Linux磁盘处理教程

一、新增磁盘

物理连接磁盘

对于服务器等设备，关机后将新磁盘通过SATA、SAS等接口正确连接到服务器主板，并确保电源线连接牢固。对于虚拟机环境，在虚拟机设置中添加新的虚拟磁盘，设置好磁盘大小等参数。

识别新磁盘

重启服务器或虚拟机（在物理机上添加磁盘后通常需要重启以识别新硬件）。登录到Linux系统，使用lsblk命令查看系统是否识别到新磁盘。例如：

lsblk

该命令会列出系统中所有的块设备，新磁盘通常会以sdb、sdc等形式出现（假设系统已有sda磁盘）。

二、标准分区

使用fdisk命令分区

以/dev/sdb为例，使用fdisk命令对其进行分区：

sudo fdisk /dev/sdb

进入fdisk交互界面后，常用操作如下：

查看帮助：输入m，可查看fdisk的命令帮助信息。

新建分区：输入n。然后根据提示选择分区类型，如主分区（p）或扩展分区（e）。若选择主分区，接着输入分区号（1 - 4），起始扇区一般直接回车采用默认值，结束扇区可以指定大小（如+20G表示20GB大小的分区）或直接回车使用剩余全部空间。

设置分区类型：输入t，然后选择分区号，再输入对应的分区类型代码。例如，对于Linux文件系统，常用的83表示Linux分区。

查看分区表：输入p，可以查看当前磁盘的分区情况。

保存并退出：输入w，保存分区设置并退出fdisk。

格式化分区

假设我们在/dev/sdb上创建了/dev/sdb1分区，使用mkfs命令对其进行格式化。如果要格式化为ext4文件系统：

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

如果需要格式化为其他文件系统，如xfs，可使用：

sudo mkfs.xfs /dev/sdb1

挂载分区

创建挂载点，例如创建/data目录用于挂载：

sudo mkdir /data

挂载分区到挂载点：

sudo mount /dev/sdb1 /data

为了使系统重启后仍能自动挂载该分区，需要编辑/etc/fstab文件。在文件末尾添加一行：

/dev/sdb1 /data ext4 defaults 0 0

其中，/dev/sdb1是分区设备名，/data是挂载点，ext4是文件系统类型，defaults表示使用默认挂载选项，后面两个数字0 0分别用于指定是否备份和是否进行文件系统检查。

三、磁盘大于3T的处理

GPT分区表

传统的MBR分区表最大支持2.2TB的磁盘容量。当磁盘大于3T时，需要使用GPT（GUID Partition Table）分区表。

使用parted命令来进行GPT分区操作。例如，对/dev/sdb进行分区：

sudo parted /dev/sdb

进入parted交互界面后，首先设置分区表类型为GPT：

(parted) mklabel gpt

然后创建分区，例如创建一个占用整个磁盘的分区：

(parted) mkpart primary 0% 100%

可以使用print命令查看分区情况，最后使用quit命令退出parted。

文件系统选择

对于大容量磁盘，xfs文件系统在处理大文件和高并发I/O方面表现较好。格式化分区时，可以选择xfs文件系统：

sudo mkfs.xfs /dev/sdb1

挂载和设置自动挂载的步骤与标准分区中的操作一致。

四、LVM（逻辑卷管理）

创建物理卷（PV）

假设要将/dev/sdb和/dev/sdc两块磁盘用于LVM，首先将它们初始化为物理卷：

sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

使用pvdisplay命令可以查看物理卷的详细信息：

sudo pvdisplay

创建卷组（VG）

创建一个名为myvg的卷组，将刚才创建的两个物理卷添加到其中：

sudo vgcreate myvg /dev/sdb /dev/sdc

使用vgdisplay命令查看卷组信息：

sudo vgdisplay myvg

创建逻辑卷（LV）

从myvg卷组中创建一个名为mylv、大小为50GB的逻辑卷：

sudo lvcreate -L 50G -n mylv myvg

其中，-L指定逻辑卷大小，-n指定逻辑卷名称。也可以使用-l参数以百分比的形式指定逻辑卷大小，例如-l 50%VG表示使用卷组空间的50%。

使用lvdisplay命令查看逻辑卷信息：

sudo lvdisplay /dev/myvg/mylv

格式化和挂载逻辑卷

对创建好的逻辑卷进行格式化，例如格式化为ext4文件系统：

sudo mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv

创建挂载点并挂载逻辑卷：

sudo mkdir /mydata

sudo mount /dev/myvg/mylv /mydata

同样，为了系统重启后自动挂载，编辑/etc/fstab文件，添加如下内容：

/dev/myvg/mylv /mydata ext4 defaults 0 0

扩展逻辑卷

假设卷组还有剩余空间，要将mylv逻辑卷扩展10GB：

sudo lvextend -L +10G /dev/myvg/mylv

如果文件系统是ext4，还需要调整文件系统大小以识别新增加的空间：

sudo resize2fs /dev/myvg/mylv

对于xfs文件系统，使用xfs_growfs命令：

sudo xfs\_growfs /mydata

缩减逻辑卷（谨慎操作）

首先要确保文件系统处于未挂载状态，并且对文件系统进行检查。例如对于ext4文件系统：

sudo umount /mydata

sudo e2fsck -f /dev/myvg/mylv

然后缩减逻辑卷大小，假设将mylv缩减到40GB：

sudo lvreduce -L 40G /dev/myvg/mylv

最后重新挂载逻辑卷：

sudo mount /dev/myvg/mylv /mydata

五、磁盘管理的性能优化

I/O调度算法调整

Linux内核提供了多种I/O调度算法，如cfq（完全公平队列）、deadline（截止时间）、noop（电梯式）等。可以根据磁盘的使用场景选择合适的调度算法。

查看当前磁盘使用的调度算法：

cat /sys/block/sda/queue/scheduler

临时修改调度算法为deadline（以sda为例）：

echo deadline | sudo tee /sys/block/sda/queue/scheduler

若要永久修改，需要编辑内核启动参数。对于使用GRUB的系统，在/etc/default/grub文件中添加或修改GRUB_CMDLINE_LINUX参数，例如：

GRUB\_CMDLINE\_LINUX="elevator=deadline"

然后更新GRUB配置：

sudo update - grub

磁盘缓存设置

可以通过调整dirty_ratio和dirty_background_ratio等参数来优化磁盘缓存。dirty_ratio表示当内存中脏数据达到系统内存的一定比例时，开始同步磁盘；dirty_background_ratio表示当内存中脏数据达到系统内存的一定比例时，内核开始在后台异步地将脏数据刷到磁盘。

查看当前设置：

sysctl vm.dirty\_ratio

sysctl vm.dirty\_background\_ratio

临时修改，例如将dirty_ratio设置为20%，dirty_background_ratio设置为10%：

sudo sysctl -w vm.dirty\_ratio = 20

sudo sysctl -w vm.dirty\_background\_ratio = 10

若要永久修改，编辑/etc/sysctl.conf文件，添加或修改相应参数：

vm.dirty\_ratio = 20

vm.dirty\_background\_ratio = 10

六、磁盘管理的故障排查

磁盘无法识别

检查硬件连接是否松动，在物理机上重新插拔磁盘的数据线和电源线。

查看系统日志，如/var/log/syslog，看是否有关于磁盘识别的错误信息。

对于虚拟机，检查虚拟机设置中磁盘是否正确添加。

分区挂载失败

检查/etc/fstab文件中挂载配置是否正确，确保设备名、挂载点、文件系统类型等信息准确无误。

检查文件系统是否损坏，对于ext4文件系统，可以使用e2fsck命令进行检查和修复：

sudo e2fsck -f /dev/sdb1

对于xfs文件系统，使用xfs_repair命令：

sudo xfs\_repair /dev/sdb1

LVM操作失败

查看/var/log/messages日志文件，了解LVM操作失败的具体原因。

确保卷组中有足够的空间进行逻辑卷的扩展或创建等操作。

检查物理卷是否正常，使用pvdisplay命令查看物理卷状态，若物理卷损坏，可能需要更换磁盘并重新构建LVM。