磁盘管理

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一、磁盘基础概念

1.1 磁盘类型

类型	描述	示例
机械硬盘（HDD）	传统磁盘，通过磁头读写数据	SATA硬盘
固态硬盘（SSD）	基于闪存的高速存储设备	NVMe SSD
虚拟磁盘	软件模拟的磁盘	LVM卷、RAID卷

1.2 磁盘分区表

MBR（主引导记录）

• 支持最大2TB磁盘
• 最多4个主分区
• 兼容性好，但限制较多

GPT（GUID分区表）

• 支持最大18EB磁盘
• 最多128个主分区
• 支持UEFI启动
• 自带分区表备份

二、磁盘管理命令

2.1 磁盘信息查看

查看磁盘列表

# 查看磁盘和分区信息
lsblk

# 查看详细磁盘信息
fdisk -l

# 查看磁盘使用情况
df -h

# 查看磁盘IO性能
iostat

# 查看磁盘挂载信息
mount
cat /etc/fstab

查看磁盘健康状态

# 查看SMART信息（需要smartmontools）
smartctl -a /dev/sda

2.2 磁盘分区

使用fdisk（MBR分区）

# 进入fdisk分区工具
fdisk /dev/sda

# 常用命令
m # 显示帮助
n # 创建新分区
p # 主分区
e # 扩展分区
w # 保存分区表
q # 不保存退出

使用parted（GPT分区）

# 进入parted分区工具
parted /dev/sda

# 常用命令
mklabel gpt # 创建GPT分区表
mkpart primary 0% 50% # 创建主分区
rm 1 # 删除分区1
print # 显示分区信息
quit # 退出

2.3 文件系统创建

# 创建ext4文件系统
mkfs.ext4 /dev/sda1

# 创建XFS文件系统
mkfs.xfs /dev/sda1

# 创建FAT32文件系统
mkfs.vfat /dev/sda1

# 创建swap分区
mkswap /dev/sda1
swapon /dev/sda1

2.4 磁盘挂载

临时挂载

# 挂载磁盘到指定目录
mount /dev/sda1 /mnt/data

# 挂载ISO文件
mount -o loop /path/to/image.iso /mnt/iso

# 挂载NTFS磁盘（需要ntfs-3g）
mount -t ntfs-3g /dev/sda1 /mnt/ntfs

永久挂载

# 编辑fstab文件
vim /etc/fstab

# 添加挂载条目
/dev/sda1 /mnt/data ext4 defaults 0 2

# 测试挂载
mount -a

2.5 磁盘卸载

# 卸载磁盘
umount /dev/sda1
umount /mnt/data

# 强制卸载（谨慎使用）
umount -f /mnt/data

三、高级磁盘管理

3.1 LVM（逻辑卷管理）

创建LVM

# 创建物理卷
pvcreate /dev/sda1 /dev/sdb1

# 创建卷组
vgcreate vg_data /dev/sda1 /dev/sdb1

# 创建逻辑卷
lvcreate -L 100G -n lv_data vg_data

# 创建文件系统并挂载
mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_data
mount /dev/vg_data/lv_data /mnt/data

扩展LVM

# 扩展卷组
vgextend vg_data /dev/sdc1

# 扩展逻辑卷
lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_data

# 扩展文件系统
resize2fs /dev/vg_data/lv_data

3.2 RAID（磁盘阵列）

RAID级别

级别	描述	容错性	读写性能	空间利用率
RAID 0	条带化，无冗余	无	高	100%
RAID 1	镜像，完全冗余	有	低	50%
RAID 5	分布式奇偶校验	有	中	(n-1)/n
RAID 6	双重分布式奇偶校验	高	中	(n-2)/n
RAID 10	镜像+条带化	高	高	50%

创建RAID

# 创建RAID 1
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sda1 /dev/sdb1

# 查看RAID状态
mdadm --detail /dev/md0
cat /proc/mdstat

四、磁盘性能优化

4.1 挂载参数优化

# 优化SSD挂载
/dev/sda1 /mnt/data ext4 defaults,discard,errors=remount-ro 0 2

# 优化网络存储挂载
//server/share /mnt/cifs cifs username=user,password=pass,iocharset=utf8 0 0

4.2 磁盘调度算法

# 查看当前调度算法
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

# 设置调度算法（SSD推荐none或mq-deadline）
echo none > /sys/block/sda/queue/scheduler

五、实战案例

5.1 案例1：新增磁盘配置

# 查看新磁盘
lsblk

# 创建分区
fdisk /dev/sdb
n -> p -> 1 -> w

# 创建文件系统
mkfs.ext4 /dev/sdb1

# 创建挂载点
mkdir /mnt/data

# 挂载磁盘
mount /dev/sdb1 /mnt/data

# 设置永久挂载
echo "/dev/sdb1 /mnt/data ext4 defaults 0 2" >> /etc/fstab

5.2 案例2：磁盘空间清理

# 查看大文件
find / -type f -size +100M | sort -n -r

# 清理旧日志
find /var/log -name "*.log" -mtime +7 -delete

# 清理缓存
apt clean # Debian/Ubuntu
yum clean all # RHEL/CentOS

六、常见问题排查

6.1 磁盘空间不足

# 查看磁盘使用情况
df -h

# 查看目录大小
du -sh /var/log

# 查找大文件
find / -type f -size +100M -exec ls -lh {} \;

6.2 磁盘挂载失败

# 检查文件系统完整性
e2fsck /dev/sda1

# 查看挂载日志
dmesg | grep mount

# 检查fstab语法
mount -a

6.3 磁盘IO过高

# 查看IO使用情况
iotop

# 查看进程IO
pidstat -d 1

七、最佳实践

7.1 磁盘规划

1. 系统分区：/boot分区建议200MB-500MB
2. 交换分区：物理内存的1-2倍，不超过8GB
3. 数据分区：单独挂载/data、/var等目录
4. 备份分区：预留磁盘空间用于系统备份

7.2 监控与维护

1. 定期检查：每周检查磁盘健康状态
2. 日志清理：定期清理系统日志
3. 备份策略：重要数据至少保留3份备份
4. 性能监控：使用Prometheus+Grafana监控磁盘性能