Linux 磁盘管理、文件系统、VLM和配额：从基础到实战指南

在 Linux 系统运维中，磁盘管理是保障系统稳定运行的核心环节。无论是服务器扩容、新硬盘挂载，还是灵活调整存储空间，都离不开对磁盘分区、文件系统和逻辑卷的深入理解。本文将从磁盘基础讲起，逐步解析分区策略、文件系统创建、挂载管理及 LVM 逻辑卷技术，助你轻松驾驭 Linux 存储管理。

一、磁盘基础：机械与固态

计算机的存储核心是硬盘，从存储介质上可分为两类：

• 机械硬盘（HDD）：依靠盘片旋转和磁头读写数据，内部由盘片、磁头、主轴等机械部件组成。其逻辑结构包括磁道（同心圆轨道）、扇区（磁道上的弧段，最小存储单元，通常 512Byte）和柱面（不同盘片相同编号磁道的集合）。
• 固态硬盘（SSD）：基于闪存芯片存储数据，由主控芯片、缓存芯片和闪存芯片组成，无机械部件，读写速度快、抗震性强，但存在写入寿命限制。

二、分区管理

新硬盘必须经过分区才能使用，分区方式和类型的选择直接影响存储效率。

1. 两种分区表：MBR 与 GPT

• MBR 分区：支持最大 2T 磁盘，最多 4 个主分区（或 3 主 + 1 扩展分区），扩展分区内可创建多个逻辑分区（编号从 5 开始）。
• GPT 分区：支持 2T 以上磁盘，最多 128 个主分区，无需扩展分区，需 64 位系统支持。

2. 分区类型详解

• 主分区：直接存储数据，可安装操作系统，最多 4 个（MBR 模式）。
• 扩展分区：作为逻辑分区的 "容器"，本身不能存储数据，仅 1 个。
• 逻辑分区：建立在扩展分区内，用于存储用户数据，数量几乎无限制。

3. 分区工具实战

• fdisk：用于 MBR 分区，支持交互操作（n新建、p查看、w保存）。
• gdisk：用于 GPT 分区，步骤与 fdisk 类似，但需指定分区类型 ID（如 Linux 文件系统为 8300）。

三、文件系统：数据存储的 "规则手册"

分区后需格式化（创建文件系统）才能使用，不同文件系统有不同特性：

1. 常见文件系统类型

• ext 系列：ext2（无日志）、ext3（带日志）、ext4（支持大文件和快速恢复）。
• XFS：高性能日志文件系统，适合大文件和高并发场景，支持在线扩展。
• Btrfs：支持快照、数据校验和 RAID，适合需要高级特性的场景。
• Swap：虚拟内存分区，缓解物理内存不足，建议大小为内存的 1.5-2 倍。

2. 创建文件系统命令

• mkfs：格式化分区为指定文件系统，如mkfs.xfs /dev/sdb1（XFS）、mkfs.ext4 /dev/sdb2（ext4）。
• mkswap：创建 Swap 分区，如mkswap /dev/sdb5（需先将分区类型设为 82）。

四、挂载与卸载：让系统 "访问" 磁盘

分区和文件系统就绪后，需挂载到目录树才能被访问。

1. 临时挂载

用mount命令将设备挂载到目录：

mkdir /data  # 创建挂载点
mount /dev/sdb1 /data  # 挂载sdb1到/data

• 挂载光盘：mount /dev/cdrom /media/cdrom（只读）。
• 挂载 ISO 镜像：mount -o loop CentOS.iso /media/mnt。

2. 永久挂载

配置/etc/fstab实现开机自动挂载，格式：

设备名  挂载点  文件系统  权限  备份标识  检查标识
/dev/sdb1  /data  xfs  defaults  0  0

• defaults包含读写、异步等默认权限。
• 配置后用mount -a刷新挂载。

3. 卸载命令

用umount解除挂载，建议通过挂载点卸载：

umount /data  # 卸载/data挂载点

五、LVM 逻辑卷：灵活调整存储的 "黑科技"

LVM（逻辑卷管理）通过抽象物理存储，实现空间动态调整，适合存储需求多变的场景。

1. LVM 核心组件

• 物理卷（PV）：物理硬盘分区，需格式化为 LVM 类型（ID=8e）。
• 卷组（VG）：多个 PV 的集合，视为 "逻辑硬盘"。
• 逻辑卷（LV）：从 VG 中划分的 "逻辑分区"，可直接使用。
• 物理区域（PE）：PV 的最小分配单位（通常 4MB），同一 VG 内 PE 大小一致。

2. LVM 实战步骤

1. 创建 PV：pvcreate /dev/sdc1（将分区 sdc1 转为 PV）。
2. 创建 VG：vgcreate myvg /dev/sdc1（将 PV 加入名为 myvg 的 VG）。
3. 创建 LV：lvcreate -L 4G -n mylv myvg（从 myvg 创建 4G 的 LV mylv）。
4. 格式化与挂载：mkfs.xfs /dev/myvg/mylv→mount /dev/myvg/mylv /test。
5. 动态扩容：lvextend -L +2G /dev/myvg/mylv（给 mylv 增加 2G）。

六、 Linux磁盘配额

1.添加一块新的硬盘,重启后,分区出sdb1

2.创建文件系统

3.配置自动挂载,同时配置磁盘配额选项

重启后查看

4.创建quota配置文件

5.添加测试用户,启动配额管理

6.修改quota配置文件

edquota -p quota1 quota2：2复制1的配额命令

Ctrl+x进行保存退出

7.修改挂载目录权限,并进行测试

chmod 777 /root/data

dd if=/dev/zero of=/opt/ddtest.txt bs=10M count=12 #转换文件10M文件连续12次到目录

dd 命令是一个设备转换和连续复制命令 if= 指定输入设备（或文件） of= 指定输出设备（或文件） bs= 指定读取数据块的大小 count= 指定读取数据块的数量 /dev/zero “零”设备文件，可以无限的提供空字符。常用来生成一个特定大小的文件。

edquota -t 可以修改警告/宽限期时间

8.查看配额

quota -u quota1

总结：存储管理的 "黄金法则"

Linux 磁盘管理的核心是 "分层管理"：从物理磁盘到分区，再到文件系统和挂载，每一层都有明确的规则和工具。LVM 技术则打破了传统分区的空间限制，让存储调整更灵活。

无论是服务器初始化配置，还是后期扩容维护，掌握本文的知识点都能让你从容应对。记住：分区前规划容量，选择合适的文件系统，善用 LVM 应对变化，是保障系统存储高效稳定的关键。