Linux磁盘管理

Linux磁盘管理

Linux在使用过程中产生的数据量不断增大，逐渐导致初始配置的磁盘空间不足，这时候就需要进行扩容，以满足业务需求。一般情况下会选择新添加磁盘，本文介绍了如何将新磁盘分区、格式化、挂载或制作LVM逻辑卷，进行磁盘空间扩容。

1. 基本分区

磁盘的分区格式一共有两种：

一种是GPT分区，GPT最多支持128个主分区，没有扩展分区和逻辑盘，支持任意容量的磁盘分区。

一种是MBR分区，做多四个主分区，可以做三个主分区加一个扩展分区，扩展分区可以做成许多逻辑分区，但分区总数量不能超过14，2T容量以下的硬盘分区一般常用MBR格式分区。

添加新磁盘后，通过lsblk(list block)命令列出所有可用的块设备，查看新磁盘是否添加成功。

图中的sdb盘是一块新添加的20G磁盘，需要通过分区、格式化、挂载来对磁盘进行处理才可以使用。

1.1 MBR分区

1. fdisk /dev/sdb #使用fdisk对磁盘开始分区

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命令参数如图所示，常用的有：

1. d 删除一个分区
2. g 创建一个新的GPT分区表
3. n 添加一个新的分区
4. o 创建一个新的MBR分区表
5. p 打印分区表
6. q 退出不保存
7. w 保存并退出

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输入n，选择添加一个新的分区

选择p创建主分区，选择e创建扩展分区，回车选择默认值即可

分区号和起始扇区都回车选择默认值即可，Last扇区一步需要手动输入想要划分的分区大小+size{K,M,G}

最后一步输入w退出并保存，第一个分区设置完成

再次lsblk查看，sdb磁盘下已经分出sdb1分区，大小为10G，下一对该分区制作文件系统并挂载

• 一般Linux的本地文件系统使用最多是xfs和ext4两种文件系统格式，根据需要选择

1. mkfs.xfs /dev/sdb1
2. mkfs.ext4 /dev/sdb1

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输入mkfs.xfs /dev/sdb1，将sdb1分区制作成xfs格式的文件系统

最后一步，创建目录，将sdb1分区挂载在该目录下即可

1. mkdir /mnt/guazai
2. mount /dev/sdb1 /mnt/guazai

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此时sdb1分区已经挂载，可以开始写入，但目前只是临时挂载，更换终端或重启后需要再次手动挂载，所以最好做成开机自动挂载，在/etc/fstab文件内加上以下内容，即可开机自动挂载

1. /dev/sdb1 /mn/guazai   xfs     defaults   0     0
2.   分区     挂载点   文件系统类型 文件系统属性 不备份 不检查
3. #添加完成后使用mount -a命令检查，添加错误会导致系统启动出错，谨慎操作！

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1.2 GPT分区

GPT分区使用gdisk命令，其他与fdisk命令操作方法基本一致，按提示进行操作即可

分区添加成功后，制作文件系统、挂载、自动挂载操作同前文

2. LVM逻辑卷分区

基本分区大小无法调整，写入数据占满时便无法继续使用，整体数据迁移又非常麻烦，而LVM逻辑卷分区的特点就是可以随意扩容，规避磁盘占满时的数据丢失风险。

• 物理卷（Physical Volume,PV）：也就是将物理磁盘分区转化为LVM可识别的值。

• 卷组（Volume Group,VG）：PV的集合

• 逻辑卷（Logic Volume,LV）：VG中画出来的一块逻辑磁盘

首先引入PV、VG、LV的概念，物理磁盘或者磁盘分区转换为物理卷，一个或多个物理卷聚集形成一个或多个卷组，而逻辑卷就是从某个卷组里面抽象出来的一块磁盘空间。

2.1 创建逻辑卷

step1

1. pvcreate /dev/sdc #将新磁盘sdc制作成物理卷
2. 创建完成后使用pvs、pvscan、pvdisplay任意一个即可查看

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step2

1. vgcreate vg1 /dev/sdc #创建卷组vg1并将物理卷/dev/sdc加到卷组
2. 创建完成后使用vgs、vgscan、vgdisplay任意一个即可查看

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由于/dev/sdc是一块20GB的新磁盘，所以vg1剩余空间为20GB

step3

1. lvcreate -L +10G -n lv1 /dev/vg1 #从vg1卷组拿10GB空间做成逻辑卷lv1
2. lvcreate -l +100%FREE -n lv1 /dev/vg1 #将vg1卷组全部剩余空间做成逻辑卷lv1
3. 创建完成后使用lvs、lvscan、lvdisplay任意一个即可查看

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step4

1. mkfs.xfs /dev/vg1/lv1 #制作文件系统
2. mkdir /mnt/lv1 #创建挂载点目录
3. mount /dev/vg1/lv1 /mnt/lv1 #挂载
4. echo "/dev/vg1/lv1 /mnt/lv1 xfs defaults 0 0" >>/etc/fstab #开机自动挂载

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2.2 逻辑卷扩容

当卷组内空间充足时，直接从卷组内拿空间给逻辑卷扩容或创建新逻辑卷

当卷组内空间不足时，添加磁盘制作成物理卷给卷组扩容，再从卷组拿空间给逻辑卷扩容

1. vgextend vg1 /dev/sdd(xincipan) #卷组扩容
2. lvextend -L +10G /dev/vg1/lv1       #逻辑卷扩容

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逻辑卷扩容后需要给相应的文件系统扩容才可生效

1. xfs_growfs  #xfs文件系统扩容
2. resize2fs   #ext4文件系统扩容

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3. swap交换分区

Linux内核为了提高读写效率与速度，会将文件在内存中进行缓存，这部分内存就是Cache Memory(缓存内存)。即使你的程序运行结束后，Cache Memory也不会自动释放。这就会导致你在Linux系统中程序频繁读写文件后，你会发现可用物理内存变少。当系统的物理内存不够用的时候，就需要将物理内存中的一部分空间释放出来，以供当前运行的程序使用。那些被释放的空间可能来自一些很长时间没有什么操作的程序，这些被释放的空间被临时保存到Swap空间中，等到那些程序要运行时，再从Swap分区中恢复保存的数据到内存中。这样，系统总是在物理内存不够时，才进行Swap交换。

3.1 基本分区、LVM制作交换分区

使用free -m或swapon -s查看当前swap分区信息

步骤：

1. 制作一个新的基本分区或逻辑卷
2. mkswap /dev/sdb1 或 mkswap /dev/vg1/lv1
3. #初始化为swap分区

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1. echo "/dev/sdb1 swap swap defaults 0 0"
2. 或
3. echo "/dev/vg1/lv1 swap swap defaults 0 0"
4. #制作开机挂载

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1. swapon -a
2. #激活swap分区(读取/etc/fstab)

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swap分区制作成功

3.2 大文件制作交换分区

首先使用dd命令创建一个足够大而空的文件

1. dd if=/dev/zero of=/mnt/file bs=1000M count=20 #在/mnt下创建一个名为file大小为20G的文件
2. input file output file   block大小   数量      
3.   输入文件     输出文件

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1. mkswap /mnt/file #格式化该文件
2. echo "/mnt/file swap swap defaults 0 0" >>/etc/fstab #制作开机挂载
3. swapon -a #激活
4. swapon -s #查询

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4. 注意事项

• 当磁盘已经添加了一个MBR(GPT)分区后，又想转换为GPT(MBR)分区时

  1. 首先fdisk(gdisk)该分区，使用d参数删除分区，w参数保存退出
  2. parted -s /dev/sdb mklabel gpt #将/dev/sdb(MBR格式)转换成(GPT格式)
  3. parted -s /dev/sdb mklabel msdos #将/dev/sdb(GPT格式)转换成(MBR格式)
  4. 转换完成后重新进行分区操作

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• 第一个分区设置完成后未重启设置第二个分区时会报如图的错误

1. partprobe /dev/sdb或kpartx /dev/sdb 更新磁盘分区表，手动让内核更新分区表。不需要重启

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• 分区或逻辑卷挂载时最好是空目录，因为挂载后会将目录下的东西覆盖，卸载后才能访问

• 1. mount命令挂载时可以-o指定下列参数
  2. -o         指定文件系统属性
  3. rw       读写
  4. ro       只读
  5. noexec   不允许执行二进制文件
  6. exec   允许执行二进制文件
  7. auto   mount -a 开机自动挂载
  8. remount   在线重新挂载

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• 1. lvremove #逻辑卷移除
  2. vgremove #卷组移除
  3. pvremove #物理卷移除

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• 1. umount /dev/sdb #卸载
  2. umount -l /dev/sdb #强制卸载

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• 从MBR转到GPT，或从GPT转换到MBR会导致数据全部丢失！因为转换格式要格式化硬盘！