Linux 磁盘管理与 LVM 逻辑卷管理学习实践

本次作业围绕新增磁盘、分区、格式化、挂载、swap 配置以及 LVM 创建和扩容进行整理。1常用命令介绍2磁盘管理基础知识3企业场景一新增数据盘挂载4企业场景二配置 swap5企业场景三LVM 管理与扩容6资料整理7今日学习总结一、常用命令介绍下面是本次实验中用到的常用命令和作用。命令作用lsblk查看磁盘、分区和挂载点fdisk /dev/sdX进入磁盘分区工具mkfs.xfs /dev/sdX1格式化为 XFSmount 设备 挂载点挂载文件系统blkid 设备查看 UUIDvim /etc/fstab配置开机自动挂载mkswap /dev/sdXn初始化 swapswapon /dev/sdXn启用 swappvcreate /dev/sdX1创建 PVvgcreate vgdata /dev/sdX1创建 VGlvcreate -L 2G -n lvdata vgdata创建 LVlvextend -L 1G /dev/vgdata/lvdata扩容 LVxfs_growfs /lvdata扩展 XFS 文件系统二、磁盘管理基础知识Linux 中磁盘通常命名为/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc等分区则在磁盘名后加数字例如/dev/sdd1。本次实验中系统盘为/dev/sda新增实验盘主要使用/dev/sdd和/dev/sdc。普通磁盘管理流程是识别新硬盘、创建分区、格式化文件系统、创建挂载点、挂载到目录最后写入/etc/fstab实现开机自动挂载。MBR 分区表最多支持 4 个主分区GPT 支持更大磁盘和更多分区。三、企业场景一新增数据盘挂载3.1 场景说明企业服务器新增一块数据盘本次识别为/dev/sdd。为了模拟业务数据和日志数据分离将它划分为两个分区/dev/sdd1挂载到/workdata/dev/sdd2挂载到/logdata。识别 /dev/sdd→创建 sdd1/sdd2→格式化→挂载目录→fstab 永久挂载3.2 实践截图查看磁盘识别情况进入分区工具创建第一个分区创建第二个分区查看分区表保存分区结果格式化 sdd1 为 XFS格式化 sdd2 为 EXT2创建挂载目录挂载业务数据目录挂载日志目录查看挂载结果写入业务测试文件写入日志测试文件查看分区 UUID编辑 fstab重新加载挂载配置再次确认挂载四、企业场景二配置 swap 交换分区4.1 场景说明当服务器内存较小时可以划分一部分磁盘空间作为 swap。swap 不像普通分区一样挂载到目录而是初始化并启用后交给系统作为交换空间使用。创建 swap 分区→设置类型 82→mkswap→swapon→fstab 永久启用4.2 实践截图创建 swap 分区设置 swap 类型查看分区结果初始化 swap启用 swap查看 swap 状态查看内存与 swap配置 fstab验证 swap 配置五、企业场景三LVM 管理与扩容5.1 场景说明业务数据目录后期可能增长如果直接使用普通分区扩容不够灵活。因此使用 LVM 创建逻辑卷。LVM 的结构是硬盘或分区 → PV → VG → LV → 文件系统 → 挂载点。分区→PV→VG→LV→格式化→挂载→扩容5.2 实践截图查看 LVM 磁盘创建 LVM 分区创建 PV创建 VG创建 LV格式化 LV挂载并测试 LV创建扩容 PV扩展逻辑卷扩展文件系统六、资料整理6.1 磁盘结构与设备命名硬盘由盘片、磁头、扇区、磁道和柱面等结构组成。扇区是硬盘最小的存储单位传统扇区大小通常为 512 字节。磁道是盘片上同一半径形成的圆形轨迹柱面则是多个盘片上相同半径磁道组成的集合。虽然现在的系统已经不再直接依赖 CHS 方式管理磁盘但这些概念有助于理解磁盘底层存储结构。在 Linux 中磁盘设备一般放在/dev目录下。常见磁盘名称包括/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc等分区则在磁盘名后面加数字例如/dev/sdd1表示/dev/sdd这块磁盘上的第一个分区。系统盘通常是/dev/sda新增数据盘可能依次识别为/dev/sdb、/dev/sdc或/dev/sdd。6.2 MBR 与 GPT 分区表MBR 是传统分区表位于磁盘第一个扇区。MBR 最多只能支持 4 个主分区如果需要更多分区需要使用扩展分区和逻辑分区。普通 Linux 分区常见类型代码为 83swap 分区类型代码为 82LVM 分区类型代码为 8e。GPT 是现代分区表支持更大的磁盘容量和更多分区也更适合 UEFI 启动环境。现在企业新服务器、大容量磁盘和云主机环境中GPT 使用越来越多。但在教学和老系统环境中MBR、主分区、扩展分区、逻辑分区仍然是需要掌握的基础知识。6.3 文件系统与格式化分区创建完成后还不能直接存放普通文件需要先创建文件系统也就是常说的格式化。常见文件系统包括 XFS、EXT4、EXT2 和 SWAP。XFS 是 CentOS 7 中常见的默认文件系统适合大容量和大文件场景EXT4 通用性强、稳定性好EXT2 没有日志功能较老但适合学习不同文件系统特性。swap 与普通文件系统不同。普通分区格式化后需要挂载到目录例如挂载到/workdata或/logdata而 swap 分区不挂载到普通目录它通过mkswap初始化通过swapon启用作为系统交换空间使用。6.4 挂载与 /etc/fstabLinux 中所有磁盘分区都需要挂载到目录后才能被正常访问。临时挂载使用mount命令完成但临时挂载在系统重启后会失效。如果希望服务器重启后自动挂载需要将分区 UUID、挂载点、文件系统类型和挂载参数写入/etc/fstab。使用 UUID 进行挂载比直接写/dev/sdd1更可靠因为设备名可能会因磁盘识别顺序变化而改变而 UUID 是文件系统的唯一标识。编辑/etc/fstab后需要使用mount -a或相关命令验证配置是否正确避免因为配置错误导致系统启动挂载失败。6.5 swap 交换分区swap 是 Linux 的交换空间作用类似 Windows 的虚拟内存。当物理内存不足时系统可以把一部分暂时不活跃的数据放到 swap 中从而避免程序因为内存不足直接崩溃。不过 swap 位于磁盘上速度远低于物理内存因此它不能真正替代内存只能作为缓冲和兜底。在生产环境中swap 大小需要根据服务器内存、业务类型和稳定性要求决定。内存较小的服务器通常会配置一定 swap内存很大的数据库或高性能业务服务器则可能减少 swap 使用避免系统频繁交换导致性能下降。6.6 LVM 的 PV、VG、LVLVM 是 Logical Volume Manager即逻辑卷管理。它把传统的“磁盘 → 分区 → 文件系统”模式扩展为“磁盘或分区 → PV → VG → LV → 文件系统 → 挂载点”。PV 是物理卷通常由普通分区初始化而来VG 是卷组可以把多个 PV 组合成一个大的存储池LV 是逻辑卷是从 VG 中划分出来真正给系统格式化和挂载使用的空间。LVM 最大的优势是灵活。普通分区一旦规划好后期扩容比较麻烦而 LVM 可以在卷组中继续加入新的 PV再扩展 LV 和文件系统。对于企业服务器的数据目录、日志目录、业务附件目录等后期可能增长的位置LVM 比普通分区更适合。6.7 LVM 创建、扩容和删除思路创建 LVM 的基本流程是先通过分区工具创建 LVM 类型分区再使用pvcreate初始化为 PV然后使用vgcreate创建 VG最后使用lvcreate创建 LV。LV 创建后还需要格式化为 XFS 或 EXT4 等文件系统并挂载到指定目录。扩容时如果 VG 中还有空闲空间可以直接扩展 LV如果 VG 空间不足可以新增磁盘或分区先创建 PV再通过vgextend加入原有 VG最后扩展 LV 和文件系统。删除 LVM 时一般按相反顺序进行先卸载挂载点再删除 LV、删除 VG最后清理 PV 标记。七、今日学习总结今天主要学习了 Linux 磁盘管理与 LVM 逻辑卷管理。通过实际操作我对一块新硬盘从“系统识别”到“真正能存文件”的完整过程有了更清楚的认识。这个过程包括查看磁盘、创建分区、格式化文件系统、创建挂载目录、临时挂载、写入测试文件以及配置开机自动挂载。在普通磁盘管理部分我理解了磁盘、分区、文件系统和挂载点之间的关系。磁盘本身只是一个块设备分区只是把磁盘空间切开真正能存放文件还需要创建文件系统并挂载到 Linux 目录树中。通过本次实验也理解了为什么建议使用 UUID 写入/etc/fstab这样比直接依赖设备名更稳定。在 swap 部分我理解了 swap 交换分区的作用。swap 类似虚拟内存可以在物理内存不足时提供缓冲但它的速度远低于内存因此只能作为兜底方案不能代替真实内存。swap 分区和普通文件系统不同它不挂载到目录而是通过初始化和启用后交给系统管理。在 LVM 部分我重点理解了 PV、VG、LV 三层结构。PV 是底层物理卷VG 是由多个 PV 组成的存储池LV 是从 VG 中划分出来给系统使用的逻辑卷。相比普通分区LVM 的优势是扩容更灵活特别适合企业服务器中后期容量可能增长的数据目录。通过本次学习我认识到 Linux 磁盘管理不是单独记几个命令而是要理解完整链路硬盘识别、分区规划、文件系统创建、挂载使用、开机自动挂载以及后期扩容维护。普通分区适合简单场景LVM 更适合企业环境中需要灵活调整容量的场景。