zheng的个人博客

Linux的存储管理

作者：

zhengadmin

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补充信息

​ 

1.blkid命令可以方便查看uuid
2.gpt所有分区都是平等的，没有区分，parted命令需要输入primary是历史遗留问题，mbr有主分区，最多4个，如果使用扩展分区，可以分出多个
3.mb和mib是有区别的，mb进制1000，mib进制1024
4.parted /dev/sda align-check opt 1  #检查分区标号为1的分区，是否满足optimal对齐，（起止扇区是2048的倍数，1mib对齐），如果输出1 aligned   代表 ✅ 通过最优标准
5.分区可以使用%，这样便于parted自动处理对齐，提高读写性能

[root@localhost ~]# parted /dev/sda mkpart primary 0% 10%
信息: 你可能需要 /etc/fstab。

[root@localhost ~]# parted /dev/sda mkpart primary 10% 20%
信息: 你可能需要 /etc/fstab。

[root@localhost ~]# parted /dev/sda mkpart primary 20% 30%
信息: 你可能需要 /etc/fstab。

[root@localhost ~]# parted /dev/sda mkpart primary 30% 40%
信息: 你可能需要 /etc/fstab。

[root@localhost ~]# parted /dev/sda mkpart primary 40% 50%
错误: 无法创建更多分区。

6.Linux 内核中，每个磁盘块设备最多只预留 16 个分区号
7.如果需要当作系统盘启动系统，必须分区；如果仅当作普通磁盘使用，并不需要分区
8.mount注意挂在参数，默认是是rw，如果仅仅想只读挂载
# 只读挂在
mount -o ro /dev/sda1 /mnt/data
# 不用卸载，直接切换为只读
mount -o remount,ro /mnt/data

==总结==：image-20260721200137473

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存储管理

硬盘工作原理

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==总结==：

安装操作系统时硬盘确实必须分区。简单来说，新硬盘就像一张白纸，需要划分区域（分区）并建立目录（文件系统），电脑才能识别和使用它。

这个过程主要有两步：一是制作一个能启动电脑的启动盘，二是进入安装环境后对硬盘进行手动分区

    • GPT(GUID Partition Table)：现代电脑的首选。它搭配**UEFI** 启动模式，支持2TB以上大硬盘、分区数量不受限且更稳定。
    • MBR (Master Boot Record)：老标准。搭配传统 Legacy BIOS 模式，有诸多限制。

现在绝大多数新电脑都默认UEFI+GPT模式，请优先选择。

    1. 安装界面中的分区操作
      选择好分区表后，就可以在安装界面进行分区了。一个典型的Windows分区方案通常包含：

    EFI系统分区 (ESP)：必须创建。用于存放电脑启动所必需的文件。在GPT分区方案中，这是系统能够正常启动的前提。通常约 100-500 MB，格式为 FAT32。

    系统分区 (C盘)：用于安装操作系统和应用程序。建议容量不低于 120 GB，如果硬盘空间充裕，150-200 GB 会更从容。格式为 NTFS。

    数据分区 (D盘、E盘等)：用于存放个人文件、文档、照片、视频等。在安装系统时，可以只创建C盘，剩余空间留待系统安装完成后，再通过系统自带的“磁盘管理”工具来划分。这样做的好处是，将来重装系统时，只需格式化C盘，其他盘的数据不受影响。*

    1. 关于“激活分区”
      这是一个常见误解。“激活分区”是MBR磁盘时代的操作。在目前主流的GPT+UEFI模式下，系统通过EFI系统分区(ESP) 来引导启动，完全不需要手动去“激活”任何分区。错误地激活分区反而可能导致系统无法启动。

    • 总结

    总的来说，安装系统时分区是必须的。核心流程是：

    制作一个匹配你电脑启动模式（UEFI）的启动U盘。

    进入安装界面后，为硬盘选择GPT分区表。

    创建EFI系统分区（ESP）和一个足够大的C盘。

    将系统安装到C盘。

    系统装好后，再用“磁盘管理”工具把剩下的空间分成D盘、E盘。

    1. U盘启动安装操作系统

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    fdisk和parted区别

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    ==先用fdisk就行,忽视第二种==

    fdisk实践复现

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    文件系统

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    ==注意==：你笔记里写 Ext4支持1EB，XFS支持18EB。1 EB = 1024 PB = 100万 TB。实际上你根本碰不到这个天花板，可以忽略不计。

    image-20260721152542391

    ==总结==：

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    日常干活：闭眼敲mkfs.xfs /dev/sdX，系统自动给你生成最优的superblock/inode/block，VFS在底层无缝衔接。

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    挂载和永久挂载

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    卸载挂载

    image-20260723114511451

    ==总结==：

    挂载新盘是 Linux 存储管理中实现“数据与操作系统物理隔离”的唯一手段。系统盘仅负责维护 OS 运行环境与基础软件包，而所有可增长的用户数据、业务持久化数据及高频日志，必须通过挂载独立文件系统的方式存放到额外物理磁盘，以此确保系统稳定性、数据安全性及存储资源的弹性扩展。

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    swap分区操作

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    磁盘配额

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    Linux磁盘配额

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    ==总结==：

    image-20260724080055177

    image-20260724080135354

    image-20260721152746714

    image-20260721152800528

    ==总结==：

    image-20260724083557674

    image-20260724083621966

    image-20260724083712549

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    注意： image-20260724083943772

    Nas存储

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    Raid磁盘阵列和逻辑卷

    raid存储和逻辑卷

    ​ 1. nas介绍

    ​ 2. Set-A 和 Set-B 的含义

    在 RAID 10 中，数据是先镜像（RAID 1），再条带（RAID 0）。set-A 和 set-B 代表了 两个不同的镜像组：

    Set-A：包含 /dev/nvme0n2 和 /dev/nvme0n4，这两块盘互为镜像，数据完全一致。

    Set-B：包含 /dev/nvme0n3 和 /dev/nvme0n5，这两块盘互为镜像，数据完全一致。

    工作逻辑：

    写入数据时，系统会把数据分成两份（条带化），一份写在 Set-A，另一份写在 Set-B。

    在 Set-A 内部，数据会同时写入nvme0n2 和 nvme0n4（镜像）。

    在 Set-B 内部，数据会同时写入nvme0n3 和nvme0n5（镜像）。

    ​ 3. 也可以用proc目录下实时运行数据查看

    [root@localhost ~]# cat /proc/mdstat

    Personalities : [raid10]

    md127 : active (auto-read-only) raid10 nvme0n5[3] nvme0n3[1] nvme0n4[2]

    ​ 41908224 blocks super 1.2 512Kchunks 2 near-copies [4/3] [_UUU]

    ​ bitmap: 1/1 pages [4KB,65536KB chunk

    ​ 4. raid5说明

    假设这一条”数据带(stripe)”是这样分布的：

    盘1: 1101   (数据A)
盘2: 1011   (数据B)
盘3: 0110   (校验P = A XOR B)

    这里 P = 1101 XOR 1011 = 0110，正好对上。

    场景：盘2 挂了

    阵列里少了”数据B”这一块，但盘1（数据A）和盘3（校验P）都还在。

    恢复公式：

    数据B = 数据A XOR 校验P
      = 1101 XOR 0110
      = 1011   ← 和原来的盘2数据完全一致！

    场景：盘3（校验盘那部分）挂了

    因为数据A、数据B本身都还在，校验值只是”备份用”的，直接：

    新的P = 数据A XOR 数据B = 1101 XOR 1011 = 0110

    重新算一遍填回新盘就行，不涉及”恢复”，只是”重建校验”。

    实际重建流程:

    把坏盘换成新盘（热备盘或者手动换盘）

    RAID 控制器/软件（比如 mdadm）会逐条(stripe)地对剩余盘做 XOR 运算

    把算出来的结果写入新盘对应位置，这个过程叫 rebuild，好几 TB 的盘全部重建往往要花几个到十几个小时，而且期间会持续大量读取剩余盘，这也是为什么”重建期间再坏一块盘”是 RAID 5 最大的风险点，你的盘越大，这个风险窗口就越长。

    逻辑卷

    ​ 1. 物理卷pv处于 LVM中的最底层，可以将其理解为物理磁盘、磁盘分区或者 RAID 磁盘阵列。

    ​ 2. vgcreate中的路径是pv的名字，而pv的名字必须是物理磁盘设备路径，分区路径，raid路径

    ​ 3. vmvare的rockylinux默认系统盘就是基于pv的，默认分区是MBR分区

    逻辑卷设备路径，两种路径都可以用来挂载，大家根据喜好来

    1. /dev/mapper/路径（内核设备映射器路径）

    这是 Linux 内核设备映射器（Device Mapper） 创建的真实设备节点

    格式：/dev/mapper/VGname-LVname

    特殊字符（如 -）会被转义为 –（双横线）

    例如：VG=pjw-storage，LV=lt-pjw → /dev/mapper/pjw--storage-lt--pjw

    1. /dev/VGname/LVname路径（LVM软链接）

    这是 LVM工具包（lvm2） 创建的符号链接（软链接）

    格式：/dev/VGname/LVname

    更加直观易读，没有字符转义

    例如：/dev/pjw-storage/lt-pjw

    ​ 3. 可以使用如下命令查找dmpath

    [root@192 mnt]# lvs -o lv_name,vg_name,lv_path,lv_dm_path
  LV        VG          Path                       DMPath
  extra-pjw pjw-storage /dev/pjw-storage/extra-pjw /dev/mapper/pjw--storage-extra--pjw
  lt-pjw    pjw-storage /dev/pjw-storage/lt-pjw    /dev/mapper/pjw--storage-lt--pjw
  home      rlm         /dev/rlm/home              /dev/mapper/rlm-home
  root      rlm         /dev/rlm/root              /dev/mapper/rlm-root
  swap      rlm         /dev/rlm/swap              /dev/mapper/rlm-swap

    ​

    ==总结==：

    能直接使用的硬件（硬盘、分区、RAID 阵列）都能作为 LVM 的物理卷 PV，然后 PV合并成卷组 VG，再从 VG 里切出逻辑卷 LV 来用。

    path 和 dmpath 的本质关系

    text

    /dev/rlm/root          ← path（LVM 提供的软链接）
        ↓ 指向
/dev/mapper/rlm-root   ← dmpath（内核 device-mapper 真实设备节点）
        ↓ 对应
Block device 253:0     ← 内核块设备号（你截图里有）
        ↓ 挂载到
/                       ← 挂载点（目录名）

    结论：path 和 dmpath 指向同一个东西，只是表现形式不同。你用 ls -l /dev/rlm/root 就能看到它是一个软链接，指向 /dev/dm-0（或 /dev/mapper/rlm-root）。

    ✅ 你现在应该怎么理解

    • 挂载时用哪个都行：mount /dev/rlm/root /mnt 和 mount /dev/mapper/rlm-root /mnt 效果完全一样。
    • 挂载路径就是目录名：你说得对，挂载点就是一个目录（如 /、/home），用来“接入”存储设备。

    扩缩容

    先扩逻辑卷，再扩文件系统

    先缩文件系统，再缩逻辑卷

    快照逻辑卷

    应用场景，我需要备份某个应用数据，应用数据所在盘是基于逻辑卷管理的，便可以使用快照来操作

    ​ 1. 创建一个与需要备份的逻辑卷相同大小的快照逻辑卷

    ​ a. 创建过程很快，因为是CoW技术，本质这个逻辑卷记录的是从创建快照结点之后与目标盘的变化

    ​ b. 如果目标盘损坏，快照就没了，因此此操作不是备份

    ​ 2. 只读挂载逻辑卷，可以将其数据copy至其他盘

    lsof /mnt/lvol0

    fuser -mv /mnt/lvol0

    实践

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    命令大全

    # 部署lv
pvcreate /dev/nvme0n2 /dev/nvme0n3 # 设备号
vgcreate storage /dev/nvme0n2 /dev/nvme0n3  # storage 是vg名称，自定义；/dev/nvme0n2是pv name
lvcreate -n vo -L 120mb storage   # -n指定lv名称， -L指定单位大小， storage，从vg名为storage的vg中划分
lvdisplay  #查看lv挂载path:   /dev/storage/vo
mkfs.ext4 /dev/storage/vo  # 格式化位ext4
mkdir /mnt/vo #创建挂载点
mount /dev/storage/vo /mnt/vo # 挂载
df -Th #查看信息

# 扩容（先扩lv，再扩文件系统）
umount /mnt/vo
lvextend -L 290M /dev/storage/vo  #也可以使用+290m代表增加290m，如果是290m代表扩容至290m
e2fsck -f /dev/storage/vo  #检查文件系统，此工具用于检查ext3/4文件系统，-f参数强制检查
resize2fs /dev/storage/vo   #用于扩容ext3/4文件系统
mount /dev/storage/vo /mnt/vo # 挂载
df -Th  #查看

# 缩容（先缩文件系统，再缩lv）
umount /mnt/vo
e2fsck -f /dev/storage/vo
resize2fs /dev/storage/vo 120M   #文件系统缩至120m
lvreduce -L 120M /dev/storage/vo  #lv缩至120m
mount /dev/storage/vo /mnt/vo # 挂载
df -Th  #查看

#快照
echo "hello world" > /mnt/vo/hello.txt  # 写入点文件在逻辑卷中
lvcreate -L 120M -s -n snap /dev/storage/vo  # 创建/dev/storage/vo的快照卷，-s代表创建扩招卷，-n快照卷名称
dd if=/dev/zero of=/mnt/vo/files count=1 bs=50M  # 往/mnt/vo/files写入50m文件，观察snap逻辑卷中的Allocated to snapshot行
mkdir /mnt/snap
mount -o ro /dev/storage/snap /mnt/snap
ls -l /mnt/snap
cat /mnt/snap/hello.txt
# 使用快照还原
ls -l /mnt/storage/vo
umount /mnt/snap
umount /mnt/vo
lvconvert --merge /dev/storage/snap
mount /dev/storage/vo /mnt/vo # 此时近剩hello.txt文件
lvdisplay  # /dev/storage/snap也没了

# 删除逻辑卷
1.先umount所有设备
2.先删除lv
3.在删除vg
4.最后删除pv

# 给虚拟机/目录（根目录）扩容
pvcreate /dev/nvme0n6
vgdispaly
vgextend rlm /dev/nvme0n6  # 给vg扩容
df -Th  #找出/目录（根目录）对应的挂载设备
lvdisplay /dev/mapper/rlm-root
lvextend -L +20G /dev/rlm/root  # lvextend -l +100%FREE /dev/rlm/root #给vg中所有空间
xfs_growfs /
df -Th

    ==实践==：

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    ==区别==：

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    xfs系统新特性

    xfs_repair -n block-device  # 检查xfs文件系统，无副作用，但是要求umount block-device
# 10.1版本后，提供了xfs_scrub，可支持在线检查，但注意检查都会占用机器性能

    Rocky Linux 10.1 Available Now – Rocky Linux

    You can now scrub mounted XFS filesystems with xfs_scrub and shrink XFS filesystems with xfs_growfs in some scenarios.

    9.7中xfs_scrub在xfsprogs-xfs_scrub包中提供了，但是是实验特性，可以体验一下

    ==总结==：

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