Linux基础笔记18 | 磁盘分区管理

fdisk 分区工具

fdisk 这个古老的软件并不认识 GPT ，所以 fdisk 只支持 MBR 的分区模式，且磁盘小于2T，大于了就不能使用 fdisk 进行分区了
新磁盘的分区

一块新加的磁盘的分区方式
查抄系统中需要分区的磁盘
fdisk -l

对新磁盘进行磁盘分区
fdisk /dev/sdb
进入交互式分区界面

键入 m 获取帮助信息

常用的下令选项

• d：删除一个分区
  
• n：添加一个新分区
  
• q：退出而不保存更改
  
• w：将分区表写入磁盘并退出
  
• m：打印帮助菜单
  
• p：打印分区表信息
  
• v：验证分区表
  

分区过程

1. 命令(输入 m 获取帮助)：n                                                                                # n：新建一个分区
2. Partition type:
3.    p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
4.    e   extended
5. Select (default p): p                                                                                # p：分区类型是主分区
6. 分区号 (1-4，默认 1)：1                                                                         # 选择分区号
7. 起始 扇区 (2048-104857599，默认为 2048)：                                        # 起始扇区（默认就好）
8. 将使用默认值 2048
9. Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-104857599，默认为 104857599)：+10G        # 分区大小
10. 分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB
12. 命令(输入 m 获取帮助)：w                                                        # 写入磁盘并退出
13. The partition table has been altered!
15. Calling ioctl() to re-read partition table.
16. 正在同步磁盘。
17. [root@vm10 ~]#

复制代码

查看新建的分区
fdisk -l

格式化新建的分区
mkfs.xfs /dev/sdb1 或者mkfs.ext4 /dev/sdb1 不同文件系统类型（正常来说不应该加 -f ，-f 意思是强制覆盖现有的文件系统）

末了挂载使用
mount /dev/sdb1 /home/ceshi/：将分区 sdb1 挂载在 /home/ceshi 目次下

以上就是完备的一个新磁盘从分区到被系统使用的一个参考过程!
原有磁盘基础上分区

有时间会遇到有些磁盘还剩一点空间，需要在原来基础上增加分区，详细可以参考以下分区流程
确定待增加分区的磁盘信息
fdisk -l

进入分区交互界面

接着分新的分区即可

1. [root@vm10 home]# fdisk /dev/sdb
2. 欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
4. 更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
5. 使用写入命令前请三思。
8. 命令(输入 m 获取帮助)：n                                                                                        # 键入 n
9. Partition type:
10.    p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)                                                # 键入 p
11.    e   extended
12. Select (default p): p
13. 分区号 (2-4，默认 2)：                                                                                # 默认回车就行
14. 起始 扇区 (20973568-104857599，默认为 20973568)：                        # 默认回车就行
15. 将使用默认值 20973568
16. Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (20973568-104857599，默认为 104857599)：+10G        # 设置分区大小
17. 分区 2 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB
19. 命令(输入 m 获取帮助)：w                                                # 写入磁盘
20. The partition table has been altered!
22. Calling ioctl() to re-read partition table.
24. WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.                # 有报错
25. The kernel still uses the old table. The new table will be used at
26. the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
27. 正在同步磁盘。
28. [root@vm10 home]#
29. [root@vm10 home]# partprobe /dev/sdb

复制代码

如遇到以上报错信息可通过partprobe /dev/sdb解决
   partprobe 下令用于重读分区表，将磁盘分区表变化信息通知内核，请求操作系统重新加载分区表。
  查看新的分区信息
fdisk -l

再格式化成对应的文件系统，挂载使用就行
df -h

逻辑分区的参考

按照我们之前说的，MBR 方式的分区最多支持4个分区，如何进行更多分区操作呢？
先看下 “p+p+p+p” 情况下继续分区的情况
提示如果要创建4个以上的分区，必须使用一个扩展分区类型

我们删除一个主分区，创建一个扩展分区，通过扩展分区创建出逻辑分区

1. 命令(输入 m 获取帮助)：n
2. Partition type:
3.    p   primary (3 primary, 0 extended, 1 free)
4.    e   extended
5. Select (default e): e                                                                                ## 键入 e 创建出一个扩展分区
6. 已选择分区 4
7. 起始 扇区 (62916608-104857599，默认为 62916608)：
8. 将使用默认值 62916608
9. Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (62916608-104857599，默认为 104857599)：+10G        # 设置扩展分区大小
10. 分区 4 已设置为 Extended 类型，大小设为 10 GiB
12. 命令(输入 m 获取帮助)：n                                        ## 再次创建新分区，这个时候就是逻辑分区了
13. All primary partitions are in use
14. 添加逻辑分区 5
15. 起始 扇区 (62918656-83888127，默认为 62918656)：
16. 将使用默认值 62918656
17. Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (62918656-83888127，默认为 83888127)：+5G        ## ；逻辑分区大小不超过扩展分区
18. 分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB
20. 命令(输入 m 获取帮助)：w
21. The partition table has been altered!
23. Calling ioctl() to re-read partition table.
25. WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
26. The kernel still uses the old table. The new table will be used at
27. the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
28. 正在同步磁盘。
29. [root@vm10 home]# partprobe /dev/sdb

复制代码

实验以下扩展分区巨细是否限制了逻辑分区巨细
确实是和扩展分区巨细相关联的

基于下令行非交互式创建分区方法

   方法参考：
  Linux管理文件系统(2)：分区和创建文件系统 | 骏马金龙 (junmajinlong.com)
  基于表述输出和管道传输
现在对一块完备的磁盘进行演示
echo -e "n\np\n1\n\n+10G\nw"|fdisk /dev/sdb

• \n：换行，所以基于下令行的分区方式很简单的
  
• 新建分区–分区类型为主分区–分区号是1–起始扇区回车选择默认–分区巨细是10G–保存更改信息
  

1. [root@vm10 home]# echo -e "n\np\n1\n\n+10G\nw"|fdisk /dev/sdb
2. 欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
4. 更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
5. 使用写入命令前请三思。
8. 命令(输入 m 获取帮助)：Partition type:
9.    p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
10.    e   extended
11. Select (default p): 分区号 (1-4，默认 1)：起始 扇区 (2048-104857599，默认为 2048)：将使用默认值 2048
12. Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-104857599，默认为 104857599)：分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 10 GiB
14. 命令(输入 m 获取帮助)：The partition table has been altered!
16. Calling ioctl() to re-read partition table.
17. 正在同步磁盘。
18. [root@vm10 home]#

复制代码

parted 分区工具

为了能支持大于2T的磁盘空间，需要使用 GPT 格式进行分区，需要用到 parted 工具了

• parted 工具，每一步操作都是直接写入磁盘的，不同于 fdisk 和 gdisk 需要从内存的结果保存到磁盘中
  

新磁盘下的分区

进入 parted 分区界面
parted /dev/sdb

键入”help“查看帮助

进行分区操作

1. (parted) mklabel                        ## 设置分区类型为 gpt
2. 新的磁盘标签类型？ gpt                       
3. 警告: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and all data on this disk will be lost. Do you want
4. to continue?
5. 是/Yes/否/No? yes
6. (parted) mkpart                                ## 开始分区
7. 分区名称？  []? p                        ## 分区类型
8. 文件系统类型？  [ext2]? xfs        ## 文件系统类型
9. 起始点？ 1                                ## 磁盘的1M开始分区，默认单位是1M
10. 结束点？ 10G                        ## 到10GB的位置截至
11. (parted)
12. (parted) q                                ## 退出
13. 信息: You may need to update /etc/fstab.

复制代码

查看分区后的信息

格式化后挂载文件系统使用

1. mkfs.xfs -f /dev/sdb1
2. mount /dev/sdb1 /home/ceshi

复制代码

原有磁盘下继续分区

进入交互式中
parted /dev/sdb

键入 print 打印分区信息

分区过程

1. (parted) print
2. Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
3. Disk /dev/sdb: 53.7GB
4. Sector size (logical/physical): 512B/512B
5. Partition Table: gpt
6. Disk Flags:
8. Number  Start   End     Size    File system  Name  标志
9. 1      1049kB  10.0GB  9999MB  xfs          p
11. (parted) mkpart                                                                ## 开始分区
12. 分区名称？  []? p                                                        ## 分区类型
13. 文件系统类型？  [ext2]? xfs                                        ## 文件系统
14. 起始点？ 10000                                                                ## 起始点：上一个分区下一个点
15. 结束点？ 20G                                                        ## 空间大小
16. (parted) print                                                                ## 打印分区表
17. Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
18. Disk /dev/sdb: 53.7GB
19. Sector size (logical/physical): 512B/512B
20. Partition Table: gpt
21. Disk Flags:
23. Number  Start   End     Size    File system  Name  标志
24. 1      1049kB  10.0GB  9999MB  xfs          p
25. 2      10.0GB  20.0GB  9999MB               p
27. (parted)

复制代码

格式化后挂载使用

1. mkfs.xfs -f /dev/sdb2
2. mount /dev/sdb2 /home/ceshi1

复制代码

多个分区的实验

来看看 gpt 下能够分区的数量
重复上面的操作进行分区操作，可以看到我分出来了很多很多主分区，基本不受限制了

基于下令行非交互式创建分区

一次只能一个动作

1. parted /dev/sdb mklabel gpt
2. parted /dev/sdb mkpart p xfs 1 10G
3. parted /dev/sdb mkpart p xfs 10G 20G

复制代码

LVM 磁盘分区管理

LVM 相关概念与实现机制

Logical Volume Manager：LVM ，弹性分区，随时随地对分区进行扩缩容

• 大多数发行版都会内置这个东西
  
• 基于内核的一种逻辑卷管理器
  
• 实用于管理大存储装备
  

相关概念

• PV：Physical Volume 物理卷
  
  
  
  • 磁盘分区后还未格式化成文件系统的时间可以通过 pvcreate 下令创建为 pv
    
  • pv 要求分区的 system ID为 8e，即 LVM 格式的系统标识符
    
  
  
  
  
• VG：Volume Group 卷组
  
  
  
  • 多个 PV 组合起来，通过 vgcreate 下令创建成卷组
    
  • 创建 VG 的时间，会将所有空间按照指定巨细的 PE 分别为很多个 PE
    
  • LVM 模式下的存储都是以 PE 为单元
    
  
  
• PE：Physical Extend
  
  
  
  • 数据都是存储的地方
    
  
  
• LV：Logical Volume
  
  
  
  • VG 中有很多 PE 单元，可以指定多少个 PE 或者巨细来再次分别，分别后统称为 LV，LV 就相称于分别了分区了，对 LV 在进行文件系统格式化就可以拿来使用了
    
  
  
• LE：logical extent
  
  
  
  • LV 中的逻辑存储单元，和 PE 巨细是一样的，从 VG 中分别 LV，就是分配 PE 单元，只不外分别 LV 后，PE 就被称之为 LE 了
    
  
  

实现机制

• 一个简单的图解
  

• LV 中的 PE 可能来自多个 PV，在向 LV 写入数据时间，分几种机制
  
  
  
  • 线性模式：先写完来自于同一个PV 的 PE，再写来自下一个 PV 的 PE
    
  • 条带模式：一份数据拆分成多份，分别写入该 LV 对应的每个 PV 中，读写性能好
    
  • 默认使用的线性模式，因为扩缩容方便，LVM 最有效的也就是动态扩缩容
    
  
  

LVM 相关下令解析

PV
下令说明pvcreate创建 PVpvscan列出所有的 PVpvdisplay列出 PV 属性pvremove移除 PVpvmove移除 PV 中的数据

1. [root@vm10 home]# pvdisplay
2.   --- Physical volume ---
3.   PV Name               /dev/sda2
4.   VG Name               centos
5.   PV Size               <19.00 GiB / not usable 3.00 MiB
6.   Allocatable           yes (but full)
7.   PE Size               4.00 MiB
8.   Total PE              4863
9.   Free PE               0
10.   Allocated PE          4863
11.   PV UUID               LeNFHF-2miV-2oYy-KDxG-Y0JQ-V2eS-ldi1ny
13.   --- Physical volume ---
14.   PV Name               /dev/sda3
15.   VG Name               centos
16.   PV Size               80.00 GiB / not usable 4.00 MiB
17.   Allocatable           yes
18.   PE Size               4.00 MiB
19.   Total PE              20479
20.   Free PE               1279
21.   Allocated PE          19200
22.   PV UUID               7QUzi3-FbDr-m3ud-YYOn-7IFS-gCmk-3IVEDW
24. [root@vm10 home]# pvscan
25.   PV /dev/sda2   VG centos          lvm2 [<19.00 GiB / 0    free]
26.   PV /dev/sda3   VG centos          lvm2 [<80.00 GiB / <5.00 GiB free]
27.   Total: 2 [98.99 GiB] / in use: 2 [98.99 GiB] / in no VG: 0 [0   ]##PV 的总容量/已经使用的/未使用的
28. [root@vm10 home]# pvdisplay -m
29.   --- Physical volume ---
30.   PV Name               /dev/sda2
31.   VG Name               centos
32.   PV Size               <19.00 GiB / not usable 3.00 MiB
33.   Allocatable           yes (but full)
34.   PE Size               4.00 MiB
35.   Total PE              4863
36.   Free PE               0
37.   Allocated PE          4863
38.   PV UUID               LeNFHF-2miV-2oYy-KDxG-Y0JQ-V2eS-ldi1ny
40.   --- Physical Segments ---
41.   Physical extent 0 to 511:                                        ## 0-511个PE在使用
42.     Logical volume      /dev/centos/swap
43.     Logical extents     0 to 511                  ## 该PE在LV中的第0个LE位置上，这个地方是用满了的
44.   Physical extent 512 to 4862:
45.     Logical volume      /dev/centos/root
46.     Logical extents     0 to 4350
48.   --- Physical volume ---
49.   PV Name               /dev/sda3
50.   VG Name               centos
51.   PV Size               80.00 GiB / not usable 4.00 MiB
52.   Allocatable           yes
53.   PE Size               4.00 MiB
54.   Total PE              20479
55.   Free PE               1279
56.   Allocated PE          19200
57.   PV UUID               7QUzi3-FbDr-m3ud-YYOn-7IFS-gCmk-3IVEDW
59.   --- Physical Segments ---
60.   Physical extent 0 to 19199:                                        ## 0-19199个PE在使用
61.     Logical volume      /dev/centos/root
62.     Logical extents     4351 to 23550                        ## PE在第4351个LE位置上
63.   Physical extent 19200 to 20478:                        ## 19200-20478序号的PE没被使用
64.     FREE
66. [root@vm10 home]#

复制代码

VG
下令说明vgcreate创建 VGvgscan列出所有的 VGvgdisplay列出 VG 属性vgremove移除 VG，删除 VGvgreduce从 VG 中移除 PVvgextend将 PV 添加到 VG 中vgchange修改 VG 属性

• vgscan 征采有几个 vg 并显示 vg 的基本属性
  
• vgcreate 是创建 vg
  
• vgdisplay 是列出 vg 的详细信息
  
• vgremove 是删除整个v g
  
• vgextend 用于扩展 vg 即将 pv 添加到 vg 中
  
• vgreduce 是将 pv 移除出 vg
  
• vgchange 用于改变 vg 的属性，如修改 vg 的状态为激活状态或未激活状态
  

LV
下令说明lvcreate创建 LVlvscan扫描并列出所有的 LVlvdisplay列出 LV 属性信息lvremove移除 LV，即删除 LVlvreduce(lvresize)缩小 LV 容量lvextend(lvresize)增大 LV 容量lvresize改变 LV 容量 LVM 分区过程参考

根据上述的下令操作方法，来进行一个 LVM 分区过程
查看需要进行分区的磁盘信息
fdisk -l

先使用 fdisk 进行标准化分区，不需要格式化

此中2个分区创建一个 PV

1. [root@vm10 home]# pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2
2. WARNING: xfs signature detected on /dev/sdb1 at offset 0. Wipe it? [y/n]: y
3.   Wiping xfs signature on /dev/sdb1.
4. WARNING: xfs signature detected on /dev/sdb2 at offset 0. Wipe it? [y/n]: y
5.   Wiping xfs signature on /dev/sdb2.
6.   Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
7.   Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
8. [root@vm10 home]#

复制代码

创建一个测试 VG

1. [root@vm10 home]# vgcreate test_vg /dev/sdb{1,2}
2.   Volume group "test_vg" successfully created
3. [root@vm10 home]# vgdisplay test_vg
4.   --- Volume group ---
5.   VG Name               test_vg
6.   System ID
7.   Format                lvm2
8.   Metadata Areas        2
9.   Metadata Sequence No  1
10.   VG Access             read/write
11.   VG Status             resizable
12.   MAX LV                0
13.   Cur LV                0
14.   Open LV               0
15.   Max PV                0
16.   Cur PV                2
17.   Act PV                2
18.   VG Size               19.99 GiB
19.   PE Size               4.00 MiB
20.   Total PE              5118
21.   Alloc PE / Size       0 / 0
22.   Free  PE / Size       5118 / 19.99 GiB
23.   VG UUID               3YMuNV-Jxmr-rgdN-gl5z-YRRw-IGq1-gSiZqW
25. [root@vm10 home]#

复制代码

创建 lv

1. [root@vm10 home]# lvcreate -n test_lv1 -L 1G test_vg        ## -n指定lv名称 -L 指定大小 -l 指定PE数量
2.   Logical volume "test_lv1" created.
3. [root@vm10 home]# lvcreate -n test_lv2 -l 2000 test_vg
4.   Logical volume "test_lv2" created.
5. [root@vm10 home]# lvdisplay
6.   --- Logical volume ---
7.   LV Path                /dev/test_vg/test_lv1
8.   LV Name                test_lv1
9.   VG Name                test_vg
10.   LV UUID                1A2yQf-9Mr7-ri1Y-gzK4-oyj6-Nr4C-WEjQ43
11.   LV Write Access        read/write
12.   LV Creation host, time vm10, 2022-09-08 15:08:47 +0800
13.   LV Status              available
14.   # open                 0
15.   LV Size                1.00 GiB
16.   Current LE             256
17.   Segments               1
18.   Allocation             inherit
19.   Read ahead sectors     auto
20.   - currently set to     8192
21.   Block device           253:2
23.   --- Logical volume ---
24.   LV Path                /dev/test_vg/test_lv2
25.   LV Name                test_lv2
26.   VG Name                test_vg
27.   LV UUID                OM2Jvm-uYDa-9LMH-8uhP-QVwo-vqF5-LUMK3E
28.   LV Write Access        read/write
29.   LV Creation host, time vm10, 2022-09-08 15:09:18 +0800
30.   LV Status              available
31.   # open                 0
32.   LV Size                7.81 GiB
33.   Current LE             2000
34.   Segments               1
35.   Allocation             inherit
36.   Read ahead sectors     auto
37.   - currently set to     8192
38.   Block device           253:3
40.   --- Logical volume ---
41.   LV Path                /dev/centos/swap
42.   LV Name                swap
43.   VG Name                centos
44.   LV UUID                SGdwb8-TfNw-arTQ-ic4M-OwAB-1G68-PMYdBS
45.   LV Write Access        read/write
46.   LV Creation host, time localhost.localdomain, 2022-07-20 13:57:18 +0800
47.   LV Status              available
48.   # open                 2
49.   LV Size                2.00 GiB
50.   Current LE             512
51.   Segments               1
52.   Allocation             inherit
53.   Read ahead sectors     auto
54.   - currently set to     8192
55.   Block device           253:1
57.   --- Logical volume ---
58.   LV Path                /dev/centos/root
59.   LV Name                root
60.   VG Name                centos
61.   LV UUID                3GSliK-ZJFv-hKnR-756n-z1wR-bUfc-2c0tiU
62.   LV Write Access        read/write
63.   LV Creation host, time localhost.localdomain, 2022-07-20 13:57:19 +0800
64.   LV Status              available
65.   # open                 1
66.   LV Size                <92.00 GiB
67.   Current LE             23551
68.   Segments               2
69.   Allocation             inherit
70.   Read ahead sectors     auto
71.   - currently set to     8192
72.   Block device           253:0
74. [root@vm10 home]#

复制代码

格式化成文件系统并挂载使用

LVM 的扩容操作

扩容的实质

• 将 vg 中闲置的 PE 添加到 lv 中
  
• 没有闲置的 pe，可以添加 pv，将 pv 空间加入到 vg 中
  

实验操作1参考：vg 中还有未被使用的 pe

• 查看 vg 中的使用情况：还有2862 个 pe 没有使用，大约11G巨细
  
  
  
  
• 直接将闲置的 pe 添加到 lv 中：-l 使用PE数量进行添加；-L 使用巨细进行添加
  
  
  
  
• 调解文件系统巨细：is OK
  
  
  
  

实验操作2参考：vg 中没有可分配的 pe

• 查看 vg 中的使用情况：用完了
  
  
  
  
• 用完了我们就需要把额外的 pv 添加到 vg 当中去
  
  
  
  • 再利用分区出来的 sdb3 和sdb4 创建一个 pv
    
  
  
     
  
  
  
  • 创建 pv
    
  
  
     
  
  
  
  • 将创建好的 pv 添加到 vg 中
    
  
  
  
  
• 再次查看 vg 的使用情况：有了闲置的 pe
  
  
  
  
• 对 lv 进行添加后，重新调解文件系统巨细：is ok
  
  
  
  

LVM 的缩容操作

理论来说，我们不考虑磁盘的缩容操作

• 只能用 ext4 的文件格式来演示
  
• xfs 的文件系统只能扩容，不能缩容，如果要缩容，就只能备份数据后，删掉重修 lv，再把数据规复已往
  

我们先把之前的操作都取消
着实也不必如此，就当练习了

我们再来创建基于 ext4 类型的文件系统

查看 LVM 基本相关信息：我们要将 /dev/sdb4 的10G这个磁盘给缩容掉

先卸载装备

使用 resize2fs 紧缩文件系统的容量为目的巨细

缩容 lv

再次查看 PV 上的闲置 PE情况
闲置的 pe 分布在sdb3 和sdb4上，所以我们就可以直接直接移除sdb4的pv

从 vg 中移除 pv

再删除 pv 就可以了：又是一个正常的分区

验证一下缩容后的是否能够正常使用：is OK

LVM 中的 snapshot 快照技能

   参考链接：使用LVM | 骏马金龙 (junmajinlong.com)
  

• 类似于软件的还原时间点功能
  
• 针对某一个lv逻辑卷操作
  
• 快照卷的巨细应该尽量等同于 LV 逻辑卷的容量
  
• 功能仅一次有效，一旦被还原后则会主动立即删除
  

先看下LVM 中的 VG 信息
可以看到已经使用了2000个PE，大约7.8个G，还剩大约12个G

在挂载目次下准备文件

天生快照卷

• -L 参数指定切割巨细
  

查看快照卷

模拟数据故障

挂载快照
题目处置惩罚：无法挂载这个磁盘（2个逻辑卷使用的UUID一样了,xfs文件系统不允许，加参数再挂载一下）

还原数据
可以从挂载点里面拷贝数据已往了，这就是最简单的使用方法了

合并快照的方式

• 准备好测试数据
  

• 做一下快照
  

• 模拟故障
  

• 卸载逻辑卷挂载点和快照卷
  

• 合并快照（要确定卸载了挂载点）：合并以后就会删除快照
  

• 重新挂载逻辑卷：被破坏的数据规复了
  

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