

XFSext4

bash

xfs_growfs /data                  # 参数是【挂载点】，只能在线扩

bash

resize2fs /dev/vg_data/lv_data    # 参数是【设备】

6. 缩容（了解，生产尽量不做）

DANGER

XFS 不支持缩容。
ext4 缩容必须先卸载，且有数据风险。生产中容量规划错了，通常用"迁移数据重建"代替缩容。

ext4 缩容流程（仅了解）：

bash

umount /dev/vg_data/lv_data        # 1. 卸载
e2fsck -f /dev/vg_data/lv_data     # 2. 检查文件系统（必须）
resize2fs /dev/vg_data/lv_data 5G  # 3. 文件系统缩到 5G
lvreduce -L 5G /dev/vg_data/lv_data# 4. LV 缩到 5G
mount /dev/vg_data/lv_data /data   # 5. 重新挂载

7. 查看信息

bash

pvs && vgs && lvs          # 简洁查看三层（pvdisplay/vgdisplay/lvdisplay 看详情）

六、RAID 磁盘阵列

1. 为什么需要 RAID

单块盘一旦损坏，数据全丢。RAID 把多块盘组合成一个逻辑盘，实现数据冗余（坏盘不丢数据）和/或提升读写性能。

2. 常见级别对比

级别	最少盘	可用容量	冗余	特点
RAID 0	1	100%	无	最快，一块坏全丢
RAID 1	2	50%	坏 1 块	镜像，可靠性高
RAID 5	3	(N-1) 盘	坏 1 块	分布式校验，兼顾容量
RAID 6	4	(N-2) 盘	坏 2 块	更安全
RAID 10	4	50%	坏（不同镜像组）	先镜像后条带，性能+可靠，成本高

生产服务器多用硬件 RAID（阵列卡），在开机 RAID 卡配置界面里做；mdadm 是软件 RAID，用于无阵列卡或实验环境。

3. mdadm 搭建软 RAID（以 RAID 5 为例）

bash

# -C 创建 /dev/md0；-l 5 级别；-n 3 三块活动盘；-x 1 一块热备盘
mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 /dev/sd[bcd] -x 1 /dev/sde
mkfs.xfs /dev/md0
mkdir /mount/raid
mount /dev/md0 /mount/raid

查看状态和同步进度：

bash

cat /proc/mdstat          # 同步进度条
mdadm --detail /dev/md0   # 详细状态（各盘 active sync / spare）

保存配置（否则重启后可能不认）：

bash

mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf        # RHEL；Debian 路径 /etc/mdadm/mdadm.conf
echo "/dev/md0 /mount/raid xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab

4. 坏盘更换（RAID 的核心价值）

bash

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb      # 模拟 sdb 故障（fail）
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb      # 移除坏盘（remove），热备盘自动顶上重建
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb      # 换新盘后加回（add）

七、swap 交换空间

内存吃紧时，内核把暂时不用的数据挪到磁盘（swap），避免程序直接 OOM 崩溃。

bash

free -h               # 查看内存和 swap
swapon --show         # 查看当前 swap

用文件创建 swap（云主机最简单，不用重新分区）：

bash

dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=2048   # 建 2G 文件
chmod 600 /swapfile                              # 权限必须 600
mkswap /swapfile                                # 格式化为 swap
swapon /swapfile                                # 启用
echo "/swapfile swap swap defaults 0 0" >> /etc/fstab   # 开机生效

**swappiness（0–100）**控制系统多积极地用 swap，值越大越爱用：

bash

cat /proc/sys/vm/swappiness          # 默认一般 60
sysctl vm.swappiness=10              # 临时改为 10（偏好用物理内存）
echo "vm.swappiness=10" >> /etc/sysctl.conf   # 永久

什么场景该怎么设 swappiness？

数据库、延迟敏感服务：调小（如 1–10），尽量用内存。
云主机很多直接禁用 swap（K8s 节点默认要求关 swap）。
普通机器保持默认 60 即可。

八、磁盘配额 quota（了解）

多用户/共享存储时，限制某个用户最多用多少空间，避免一个人把盘写满。

XFSext4

bash

# fstab 挂载选项加 uquota,gquota
xfs_quota -x -c 'limit bsoft=1G bhard=2G wiki' /data
# bsoft 软限制（告警）/ bhard 硬限制（封顶）

bash

# fstab 选项加 usrquota,grpquota
quotacheck -cum /data
edquota -u wiki          # 编辑该用户限制
quotaon /data

速查与相关文档

想快速找命令：Linux 命令速查
inode、文件类型、软硬链接：文件系统
进程、内存、OOM 排查：进程与服务管理

磁盘存储（详细指南） ​

〇、先建立全局认识 ​

一、Linux 怎么看待一块磁盘 ​

1. "一切皆文件"，磁盘也是文件 ​

2. 设备命名规律 ​

二、识别磁盘：新磁盘在哪 ​

1. 两个查看命令 ​

2. 新磁盘识别不到怎么办 ​

三、分区：把磁盘切成小块 ​

1. MBR 和 GPT 两种分区表 ​

2. fdisk 分区（适合 MBR，交互式） ​

3. parted 分区（适合 GPT，可一条命令完成） ​

四、文件系统与挂载 ​

1. 格式化（创建文件系统） ​

2. 挂载与卸载 ​

3. 开机自动挂载 /etc/fstab ​

五、LVM 逻辑卷（重点） ​

1. 痛点：为什么需要 LVM ​

2. 核心概念（对照层次图理解） ​

3. 安装 LVM ​

4. 创建 LVM 完整流程 ​

5. 扩容（LVM 最常用，务必掌握） ​

6. 缩容（了解，生产尽量不做） ​

7. 查看信息 ​

六、RAID 磁盘阵列 ​

1. 为什么需要 RAID ​

2. 常见级别对比 ​

3. mdadm 搭建软 RAID（以 RAID 5 为例） ​

4. 坏盘更换（RAID 的核心价值） ​

七、swap 交换空间 ​

八、磁盘配额 quota（了解） ​

速查与相关文档 ​

磁盘存储（详细指南）

〇、先建立全局认识

一、Linux 怎么看待一块磁盘

1. "一切皆文件"，磁盘也是文件

2. 设备命名规律

二、识别磁盘：新磁盘在哪

1. 两个查看命令

2. 新磁盘识别不到怎么办

三、分区：把磁盘切成小块

1. MBR 和 GPT 两种分区表

2. fdisk 分区（适合 MBR，交互式）

3. parted 分区（适合 GPT，可一条命令完成）

四、文件系统与挂载

1. 格式化（创建文件系统）

2. 挂载与卸载

3. 开机自动挂载 /etc/fstab

五、LVM 逻辑卷（重点）

1. 痛点：为什么需要 LVM

2. 核心概念（对照层次图理解）

3. 安装 LVM

4. 创建 LVM 完整流程

5. 扩容（LVM 最常用，务必掌握）

6. 缩容（了解，生产尽量不做）

7. 查看信息

六、RAID 磁盘阵列

1. 为什么需要 RAID

2. 常见级别对比

3. mdadm 搭建软 RAID（以 RAID 5 为例）

4. 坏盘更换（RAID 的核心价值）

七、swap 交换空间

八、磁盘配额 quota（了解）

速查与相关文档