磁盘管理与文件系统
本文合并自：01-磁盘管理与文件系统.md、07-磁盘与文件系统管理.md、1-3-Linux磁盘与LVM管理.md、02-LVM逻辑卷命令速查.md
本文系统讲解 Linux 下磁盘从接入到可用的完整流程：存储基础与设备识别、分区表（MBR/GPT）与分区工具（
fdisk/parted/gdisk）、文件系统的创建与挂载、/etc/fstab开机自动挂载、swap 交换分区、LVM 逻辑卷管理、磁盘配额、LUKS 加密、软件 RAID、磁盘性能与排错。文中同时保留 CentOS 6 与 CentOS 7 两代系统的不同做法并标注适用版本。
本章要点
- 理解块设备的标准操作流程：分区 → 格式化（创建文件系统）→ 挂载。
- 掌握 Linux 设备文件命名规则（
hd*/sd*/vd*/nvme*），理解 MBR 与 GPT 两种分区表的区别。 - 掌握
fdisk交互分区（n/d/p/t/l/w/q）、分区类型修改，以及保存后用partprobe/partx生成设备文件。 - 掌握 GPT 与大于 2TB 磁盘必须使用的
parted/gdisk。 - 掌握分区表的备份与恢复方法。
- 掌握
mkfs/mkfs.ext4/mkfs.xfs/mkfs.vfat/mkfs.ntfs/mkswap等格式化命令。 - 掌握
mount/umount，包括挂载选项（ro/rw/remount/bind/loop/noauto/noexec等）、NFS/ISO/NTFS 挂载、强制卸载与占用排查。 - 掌握
swapon/swapoff/free -m管理交换分区。 - 掌握
/etc/fstab六个字段含义、使用 UUID 挂载、mount -a、blkid。 - 掌握文件系统检查修复（
fsck/e2fsck/xfs_repair）与在线调整（resize2fs/xfs_growfs/tune2fs）。 - 掌握 LVM 三层结构（PV→VG→LV）及
pvcreate/vgcreate/lvcreate/lvextend -r等命令，理解扩容与缩减流程、快照原理。 - 掌握磁盘配额 quota / xfs_quota 与 LUKS 加密分区的完整实验步骤。
- 掌握
mdadm软件 RAID 的创建、监控、故障模拟与恢复。 - 能够独立排查 inode 耗尽、磁盘满、fstab 写错无法启动、设备忙无法卸载等常见故障。
一、存储基础与设备识别
1.1 磁盘创建流程总览
一块磁盘在 Linux 中从接入到可被使用，通常需要经历以下步骤：
RAID（可选）
→ 远程存储访问 iSCSI / GNBD（可选）
→ 分区
→ LVM（可选）
→ 格式化（创建文件系统）
→ 挂载
→ 分布式文件系统（可选）其中最核心、必做的三个环节是 分区、格式化、挂载：
分区 → 格式化（创建文件系统） → 挂载磁盘管理的对象是存储设备（块设备），包括硬盘、移动硬盘、U 盘、光盘、软盘、磁盘阵列等。
警告：编辑分区表是危险操作，操作不当可能导致分区无法访问、数据"丢失"（数据其实仍在磁盘上并未真正被擦除，但访问会非常困难）。安全做法是先将分区表备份到其他存储设备，再进行修改，以便随时恢复。
常用的分区管理工具：
| 工具 | 支持的分区表 | 适用版本/场景 |
|---|---|---|
fdisk |
MBR（MSDOS）；CentOS 7 起的新版本也能操作 GPT，但功能不完整 | CentOS 6 的默认分区工具；≤2TB 磁盘 |
parted |
MSDOS（MBR）与 GPT 都支持 | GPT 分区必须使用它；>2TB 磁盘必须使用它 |
gdisk |
专用于 GPT | UEFI + GPT 环境，交互方式与 fdisk 类似 |
1.2 机械硬盘的物理结构
机械硬盘（HDD）由若干盘片（Platter）叠放构成，每个盘片的上下两面都有一个磁头（Head）负责读写：
盘片 Platter ── 磁性介质载体，双面可用，多片叠放在同一主轴上
磁头 Head ── 每个盘面一个磁头，悬浮在盘面上读写数据
磁道 Track ── 磁头在盘面上划出的同心圆
柱面 Cylinder── 所有盘面上半径相同的磁道，纵向组合成的"圆柱"
扇区 Sector ── 磁道被等分成的小段，是磁盘读写的最小物理单位关键概念与换算：
- 扇区（Sector）：传统扇区大小为 512 字节，是磁盘 I/O 的最小单位。
- 4K 扇区（Advanced Format）：现代大容量硬盘的物理扇区为 4096 字节（4K），为兼容旧系统对外仍模拟报告 512 字节逻辑扇区（称为 512e）。若分区起始位置未按 4K 对齐（4K 对齐 = 起始扇区号能被 8 整除），会造成"读写放大"，性能显著下降。
fdisk -l输出中的Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes就是逻辑扇区/物理扇区大小。- 柱面（Cylinder）：旧版 fdisk 默认以柱面为分区单位（1 柱面 = 磁头数 × 每磁道扇区数 × 512 字节，常见为 255 × 63 × 512 = 8225280 字节 ≈ 8MB）。CentOS 7 的 fdisk 默认改用扇区为单位，并自动做 1MB 对齐。
- MBR 位于 0 号磁头、0 号磁道、1 号扇区（即整块盘的第一个扇区）。
1.3 SSD 与机械硬盘的差异
| 对比项 | 机械硬盘 HDD | 固态硬盘 SSD |
|---|---|---|
| 存储介质 | 磁性盘片 + 磁头机械寻道 | NAND 闪存芯片，无机械部件 |
| 随机 IOPS | 低（受寻道时间限制，约 100～200） | 极高（数千至数十万） |
| 顺序吞吐 | 100～200 MB/s | SATA SSD 约 500MB/s；NVMe 可达数 GB/s |
| 访问延迟 | 毫秒级（含寻道 + 旋转延迟） | 微秒级 |
| 抗震/噪音/功耗 | 怕震动、有噪音、功耗高 | 抗震、静音、功耗低 |
| 寿命特征 | 机械磨损，坏道 | 闪存有擦写次数上限（P/E 寿命） |
| 特殊维护 | 需要碎片整理（Linux 下基本不需要） | 需要 TRIM（fstrim -av 或挂载选项 discard）；不要做碎片整理 |
SSD 使用建议：
- 对 SSD 上的文件系统使用
noatime或relatime挂载选项，减少无意义写入。 - 使用
fstrim定时任务（CentOS 7 提供fstrim.timer）而不是挂载选项discard，后者会带来即时写入延迟。 - 分区务必 4K 对齐（现代
fdisk/parted默认已对齐到 1MiB）。
1.4 接口类型与设备命名规则
| 接口 | 说明 | 典型设备文件 |
|---|---|---|
| IDE（ATA/PATA） | 早期并行接口，已淘汰 | /dev/hda、/dev/hdb |
| SATA | 主流桌面/服务器串行接口 | /dev/sda、/dev/sdb |
| SCSI | 传统企业级并行接口 | /dev/sda … |
| SAS | 串行 SCSI，企业级主流 | /dev/sda … |
| USB（移动硬盘、U 盘） | 内核按 SCSI 子系统处理 | /dev/sdb、/dev/sdc … |
| NVMe（PCIe SSD） | 高速固态盘专用协议 | /dev/nvme0n1 |
| 虚拟机 virtio 磁盘 | KVM/云主机半虚拟化磁盘 | /dev/vda、/dev/vdb |
| 光驱 | 光盘设备 | /dev/sr0、/dev/cdrom（软链接） |
| 软驱 | 已淘汰 | /dev/fd0 |
| 内存盘 | RAM disk | /dev/ram0 |
设备名各位置的含义（以 /dev/sda1 为例）：
- 第一位
s/h：接口类型。SATA/SCSI/SAS/USB/移动硬盘为s，IDE 为h； d：表示存储设备（disk）；- 第三位
a/b/c…：同类型硬盘的序号，a为第一块，b为第二块，e为第五块； - 末尾数字：该硬盘上的分区编号。
常见设备文件对照：
| 设备文件 | 含义 |
|---|---|
/dev/sda |
第一块 SATA/SCSI/SAS/USB 硬盘 |
/dev/sdb |
第二块 SATA/SCSI/SAS/USB 硬盘 |
/dev/hda |
第一块 IDE 硬盘 |
/dev/sda1 |
第一块 SATA 硬盘的第一个分区 |
/dev/sda2 |
第一块 SATA 硬盘的第二个分区 |
/dev/vda1 |
虚拟机 virtio 第一块盘的第一个分区 |
/dev/nvme0n1p1 |
第一块 NVMe 控制器、第一个命名空间、第一个分区 |
NVMe 命名规则拆解：/dev/nvme0n1p2 = nvme + 控制器编号 0 + n 命名空间 1 + p 分区 2。注意 NVMe 与 mmcblk（eMMC/SD 卡，如 /dev/mmcblk0p1）的分区编号前带字母 p，而 sd/vd 系列直接接数字。
1.5 分区编号规则（MBR）
MBR 分区表下的编号有固定规则，必须记住：
/dev/sda1 ─┐
/dev/sda2 ├─ 主分区或扩展分区，编号固定占用 1~4
/dev/sda3 │
/dev/sda4 ─┘
/dev/sda5 ─┐
/dev/sda6 ├─ 逻辑分区，编号一律从 5 开始，依次递增，无上限
/dev/sda7 ─┘- 主分区（Primary）与扩展分区（Extended）共享 1～4 这四个编号。
- 逻辑分区（Logical）的编号一定从 5 开始，即使只有 1 个主分区 + 1 个扩展分区，第一个逻辑分区依然是
/dev/sda5，不会是/dev/sda3。 - 删除中间的逻辑分区会导致后面的逻辑分区编号前移（例如删掉 sda6，原 sda7 变成 sda6），这也是
/etc/fstab中不应写死设备名的重要原因。 - GPT 分区表没有主/扩展/逻辑之分，编号从 1 开始连续排列。
1.6 设备文件与 /dev 目录
Linux 遵循"一切皆文件"的设计，所有硬件都通过 /dev 下的设备文件访问。设备文件分两类：
| 类型 | 标识 | 特点 | 举例 |
|---|---|---|---|
| 块设备（block） | ls -l 首字符为 b |
按块随机读写、带缓冲 | /dev/sda、/dev/sdb1、/dev/md0、/dev/mapper/vg-lv |
| 字符设备（character） | ls -l 首字符为 c |
按字节流顺序读写、无缓冲 | /dev/tty、/dev/null、/dev/zero、/dev/random |
ls -l /dev/sda /dev/tty0
# brw-rw---- 1 root disk 8, 0 ... /dev/sda <- b 为块设备，8,0 是主/次设备号
# crw--w---- 1 root tty 4, 0 ... /dev/tty0 <- c 为字符设备/dev 下常见设备文件：
| 设备文件 | 对应硬件/用途 |
|---|---|
/dev/pts |
伪终端（远程登录终端） |
/dev/tty |
本地终端，可通过 w、who am i、tty 查看当前终端 |
/dev/ram |
内存盘 |
/dev/input |
输入设备（鼠标、键盘等） |
/dev/sda |
第一块 SCSI/SATA 硬盘 |
/dev/sda1 |
第一块硬盘的第一个分区 |
/dev/stdin |
标准输入设备（键盘），文件描述符 0 |
/dev/stdout |
标准输出设备（显示器），文件描述符 1 |
/dev/stderr |
标准错误输出设备（显示器），文件描述符 2 |
/dev/null |
黑洞设备，写入的数据被丢弃 |
/dev/zero |
零设备，读取时无限输出 \0，常配合 dd 造文件 |
/dev/urandom |
随机数设备，用于生成密钥、随机填充 |
/dev/loop0 |
回环设备，把普通文件当块设备使用 |
/dev/mapper/* |
device-mapper 设备（LVM 逻辑卷、LUKS 加密卷） |
1.7 查看磁盘与分区信息的命令
lsblk：树形查看块设备（最常用）
lsblk # 以树型结构查看所有硬盘与分区
lsblk -f # 附带文件系统类型、LABEL、UUID、挂载点
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINT,UUID # 自定义输出列
lsblk -d # 只显示磁盘本身，不显示分区
lsblk -p # 显示完整设备路径（/dev/sda 而非 sda）
lsblk -b # 以字节为单位显示容量
lsblk -m # 显示权限与属主信息
lsblk /dev/sdb # 只看指定磁盘典型输出：
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 500M 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19.5G 0 part
├─centos-root 253:0 0 17.5G 0 lvm /
└─centos-swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 5G 0 disk
sr0 11:0 1 1024M 0 romTYPE 列区分 disk（整盘）、part（分区）、lvm（逻辑卷）、raid5（阵列）、rom（光驱）、crypt（加密卷）。
fdisk -l：查看分区表
fdisk -l # 列出系统中所有块设备的分区表
fdisk -l /dev/sda # 仅列出 /dev/sda 的分区表
sudo fdisk -l # 非 root 用户需要 sudoCentOS 6 风格示例输出：
Disk /dev/sda: 500.1 GB, 500107862016 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 60801 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0003f808
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 1 33 262144 83 Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2 33 7682 61440000 8e Linux LVM
/dev/sda3 7682 7747 524288 82 Linux swap / Solaris输出解读：Boot 列的 * 表示引导分区；Id 列是分区类型 ID（83 Linux、8e Linux LVM、82 swap）；Blocks 以 1KB 为单位。
CentOS 6 与 7 差异：CentOS 6 的
fdisk默认单位是柱面（cylinders），CentOS 7 默认单位是扇区（sectors）且自动 1MiB 对齐，输出中不再有Units = cylinders of ...一行。
parted -l：查看分区表（支持 GPT）
parted -l # 列出所有磁盘分区信息，能正确显示 GPT
parted /dev/sdb print # 查看指定磁盘
parted -s /dev/sdb print # -s 脚本模式，不提示交互对 GPT 磁盘必须用 parted -l 或 gdisk -l；用 CentOS 6 的 fdisk -l 查看 GPT 磁盘会给出 "WARNING: GPT (GUID Partition Table) detected on '/dev/sdb'! The util fdisk doesn't support GPT" 的告警。
blkid：查看 UUID、LABEL 与文件系统类型
blkid # 查看所有块设备的 UUID/LABEL/TYPE
blkid /dev/sdc1 # 查看指定分区
blkid -s UUID -o value /dev/sdb1 # 只输出 UUID 的值，便于脚本使用
blkid -L mydata # 按卷标反查设备
blkid -U <uuid> # 按 UUID 反查设备/dev/sda1: LABEL="/vm" UUID="174c6b5a-0de6-469d-bc07-b38d4bfd3479" TYPE="ext4"df：查看已挂载文件系统的空间使用
df -h # 以易读方式（K/M/G）显示各分区挂载点及使用情况
df -h /data # 查看某目录所在文件系统
df -T # 额外显示文件系统类型
df -i # 查看 inode 使用情况（排查"磁盘没满却报空间不足"）
df -hT --total # 显示合计行
df -x tmpfs -x devtmpfs # 排除指定类型的文件系统
df -a # 显示包括伪文件系统在内的全部条目
df -k / -m # 以 KB / MB 为单位df -h 各列：Filesystem（设备）、Size（总容量）、Used（已用）、Avail（可用）、Use%（使用率）、Mounted on（挂载点）。
注意
Size ≠ Used + Avail，因为 ext 文件系统默认为 root 预留 5% 的保留块（可用tune2fs -m调整）。
du：统计目录/文件占用的空间
du -sh /var # 统计 /var 总大小（-s 汇总，-h 易读）
du -sh * # 统计当前目录下每个条目的大小
du -h --max-depth=1 /var # 只看一层子目录（等价 du -h -d 1）
du -sh --exclude=*.log /var/log # 排除某类文件
du -a /etc | sort -rn | head -20 # 找出最大的文件（不带 -h 才能正确排序）
du -sh * | sort -rh | head -10 # 按大小倒序取前 10（GNU sort 支持 -h）
du --apparent-size -sh file # 显示"表观大小"，用于观察稀疏文件
du -x -sh / # 不跨文件系统统计df 与 du 的区别：df 从超级块读取统计值（快、看整个文件系统），du 遍历目录逐个累加（慢、看某个目录）。两者结果不一致的典型原因是"文件已删除但仍被进程占用"（见排错清单）。
其它设备信息查看命令
cat /proc/partitions # 内核当前识别到的所有分区（主设备号、次设备号、块数、名称）
cat /proc/scsi/scsi # 查看 SCSI 设备信息
lsscsi # 以易读格式列出 SCSI/SATA 设备（需 yum install lsscsi）
lsscsi -s # 附带容量显示
lsblk -S # CentOS 7 起可用，等效查看 SCSI 设备
cat /sys/block/sda/size # 以 512 字节扇区数表示的磁盘容量
cat /sys/block/sda/queue/rotational # 1=机械盘，0=SSDhdparm 查看/设置硬盘参数：
hdparm -I /dev/sda # 查看硬盘详细参数（型号、序列号、支持特性）
hdparm -i /dev/sda # 查看内核识别到的简要参数
hdparm -tT /dev/sda # 测试缓存读与磁盘读性能
hdparm -W /dev/sda # 查看写缓存是否开启
hdparm -W 1 /dev/sda # 开启写缓存（1 开 / 0 关）
hdparm -C /dev/sda # 查看电源状态（active/standby）
hdparm -y /dev/sda # 立即让硬盘进入待机smartctl 查看硬盘健康状态（需 yum install smartmontools -y）：
smartctl -i /dev/sda # 查看设备基本信息与 SMART 是否启用
smartctl -s on /dev/sda # 启用 SMART 支持
smartctl -H /dev/sda # 查看健康状况总体结论（PASSED / FAILED!）
smartctl -A /dev/sda # 查看所有 SMART 属性明细
smartctl -a /dev/sda # 查看全部信息（信息 + 属性 + 日志）
smartctl -l selftest /dev/sda # 查看自检日志
smartctl -t short /dev/sda # 启动短自检（约 2 分钟）
smartctl -t long /dev/sda # 启动长自检（可能数小时）
smartctl -d sat -a /dev/sda # USB/SAT 转接盘需要指定设备类型重点关注的 SMART 属性（数值持续增长即预示硬盘即将故障）：
| ID | 属性名 | 含义 |
|---|---|---|
| 5 | Reallocated_Sector_Ct | 重映射扇区数，非 0 且增长即需换盘 |
| 197 | Current_Pending_Sector | 等待重映射的可疑扇区 |
| 198 | Offline_Uncorrectable | 无法纠正的扇区数 |
| 187 | Reported_Uncorrect | 报告的不可纠正错误 |
| 194 | Temperature_Celsius | 温度 |
| 9 | Power_On_Hours | 通电时长 |
| 241 | Total_LBAs_Written | 累计写入量（判断 SSD 寿命） |
/dev/disk 下的持久化设备名
设备名 /dev/sdb 可能因磁盘插拔顺序变化而改变，/dev/disk/ 下提供了稳定的别名（都是指向 ../../sdXn 的软链接）：
ls -l /dev/disk/by-uuid/ # 按文件系统 UUID 索引，fstab 首选
ls -l /dev/disk/by-label/ # 按文件系统卷标索引
ls -l /dev/disk/by-id/ # 按硬件序列号/WWN 索引，物理定位磁盘最可靠
ls -l /dev/disk/by-path/ # 按物理连接路径（PCI 总线、SCSI 通道）索引
ls -l /dev/disk/by-partuuid/ # 按 GPT 分区 UUID 索引lrwxrwxrwx 1 root root 10 Aug 22 10:11 174c6b5a-0de6-... -> ../../sda1用途区分：by-uuid / by-label 适合写进 /etc/fstab（跟着文件系统走，重新格式化会变）；by-id / by-path 适合识别"物理上是哪块盘、插在哪个槽位"，换盘、排查故障盘时非常有用。
1.8 虚拟机添加新硬盘的完整步骤
以 VMware Workstation / ESXi 为例：
-
关机或热添加：虚拟机 → 设置 → 添加 → 硬盘 → SCSI（推荐）→ 创建新虚拟磁盘 → 指定容量（如 5GB）→ 完成。
-
进入系统确认：
lsblk # 看是否出现 sdb fdisk -l | grep -i disk ls /dev/sd* -
若关机添加：开机后即可看到新盘
/dev/sdb。 -
若热添加（不重启）：需要让内核重新扫描 SCSI 总线，见下节。
-
后续流程：分区 → 格式化 → 挂载 → 写入
/etc/fstab（或者直接把整盘做成 LVM 的 PV）。
1.9 在线扫描识别新磁盘（不重启）
# 1. 先找出系统中有哪些 SCSI host
ls /sys/class/scsi_host/
# host0 host1 host2
# 2. 对每个 host 触发重新扫描（三个减号分别代表 channel、target、lun 的通配）
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host1/scan
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host2/scan
# 一次性对所有 host 扫描
for h in /sys/class/scsi_host/host*/scan; do echo '- - -' > $h; done
# 3. 确认新盘已被识别
lsblk
fdisk -l
dmesg | tail -20 # 观察内核日志中新设备的识别过程已有磁盘在虚拟化平台上被扩容后，让内核重新读取新容量：
echo 1 > /sys/class/block/sdb/device/rescan # 重新读取该盘容量
# 或
echo 1 > /sys/block/sdb/device/rescan
lsblk # 确认 SIZE 已变大删除一块已拔掉的磁盘（避免残留 I/O 错误）：
echo 1 > /sys/block/sdb/device/delete使用 rescan-scsi-bus.sh（yum install sg3_utils -y）可以更方便地完成扫描：
rescan-scsi-bus.sh # 扫描新增设备
rescan-scsi-bus.sh -r # 同时移除已消失的设备
rescan-scsi-bus.sh -s # 扫描容量变化（resize）二、分区管理：MBR 与 GPT
2.1 引导方式与分区表的对应关系
系统引导方式与分区表、分区工具是一一对应的：
BIOS → MBR → fdisk（MBR 分区管理工具）
UEFI → GPT → gdisk / parted（GPT 分区管理工具）- MBR 是长期以来最流行的分区模式，稳定性高、兼容性最好；
- GPT 是未来主流，支持 2TB 以上硬盘，而 MBR 不支持 2TB 以上的单盘容量。
2.2 MBR 分区表结构
硬盘的第一个逻辑块（扇区）用于存储 MBR（Master Boot Record，主引导记录）信息，共 512 字节：
MBR (512 字节)
├── 0 ~ 445 引导代码 Boot Code 446 字节
├── 446 ~ 509 分区表 Partition Table 64 字节（4 项 × 16 字节）
└── 510 ~ 511 结束标志 0x55AA 2 字节简化记法：
MBR(512) = 启动代码(446) + 分区表(64) + 结束标志(2)- 分区表共 64 字节，每个分区信息占 16 字节，因此最多只能记录 4 个分区，这 4 个分区称为主分区（Primary Partition）。
- 每个 16 字节分区项中用 4 字节记录分区起始 LBA、4 字节记录分区扇区总数，因此单分区最大 2^32 × 512 字节 = 2TB，这就是 MBR 的 2TB 容量上限来源。
如需超过 4 个分区，就要用扩展分区机制：
- 扩展分区（Extended Partition）：占用一个主分区位（即 4 个位置中的一个），本身不能直接存放数据、不能格式化，只用于"存放逻辑分区的信息"，相当于一个容器。通常把剩余空间全部分配给它。
- 逻辑分区（Logical Partition）：在扩展分区内部继续划分出来的分区，可格式化使用，数量理论上不受限制（实际受内核设备数限制）。逻辑分区的信息以链表形式串在扩展分区内部（EBR）。
- 常见组合：4 个主分区，或 3 个主分区 + 1 个扩展分区（内含 N 个逻辑分区）。
- 逻辑分区编号一律从 5 开始。
2.3 GPT 分区表结构
GPT（GUID Partition Table，全局唯一标识分区表）是 UEFI 规范的一部分：
LBA 0 Protective MBR（保护性 MBR，供旧工具识别，防止误操作）
LBA 1 GPT 头（Primary GPT Header）：签名、版本、分区项数量、CRC 校验
LBA 2 ~ 33 分区项数组（默认 128 项，每项 128 字节）
... 实际数据分区区域
倒数第 33 ~ 2 分区项数组备份
最后一个 LBA GPT 头备份（Secondary GPT Header）GPT 的关键特性：
- 备份分区表：分区表在磁盘头部和尾部各存一份，且带 CRC32 校验，头部损坏可从尾部恢复，可靠性远高于 MBR。
- GUID：磁盘本身有一个 Disk GUID，每个分区也有独立的 Partition GUID（PARTUUID）和分区类型 GUID（如 Linux 文件系统类型 GUID 为
0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4），彻底避免了 MBR 只有 1 字节类型 ID 的冲突问题。 - 突破 4 分区限制：默认支持 128 个分区，且没有主分区/扩展分区/逻辑分区的概念，所有分区地位平等，编号从 1 连续递增。
- 突破 2TB 限制：使用 64 位 LBA 寻址，理论支持 8 ZiB（约 90 亿 TB），实际使用中远超需求。大于 2TB 的磁盘必须使用 GPT。
- 与 UEFI 的关系：UEFI 固件从 GPT 上的 ESP 分区（EFI System Partition，FAT32 格式，类型 GUID
C12A7328-...，通常挂载在/boot/efi）中读取.efi引导程序启动系统，不再依赖 MBR 里的 446 字节引导代码。若要在 GPT 磁盘上用传统 BIOS 引导，则需要额外创建一个 1MB 的 BIOS Boot Partition（类型ef02）供 GRUB 存放 core.img。
2.4 MBR 与 GPT 对比表
| 特性 | MBR | GPT |
|---|---|---|
| 全称 | Master Boot Record | GUID Partition Table |
| 适用启动模式 | BIOS（Legacy） | UEFI（也可配合 BIOS + BIOS Boot 分区） |
| 主要管理工具 | fdisk |
gdisk、parted |
| 最大支持单盘/分区容量 | 2 TB 以内 | 2 TB 以上（理论 8 ZiB） |
| 分区数量 | 最多 4 个主分区，或 3 主分区 + 1 扩展分区（内含多个逻辑分区） | 默认 128 个，无主/扩展/逻辑之分 |
| 分区表位置 | 仅磁盘第一个扇区，无备份 | 磁盘头尾各一份，带 CRC 校验 |
| 分区类型标识 | 1 字节 ID（83/8e/82/7…） |
16 字节 GUID |
| 稳定性/兼容性 | 稳定、兼容老系统（含 Windows XP 32 位） | 主流趋势，老系统可能不识别 |
| CentOS 支持 | CentOS 5/6/7 均完全支持 | CentOS 6 需用 parted；CentOS 7 起 fdisk 也部分支持 |
选择建议：
- 单盘容量 ≤ 2TB、需要兼容老系统或老 BIOS → 用 MBR。
- 单盘容量 > 2TB、使用 UEFI 引导、需要 4 个以上分区 → 必须用 GPT。
- 服务器新装系统、云主机数据盘 → 一律建议 GPT。
- 用作 LVM PV 的数据盘，也可以不分区直接把整盘做 PV（
pvcreate /dev/sdb），这样连分区表的限制都绕开了。
2.5 常见分区类型 ID（MBR，fdisk 中用 t 设置）
| ID | 类型 | 用途 |
|---|---|---|
83 |
Linux | 普通 Linux 文件系统分区（ext2/3/4、xfs），默认值 |
82 |
Linux swap / Solaris | 交换分区 |
8e |
Linux LVM | 作为 LVM 物理卷使用的分区 |
fd |
Linux raid autodetect | 作为软件 RAID 成员的分区 |
7 |
HPFS/NTFS/exFAT | Windows NTFS/exFAT 分区 |
b |
W95 FAT32 | FAT32 分区 |
c |
W95 FAT32 (LBA) | FAT32（LBA 模式） |
ef |
EFI System | EFI 系统分区（ESP） |
ee |
GPT | GPT 保护分区标记 |
5 |
Extended | 扩展分区 |
f |
W95 Ext'd (LBA) | 扩展分区（LBA 模式） |
在 fdisk 中输入 l（或在 t 命令后输入 L）可以列出全部已知类型。
注意：分区类型 ID 只是"声明用途"的元数据标记，它不等于实际的文件系统。把分区 ID 改成
8e并不会自动把它变成 PV，仍需执行pvcreate；反之即使 ID 是83，也一样可以pvcreate。设置正确的 ID 是良好习惯，便于其他工具和人类正确识别用途。
2.6 分区方案示例
MBR 个人多系统分区方案
| 分区 | 大小 | 用途 |
|---|---|---|
| 第一个主分区 | 50 GB | Windows C 盘 |
| 第二个主分区 | 50 GB | 黑苹果系统分区 |
| 第三个主分区 | 4 GB | /boot 分区 |
| 第四个主分区 | 剩余空间 | 扩展分区 |
| └ 第一个逻辑分区 | 4 GB | Swap 交换分区 |
| └ 第二个逻辑分区 | 50 GB | Linux 的 /home 个人数据 |
| └ 第三个逻辑分区 | 30 GB | Ubuntu 根分区 |
| └ 第四个逻辑分区 | 20 GB | CentOS 根分区 |
| └ 第五个逻辑分区 | 20 GB | 测试 Linux 根分区 |
| └ 最后一个逻辑分区 | 剩余空间 | Windows D 盘 |
GPT 个人分区方案（不再受 4 主分区限制）
| 序号 | 大小 | 用途 |
|---|---|---|
| 1 | 4 GB | ESP 分区（boot 分区） |
| 2 | 1 MB | BIOS 兼容分区（BIOS Boot Partition） |
| 3 | 50 GB | Windows 7 C 盘 |
| 4 | 4 GB | Swap 交换分区 |
| 5 | 50 GB | Linux /home |
| 6 | 30 GB | Ubuntu 根分区 |
| 7 | 20 GB | CentOS 根分区 |
| 8 | 20 GB | 测试 Linux 根分区 |
| 最后 | 剩余空间 | Windows D 盘 |
GPT + LVM 个人分区方案
结合 LVM 时，可以将若干系统分区合并为一个大的 LVM 分区（如 100GB），再在其中按需划分逻辑卷：
| 分区 | 大小 | 用途 |
|---|---|---|
| 分区 1 | 4 GB | ESP（boot）分区 |
| 分区 2 | 1 MB | BIOS 兼容分区 |
| 分区 3 | 50 GB | Windows C 盘 |
| 分区 4 | 100 GB | LVM 物理卷（内部再划分 root/home/swap/各测试系统） |
实验用 MBR 分区方案（对应下文实操与练习）
| 设备 | 大小 | 挂载点/用途 | 文件系统 ID |
|---|---|---|---|
/dev/sda1 |
30 GB | /（CentOS） |
83（Linux） |
/dev/sda2 |
30 GB | Windows C 盘 | 7（NTFS） |
/dev/sda3 |
4 GB | /boot |
83（Linux） |
/dev/sda4 |
剩余 | 扩展分区 | — |
/dev/sda5 |
4 GB | Swap | 82（Swap） |
/dev/sda6 |
50 GB | /home |
83（Linux） |
/dev/sda7 |
30 GB | Ubuntu 根分区 | 83（Linux） |
/dev/sda8 |
20 GB | Mint 根分区 | 83（Linux） |
| 最后逻辑分区 | 剩余 | Windows D 盘 | 7（NTFS） |
2.7 fdisk 完整实操
进入交互分区界面
fdisk /dev/sdb # 对指定磁盘进行分区管理
sudo fdisk /dev/sda # 普通用户需 sudo进入交互命令提示符：
Command (m for help):若不带磁盘参数直接执行
fdisk，只会打印用法帮助；务必明确指定要操作的磁盘，操作错盘会毁掉系统。
交互命令完整一览
在交互界面中输入 m 可查看所有可用命令：
| 命令 | 英文原文 | 含义 |
|---|---|---|
a |
toggle a bootable flag | 切换分区的引导标志，将分区设为引导分区（*） |
b |
edit bsd disklabel | 编辑 BSD 磁盘标签 |
c |
toggle the dos compatibility flag | 切换 DOS 兼容标志 |
d |
delete a partition | 删除一个分区 |
l |
list known partition types | 列出所有已知的分区类型 ID |
m |
print this menu | 打印帮助菜单 |
n |
add a new partition | 新建一个分区 |
o |
create a new empty DOS partition table | 创建一个新的空 DOS(MBR) 分区表 |
p |
print the partition table | 打印当前分区表 |
q |
quit without saving changes | 不保存直接退出（放弃所有修改） |
s |
create a new empty Sun disklabel | 创建空的 Sun 磁盘标签 |
t |
change a partition's system id | 修改分区类型 ID |
u |
change display/entry units | 更改显示/输入单位（柱面/扇区切换） |
v |
verify the partition table | 校验分区表 |
w |
write table to disk and exit | 保存分区表并退出 |
x |
extra functionality (experts only) | 专家扩展功能 |
g |
create a new empty GPT partition table | 创建 GPT 分区表（仅 CentOS 7 及以上） |
G |
create an IRIX (SGI) partition table | 创建 IRIX 分区表（CentOS 7） |
F |
list free unpartitioned space | 列出未分配空间（CentOS 7） |
i |
print information about a partition | 打印某分区详细信息（CentOS 7） |
日常使用中重点掌握 a、d、l、n、p、q、t、w 即可。
创建主分区完整演练
输入 n 开始新建分区：
Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)e：创建扩展分区；p：创建主分区（MBR 一块磁盘最多 4 个主分区）。- 注意：只有还有主分区位（1～4 未用满）时才会出现这个询问；主分区位用满且已有扩展分区时，
n会直接创建逻辑分区。
选择 p 创建主分区：
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-652, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-652, default 652): +1G操作说明（CentOS 6 以柱面为单位；CentOS 7 提示词为 First sector/Last sector，以扇区为单位）：
- Partition number：选择分区编号（主分区 1–4），一般直接回车用默认值；
- First cylinder / First sector：起始位置，直接回车使用默认值（紧接上一个分区之后，自动对齐）；
- Last cylinder / +size：指定分区大小。推荐使用
+size{K,M,G}形式，例如+1G、+500M、+10240K、+30G；直接回车则把剩余空间全部用完。
创建扩展分区与逻辑分区完整演练
场景：已有 3 个主分区，把剩余空间全部划给扩展分区，再在其中划 2 个逻辑分区。
# 1) 创建扩展分区，占用第 4 个主分区位，大小用满剩余空间
Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)
e
Partition number (1-4): 4
First cylinder (…, default …): <回车>
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (…, default …): <回车> # 全部剩余空间
# 2) 创建第一个逻辑分区，注意编号自动从 5 开始
Command (m for help): n
Command action
l logical (5 or over)
p primary partition (1-4)
l
First cylinder (…): <回车>
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G}: +2G
# 3) 创建第二个逻辑分区（自动为 sdb6）
Command (m for help): n
l
First cylinder: <回车>
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G}: +2G
# 4) 查看结果
Command (m for help): p要点：
- 扩展分区本身不能格式化、不能挂载，
/dev/sdb4只是容器； - 逻辑分区从
/dev/sdb5开始； - 逻辑分区的总容量不能超过扩展分区；
- 若剩余空间已全部给扩展分区，就再也无法创建新的主分区。
修改分区类型 ID
Command (m for help): t
Partition number (1-6): 5
Hex code (type L to list all codes): 8e
Changed system type of partition 5 to 8e (Linux LVM)步骤：先输入 t，再输入要修改的分区号，最后输入类型 ID。输入 L 可列出所有支持的分区类型。常用 ID：83（Linux，默认）、82（Linux swap）、8e（Linux LVM）、fd（Linux raid autodetect）、7（NTFS）、b（FAT32）、ef（EFI System）。
设置引导标志与删除分区
Command (m for help): a # 切换引导标志
Partition number (1-4): 1 # 将 sdb1 设为可引导（p 输出的 Boot 列出现 *）
Command (m for help): d # 删除分区
Partition number (1-6): 6 # 删除 sdb6删除扩展分区会连带删除其内部所有逻辑分区；删除中间的逻辑分区会导致后续逻辑分区编号前移。
查看与保存
使用 p 查看当前分区表：
Command (m for help): p
Disk /dev/sdc: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xd4a66feb
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdc1 1 132 1060258+ 83 Linux- 确认无误后输入
w保存并退出（此时才真正写入磁盘）； - 发现操作错误就输入
q放弃退出，磁盘不会有任何改动。这是 fdisk 最重要的安全阀。
非交互式（脚本化）用法
在自动化脚本中可以用管道喂给 fdisk 一串命令：
# 在 /dev/sdb 上创建一个占满整盘的主分区，类型 83
echo -e "n\np\n1\n\n\nw\n" | fdisk /dev/sdb
# 创建主分区并设置类型为 8e（LVM）
printf "n\np\n1\n\n\nt\n8e\nw\n" | fdisk /dev/sdb
# 更推荐使用 parted 的脚本模式（可读性更好）
parted -s /dev/sdb mklabel msdos
parted -s /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 100%
# 或使用 sfdisk（按分区表描述批量创建，适合批量部署）
echo ',,83' | sfdisk /dev/sdb # 单个占满全盘的 83 分区
sfdisk -d /dev/sda > sda.layout # 导出分区布局
sfdisk /dev/sdb < sda.layout # 把相同布局套用到另一块盘CentOS 6 与 7 差异：CentOS 6 的
fdisk不支持 GPT（会告警并可能损坏 GPT 表）；CentOS 7 的fdisk（util-linux 2.23+）支持 GPT，且新增了g（创建 GPT 表）命令，但复杂 GPT 操作仍建议用gdisk/parted。
2.8 parted 完整实操
parted 同时支持 MSDOS（MBR）和 GPT 分区表；当磁盘使用 GPT 或容量大于 2TB 时，必须使用 parted（或 gdisk）而非 CentOS 6 的 fdisk。
关键区别：
parted的每条命令都是立即生效、立即写入磁盘的，没有 fdisk 的w保存 /q放弃机制。因此操作前必须再三确认设备名，rm一旦回车就无法撤销。
模式一：交互模式
parted /dev/sdc若不指定磁盘，parted 会默认操作系统中排序最靠前的磁盘（危险，务必显式指定）：
GNU Parted 2.1
使用 /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)常用交互命令：
| 命令 | 作用 |
|---|---|
help |
查看帮助；help mkpart 查看单条命令帮助 |
select <设备> |
切换到另一块磁盘操作 |
mklabel <类型> |
创建分区表（gpt / msdos），会清空原有分区表 |
mktable |
同 mklabel |
mkpart |
创建一个新分区 |
print（可简写 p） |
查看当前磁盘的分区信息 |
print all |
查看所有磁盘 |
print free |
同时显示未使用的空闲区域 |
rm <编号> |
删除指定编号的分区（立即生效！） |
name <编号> <名称> |
给 GPT 分区设置名称 |
set <编号> <标志> on/off |
设置分区标志（boot、lvm、raid、esp、swap、hidden） |
unit <单位> |
设置显示单位（s 扇区、B、KB、MB、GB、TB、%、compact、chs、cyl） |
resizepart <编号> <结束位置> |
调整分区结束位置（扩大/缩小分区，不动文件系统） |
align-check opt <编号> |
检查分区是否最优对齐（4K 对齐检测） |
toggle <编号> <标志> |
翻转某个标志 |
rescue <起始> <结束> |
尝试恢复该区间内丢失的分区 |
quit（简写 q） |
退出 parted |
查看分区示例：
(parted) print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdc: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: pc98
Number Start End Size File system Name 标志
1 1003MB 10.0GB 8998MB sdc1 启动Number 列即分区编号，rm 1 表示删除编号为 1 的分区。Partition Table: 行显示当前分区表类型（msdos/gpt/loop/unknown）。
模式二：命令行（脚本）模式
把交互命令直接作为参数传给 parted，适合脚本自动化：
parted /dev/sdc print # 查看
parted -s /dev/sdc mklabel gpt # -s 脚本模式，不交互确认
parted -s /dev/sdc mkpart primary ext4 1MiB 10GiB # 创建分区
parted -s /dev/sdc mkpart data 1MiB 100% # GPT 下第二个参数是分区名
parted -s /dev/sdc set 1 lvm on # 设置 lvm 标志
parted -s /dev/sdc rm 1 # 删除分区
parted -s -a optimal /dev/sdc mkpart primary 0% 100% # -a optimal 保证最优对齐
parted /dev/sdc unit GB print # 以 GB 为单位查看
parted -l # 列出所有磁盘分区创建 GPT 分区表与 2TB 以上大分区的完整步骤
# 场景：一块 4TB 的新盘 /dev/sdb，要做成一个完整的 4TB 分区
# 1. 确认盘符与容量，避免操作错盘
lsblk -d
parted /dev/sdb print # 若提示 unrecognised disk label 说明是裸盘
# 2. 创建 GPT 分区表（MBR 无法管理 2TB 以上，必须 gpt）
parted /dev/sdb
(parted) mklabel gpt
Warning: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and all data
on this disk will be lost. Do you want to continue?
是/Yes/否/No? Yes
# 3. 设置显示单位为 TB 便于阅读
(parted) unit TB
# 4. 创建占满整盘的分区（0% 100% 由 parted 自动对齐，最稳妥）
(parted) mkpart primary xfs 0% 100%
# 也可显式指定：mkpart primary xfs 1MiB 4001GB
# 5. 查看确认
(parted) print
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdb: 4.00TB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Number Start End Size File system Name 标志
1 0.00TB 4.00TB 4.00TB primary
# 6. 检查 4K 对齐是否最优
(parted) align-check opt 1
1 aligned
# 7. 退出（parted 已即时写盘，无需 w）
(parted) quit
# 8. 刷新分区表并格式化挂载
partprobe /dev/sdb
mkfs.xfs /dev/sdb1 # CentOS 7 推荐 xfs（ext4 上限 50TB，xfs 更适合大盘）
mkdir -p /data
mount /dev/sdb1 /data
df -hT /data一条命令完成（脚本化）：
parted -s /dev/sdb mklabel gpt mkpart primary xfs 0% 100%
partprobe /dev/sdb; mkfs.xfs -f /dev/sdb1parted 创建 MBR 分区
parted /dev/sdc
(parted) mklabel msdos # 创建 MBR 分区表
(parted) mkpart primary ext4 1MiB 2GiB # 主分区
(parted) mkpart primary ext4 2GiB 4GiB # 第二个主分区
(parted) mkpart extended 4GiB 100% # 扩展分区
(parted) mkpart logical ext4 4GiB 6GiB # 逻辑分区（自动编号 5）
(parted) print
(parted) quit调整分区大小（resizepart）
# 把第 1 个分区的结束位置扩大到 20GB（分区后方必须有连续空闲空间）
parted /dev/sdb
(parted) print # 先确认分区号与当前结束位置
(parted) resizepart 1
End? [10.0GB]? 20GB
(parted) quit
# 分区扩大后还需要扩容文件系统
resize2fs /dev/sdb1 # ext4
xfs_growfs /data # xfs（传挂载点）
resizepart只改分区边界，不会动文件系统。缩小分区前必须先缩小文件系统，否则数据损坏；xfs 无法缩小，因此 xfs 分区不能缩。
parted 分区后的后续操作
使用 parted 创建好分区后，同样需要刷新分区表、格式化和挂载：
partx -a /dev/sdc # 刷新系统分区表（或 partprobe /dev/sdc）
mkfs.ext4 /dev/sdc1 # 格式化为 ext4
mount /dev/sdc1 /sdc # 挂载到 /sdc
df -h # 检查挂载情况2.9 gdisk 简述
gdisk（GPT fdisk，yum install gdisk -y）是专为 GPT 设计的交互式工具，用法与 fdisk 高度相似，比 parted 更适合习惯 fdisk 的人：
gdisk /dev/sdb # 进入交互界面
gdisk -l /dev/sdb # 列出 GPT 分区表常用交互命令：
| 命令 | 作用 |
|---|---|
? |
帮助菜单 |
p |
打印分区表 |
n |
新建分区（依次输入分区号、起始扇区、结束扇区或 +size、类型码） |
d |
删除分区 |
t |
修改分区类型码（GPT 类型码，如 8300 Linux、8200 swap、8e00 LVM、ef00 EFI、fd00 RAID） |
c |
修改分区名称 |
i |
显示分区详细信息 |
l |
列出所有已知类型码 |
v |
校验磁盘 |
r |
进入恢复/转换子菜单（含 MBR↔GPT 转换、从备份 GPT 头恢复） |
w |
保存并退出（会二次确认 Y） |
q |
不保存退出 |
GPT 常用类型码（注意与 MBR 的 1 字节 ID 不同）：
| 类型码 | 含义 |
|---|---|
8300 |
Linux filesystem（默认） |
8200 |
Linux swap |
8e00 |
Linux LVM |
fd00 |
Linux RAID |
ef00 |
EFI System Partition（ESP） |
ef02 |
BIOS Boot Partition（GPT + BIOS 引导必需） |
0700 |
Microsoft basic data（NTFS/exFAT/FAT32） |
MBR 与 GPT 互转（高风险操作，先备份）：
gdisk /dev/sdb # 打开 MBR 磁盘时 gdisk 会自动读入并准备转成 GPT，w 保存即完成转换
# GPT 转回 MBR：gdisk 中进入 r（recovery）子菜单，选择 g（convert GPT into MBR），再 w
sgdisk -g /dev/sdb # 非交互方式将 MBR 转换为 GPT2.10 刷新分区表让内核识别新分区
使用 w 写入分区表后，内核可能尚未生成对应的设备文件（尤其当该磁盘上有分区正在使用时），常见提示：
WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at the next reboot
or after you run partprobe(8) or kpartx(8)保存后先验证分区设备是否已生成：
ls /dev/sdc*
# /dev/sdc /dev/sdc1
lsblk
cat /proc/partitions若新分区设备未出现，用以下任一方式刷新：
partprobe # 通知内核重新读取所有磁盘的分区表（推荐）
partprobe /dev/sdb # 只刷新指定磁盘（更安全，避免影响其他盘）
partprobe -s # 显示摘要信息
partx -a /dev/sdb # 添加该磁盘上的所有分区到内核
partx -a /dev/sdb1 /dev/sdb # 添加指定分区
partx -d /dev/sdb # 从内核删除该磁盘的分区映射
partx -u /dev/sdb # 更新分区映射
partx -l /dev/sdb # 列出内核识别到的分区
kpartx -a /dev/sdb # device-mapper 方式添加分区映射（常用于 loop 设备、多路径盘）
kpartx -d /dev/sdb # 删除映射
kpartx -l disk.img # 列出镜像文件中的分区
reboot # 终极方法：重启（在有分区被占用无法刷新时使用）
partx -a的作用是告知系统"刚刚新建了分区，请重新识别"。
为什么有时必须重启？ 当同一块磁盘上有分区已经被挂载或正在被使用（如根分区所在的 /dev/sda），内核出于安全考虑拒绝重新加载整张分区表（error 16 / Device or resource busy），此时：
- 优先尝试
partprobe /dev/sda； - 若失败，用
partx -a --nr 3 /dev/sda只添加新增的那个分区号（不动已有分区，通常能成功）； - 都不行则安排窗口期
reboot。
处理 "Device or resource busy" 的排查思路：
lsblk /dev/sdb # 看是否有分区已挂载
mount | grep sdb # 找出挂载点
lsof /dev/sdb1 # 找出占用该设备的进程
fuser -mv /mnt # 找出占用挂载点的进程
dmsetup ls # 看是否被 LVM / multipath / LUKS 占用
swapon -s # 看是否被当作 swap 启用
cat /proc/mdstat # 看是否是 RAID 成员
umount /mnt # 卸载后再刷新2.11 分区表的备份与恢复
备份 MBR（dd / head 两种写法）
# 1) 连同启动加载程序（MBR 全部 512 字节）一起备份
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr_full.bin bs=512 count=1
head -c 512 /dev/sda > /some/where/boot_sector.bin # 等效写法
# 2) 只备份引导代码（前 446 字节，不含分区表）
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr_boot.bin bs=446 count=1
# 3) 仅备份分区表（MBR 中偏移 446 开始的 64 字节）
dd if=/dev/sda of=/backup/mbr_parttable.bin bs=1 count=64 skip=446
head -c 510 /dev/sda | tail -c 64 > /some/where/partition_table.bin # 等效写法备份文件一定要存到其他磁盘或远程主机，存在本盘上等于没备份。
恢复 MBR（慎用，会覆盖目标盘的 MBR）
# 恢复完整 512 字节（引导代码 + 分区表）
dd if=/backup/mbr_full.bin of=/dev/sda bs=512 count=1
dd if=./mbr.txt of=/dev/sda bs=1 count=512 # 逐字节写法，等效
# 只恢复分区表 64 字节，不动引导代码
dd if=/backup/mbr_parttable.bin of=/dev/sda bs=1 count=64 seek=446
# 恢复后刷新分区表
partprobe /dev/sda
fdisk -l /dev/sda备份与恢复 GPT（sgdisk）
GPT 分区表远大于 512 字节，不能用 dd bs=512 count=1 备份，必须用 sgdisk：
# 备份 GPT 分区表到文件
sgdisk --backup=/backup/sdb-gpt.bin /dev/sdb
sgdisk -b /backup/sdb-gpt.bin /dev/sdb # 简写
# 从备份恢复
sgdisk --load-backup=/backup/sdb-gpt.bin /dev/sdb
sgdisk -l /backup/sdb-gpt.bin /dev/sdb # 简写
# 把 sdb 的分区结构复制到 sdc（做 RAID 成员盘时很实用）
sgdisk -R /dev/sdc /dev/sdb # 复制分区表
sgdisk -G /dev/sdc # 随机化 GUID，避免与源盘冲突
# 用主 GPT 修复损坏的备份 GPT（或反向）
sgdisk -e /dev/sdb # 把备份 GPT 移到盘尾（扩容后必做）
gdisk /dev/sdb # 交互式：r → b/c 从备份恢复主表也可以用 parted/sfdisk 导出可读文本备份：
sfdisk -d /dev/sda > /backup/sda-partitions.txt # 导出为文本（MBR/GPT 都支持）
sfdisk /dev/sda < /backup/sda-partitions.txt # 按文本恢复
parted /dev/sda unit s print > /backup/sda-layout.txt # 人工可读的记录，便于手工重建恢复演练（实验步骤）
# 1. 在实验盘 /dev/sdb 上创建两个分区并备份 MBR
fdisk /dev/sdb # 创建 sdb1、sdb2，w 保存
dd if=/dev/sdb of=/root/sdb-mbr.bin bs=512 count=1
# 2. 故意破坏分区表（只清掉 64 字节分区表，保留引导代码）
dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1 count=64 seek=446
partprobe /dev/sdb
fdisk -l /dev/sdb # 分区已"消失"
# 3. 从备份恢复
dd if=/root/sdb-mbr.bin of=/dev/sdb bs=512 count=1
partprobe /dev/sdb
fdisk -l /dev/sdb # 分区回来了
mount /dev/sdb1 /mnt && ls /mnt # 数据完好无损结论：分区表丢失时数据并没有真正丢失（数据块还在原处），只要能恢复分区表的起止位置，数据就能恢复。若没有备份，可以用 testdisk、gpart、parted 的 rescue 命令扫描并猜测分区边界。
三、文件系统与挂载
3.1 文件系统的概念与作用
文件系统是磁盘上经过特定格式化的一片区域，操作系统通过它把裸块设备组织成"目录 + 文件"的层次结构，从而方便地查询和访问磁盘块。
注意：存取磁盘数据不一定需要文件系统，例如 swap 设备就没有文件系统，数据库也可以直接使用裸设备。
基本概念：
- 文件系统：磁盘上经过格式化的区域，负责记录"哪个文件的数据放在哪些块上"。
- 文件：文件系统中存储数据的命名对象；文件可以为空，但仍为操作系统提供元数据信息。
- 目录：一种特殊文件，其中登记了若干文件条目（目录项），支撑文件系统的层次结构。每个文件至少登记在一个目录中。
- 子目录：被包含在另一个目录中的目录。
- 文件名：标记文件的字符串，最长 255 个字符。
- 路径名：以
/连接多个文件名形成的字符串，如/etc/passwd。
文件系统层次结构
磁盘上的文件系统是一种层次结构，由目录和子目录构成，最顶层的目录称为根目录（/）。
Windows 与 Linux 文件系统对比：
Windows 文件系统（多根） Linux 文件系统（单根，树状）
硬盘 /
├── C:\ 分区 ├── bin
├── D:\ 分区 ├── sbin
├── E:\ 分区 ├── etc
└── F:\ 分区 ├── home
├── var
├── tmp
├── root
├── dev
└── ...在 Linux 中所有分区、设备都挂载到根目录下的某一子目录，形成一棵完整的目录树，不存在 Windows 那样的多个盘符根。
根目录下各子目录（
/bin、/etc、/var…）的用途详见文末"附录 B：Linux 文件系统目录结构"。
3.2 inode、block、超级块与目录项
一个文件由两部分组成：
- i 节点（inode，索引节点）：记录文件的元数据——权限（mode）、属主 UID/GID、大小、时间戳（atime/mtime/ctime）、链接数、以及数据块的位置指针。文件名不在 inode 里。
- 数据（data block）：文件实际内容所在的磁盘块。
文件系统的整体布局（以 ext 系列为例）：
| 结构 | 作用 |
|---|---|
| 引导块 Boot Block | 文件系统开头预留给引导程序的空间 |
| 超级块 Super Block | 记录整个文件系统的全局信息：块大小、总块数/空闲块数、总 inode 数/空闲 inode 数、挂载时间、挂载次数、文件系统状态（clean/dirty）、UUID、卷标等。超级块损坏文件系统就无法挂载，因此 ext 会在多个块组中保存备份超级块 |
| 块组描述符 Group Descriptor | 描述每个块组的 inode 表位置、位图位置等 |
| 块位图 Block Bitmap | 用位标记每个数据块是否已被占用 |
| inode 位图 Inode Bitmap | 标记每个 inode 是否已被使用 |
| inode 表 Inode Table | 存放所有 inode 结构，数量在格式化时固定（ext 系列） |
| 数据块 Data Block | 存放文件真实内容；目录也是文件，其数据块中存放的是"目录项" |
目录项（dentry）：目录的数据块中存放的是 文件名 → inode 号 的映射表。因此：
- 文件名本身并不存于 inode 中，而是存在于其所在目录的条目里；
- 访问
/etc/passwd的过程是：根目录 inode → 根目录数据块 → 找到etc的 inode 号 → 读 etc 的 inode → 读 etc 的数据块 → 找到passwd的 inode 号 → 读 passwd 的 inode → 读数据块。
查看 inode 号与信息：
ls -i /etc/passwd # 查看 inode 号
ls -li /etc # 列出目录下所有文件的 inode 号
stat /etc/passwd # 查看文件的完整元数据（inode、块数、三个时间戳）
df -i # 查看各文件系统 inode 使用情况
find / -inum 1234567 # 按 inode 号反查文件（找硬链接的所有名字）
find / -inum 1234567 -delete # 删除文件名含特殊字符无法删除的文件
tune2fs -l /dev/sdb1 | grep -i inode # 查看 ext 文件系统 inode 参数硬链接与软链接在文件系统层的实现
| 对比项 | 硬链接（hard link） | 软链接/符号链接（symbolic link） |
|---|---|---|
| 创建命令 | ln 源文件 链接名 |
ln -s 源文件 链接名 |
| 本质 | 在目录中新增一个"文件名 → 同一个 inode 号"的目录项 | 新建一个独立 inode，其数据块中存放目标的路径字符串 |
| inode 号 | 与源文件完全相同 | 与源文件不同 |
| 链接计数 | 源文件 inode 的 link count +1 | 不影响源文件的 link count |
| 跨文件系统 | 不能（inode 号只在单个文件系统内唯一） | 可以 |
| 链接目录 | 不能（除 . 和 ..，防止目录环） |
可以 |
| 删除源文件 | 数据仍可通过其他硬链接访问（link count 减到 0 且无进程打开时才真正释放） | 变成"断链"（dangling link），访问报 No such file or directory |
| 文件大小 | 与源文件相同 | 等于目标路径字符串的长度 |
ls -l 标识 |
与普通文件相同 | 首字符 l，并显示 -> 目标 |
ln /data/a.txt /data/a_hard # 硬链接
ln -s /data/a.txt /data/a_soft # 软链接
ls -li /data/ # 观察 inode 号与链接数的差异
stat /data/a.txt # Links: 2 表示有 2 个硬链接名"删除文件"的真实含义：rm 只是从目录中移除目录项并把 inode 的 link count 减 1。只有当 link count 变为 0 并且没有任何进程还打开着该文件时，数据块才会被标记为空闲。这解释了两个现象：
- 删除了大文件但
df显示空间没释放（有进程仍持有 fd，见排错清单）； - 目录写权限决定能否删除其中的文件，而不是文件本身的权限。
inode 耗尽的现象与排查
现象：创建新文件报 No space left on device，但 df -h 显示还有大量剩余空间。
原因：ext 系列文件系统的 inode 总数在格式化时就已固定（默认每 16KB 空间分配 1 个 inode）。如果文件系统里存在海量小文件（如 session 文件、邮件队列、缓存碎片、日志切片），inode 会先于 block 被用完。
排查与处理：
# 1. 确认是 inode 耗尽而不是空间耗尽
df -h # Use% 不高
df -i # IUse% 达到 100%
# 2. 定位哪个目录下小文件最多（找出 inode 消耗大户）
for d in /*; do echo -n "$d "; find $d -xdev -type f 2>/dev/null | wc -l; done
find /var -xdev -type d -exec sh -c 'echo "$(ls -A "$1" | wc -l) $1"' _ {} \; 2>/dev/null | sort -rn | head -20
du --inodes -x -d 1 /var | sort -rn | head # 新版 coreutils 支持 --inodes
# 3. 清理无用小文件（如 PHP session、邮件队列、旧日志）
find /var/lib/php/session -type f -mtime +7 -delete
find /var/spool/postfix/maildrop -type f -mtime +30 -delete
# 4. 长期方案：重新格式化时增大 inode 数量（会丢数据，需先备份）
mkfs.ext4 -i 4096 /dev/sdb1 # 每 4KB 空间一个 inode（4 倍密度）
mkfs.ext4 -N 2000000 /dev/sdb1 # 直接指定 inode 总数
mkfs.ext4 -T small /dev/sdb1 # 使用小文件优化模板
# 或改用 xfs：xfs 的 inode 是动态分配的，几乎不会 inode 耗尽
mkfs.xfs /dev/sdb1CentOS 6 与 7 差异：ext4（CentOS 6 默认）的 inode 数量固定，格式化后无法增加；xfs（CentOS 7 默认）的 inode 动态分配，天然不存在 inode 耗尽问题（除非
imaxpct限制触发，可用xfs_growfs -m调整）。
3.3 常见文件系统对比
| 文件系统 | 日志 | 单文件/单卷上限 | 可否在线扩容/缩容 | 特点与适用场景 |
|---|---|---|---|---|
| ext2 | 无 | 2TB / 32TB | 扩容需卸载 / 可缩 | 无日志，速度略快但异常断电后 fsck 极慢；常用于 /boot（兼容性最好） |
| ext3 | 有 | 2TB / 32TB | 可扩 / 可缩 | ext2 + 日志，可与 ext2 相互转换（tune2fs -j），已被 ext4 取代 |
| ext4 | 有 | 16TB / 1EB（实际推荐 ≤50TB） | 在线可扩，缩容需卸载 | CentOS 6 默认。extent 映射、延迟分配、多块分配、无日志模式可选、支持 fsck 快速检查 |
| xfs | 有（元数据日志） | 8EB / 8EB | 在线可扩，不可缩 | CentOS 7 默认。高性能大文件与并发写、动态 inode、支持在线碎片整理（xfs_fsr）、配额功能强（含 project quota） |
| btrfs | CoW | 16EB | 可扩可缩 | 写时复制、内建快照与多设备 RAID、自校验；CentOS 7 中为技术预览，RHEL 8 已移除，生产慎用 |
| vfat / FAT32 | 无 | 4GB / 2TB | 否 | Windows 通用，跨平台 U 盘首选；单文件不能超过 4GB；无权限概念。Windows 下的 FAT32 在 Linux 中识别为 vfat |
| exfat | 无 | 16EB | 否 | 用于大容量 U 盘/SD 卡，突破 FAT32 的 4GB 限制；CentOS 需装 fuse-exfat、exfat-utils（EPEL 源） |
| ntfs / ntfs-3g | 有 | 16TB+ | 否（Linux 下） | Windows 主文件系统；Linux 读写需 ntfs-3g（FUSE 实现，性能一般） |
| swap | — | — | — | 交换空间，没有文件系统结构，用 mkswap 创建 |
| iso9660 | 无 | — | 只读 | 光盘/ISO 镜像标准格式，只读挂载 |
| udf | 无 | — | 只读 | DVD/蓝光光盘格式 |
| tmpfs | 无 | 受内存限制 | 可（mount -o remount,size=） |
基于内存（+swap）的临时文件系统，重启即失，如 /dev/shm、/run |
| proc / sysfs / devtmpfs | — | — | — | 伪文件系统，映射内核数据结构，不占磁盘 |
| NFS | — | — | — | Unix/Linux 网络文件共享协议 |
| CIFS / SMB | — | — | — | Windows 网络共享协议，Linux 用 cifs-utils 挂载 |
NFS 与 CIFS 属于网络文件系统，服务端配置与优化
> 详见 阶段09。
CentOS 6 与 7 的默认文件系统差异（重要）：
| 项目 | CentOS 6 | CentOS 7 |
|---|---|---|
| 默认文件系统 | ext4 | xfs |
/boot 默认 |
ext4 | xfs（也常见 ext4/ext2） |
| 创建命令 | mkfs.ext4 |
mkfs.xfs |
| 在线扩容 | resize2fs（可扩可缩，缩容须卸载） |
xfs_growfs（只能扩，不能缩） |
| 修复命令 | e2fsck -f -y |
xfs_repair |
| 查看信息 | dumpe2fs、tune2fs -l |
xfs_info、xfs_admin |
| 调整卷标 | e2label / tune2fs -L |
xfs_admin -L |
| 配额工具 | quota 系列（quotacheck/edquota/repquota） |
xfs_quota（也支持部分 quota 命令） |
| 备份工具 | dump / restore |
xfsdump / xfsrestore |
| 碎片整理 | 基本无需 | xfs_fsr |
选型建议：CentOS 7 上除有明确缩容需求的场景外，一律使用默认 xfs；若业务确实需要将来缩小文件系统，必须选 ext4（或使用 LVM 精简卷灵活分配）。
3.4 格式化（创建文件系统）
创建文件系统就是常说的"分区格式化"，使用 mkfs 系列命令。分区完成后仍不能直接使用，还必须经过格式化和挂载。
mkfs 命令格式
mkfs -t <文件系统类型> <设备>
mkfs.<类型> <设备> # 等价的简写形式以下两条命令等价，都将分区 /dev/sdc1 格式化为 ext4：
mkfs -t ext4 /dev/sdc1
mkfs.ext4 /dev/sdc1各类型格式化示例：
mkfs -t ext2 /dev/sda3 # 格式化 boot 分区为 ext2
mkfs.ext3 /dev/sdb1 # ext3
mkfs.ext4 /dev/sda6 # 格式化 home 分区为 ext4（CentOS 6 默认）
mkfs.xfs /dev/sdb1 # xfs（CentOS 7 默认）
mkfs.xfs -f /dev/sdb1 # -f 强制覆盖已有文件系统
mkfs.vfat /dev/sda2 # 格式化为 FAT32（Linux 中识别为 vfat）
mkfs.vfat -F 32 /dev/sdb1 # 明确指定 FAT32
mkfs.ntfs /dev/sda2 # 格式化为 NTFS（较慢）
mkfs.ntfs -f /dev/sda2 # 快速格式化 NTFS（-f/-Q 跳过全盘清零）
mkfs.btrfs /dev/sdb1 # btrfs
mkswap /dev/sda5 # 格式化为交换空间（无文件系统）
mkfs -t ext4 /dev/mapper/vg0-lv0 # 格式化 LVM 逻辑卷
mkfs.xfs /dev/md0 # 格式化 RAID 阵列查看系统支持哪些 mkfs：
ls /sbin/mkfs*
# mkfs mkfs.btrfs mkfs.cramfs mkfs.ext2 mkfs.ext3 mkfs.ext4 mkfs.minix mkfs.vfat mkfs.xfs
cat /proc/filesystems # 查看当前内核支持的文件系统mkfs / mke2fs 常用选项（ext 系列）
mkfs.ext4 实际就是 mke2fs -t ext4，两者选项通用：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
-t <类型> |
指定文件系统类型（ext2/ext3/ext4/xfs/vfat…） |
-b <字节> |
指定块大小，可选 1024、2048、4096（默认 4096）。小文件多用小块省空间，大文件用 4096 性能好 |
-L <卷标> |
设置卷标（LABEL），便于在 fstab 中用 LABEL= 挂载 |
-i <字节> |
每多少字节数据分配一个 inode（值越小 inode 越多），如 -i 4096 |
-N <数量> |
直接指定 inode 总数 |
-m <百分比> |
为 root 保留的块百分比（默认 5%），大盘可设 -m 1 甚至 -m 0 节省空间 |
-T <类型> |
使用预设模板：small（小文件多）、largefile（每 1MB 一个 inode）、largefile4（每 4MB 一个 inode）、news、floppy |
-j |
创建带日志的文件系统（ext3） |
-c |
格式化前检查坏道（-cc 做读写检查，很慢） |
-F |
强制执行（即使目标看起来不是块设备或已挂载） |
-n |
只模拟不实际写入（用于预演、查看备份超级块位置），非常安全 |
-q |
静默模式 |
-v |
详细输出 |
-U <uuid> |
指定 UUID（-U random 随机生成） |
-O <特性> |
启用/禁用文件系统特性，如 -O ^has_journal 关闭日志 |
-E <扩展选项> |
扩展选项，如 -E stride=16,stripe-width=64（RAID 对齐优化）、-E lazy_itable_init=1（加速格式化） |
示例：
# 大量小文件的场景：块 1K + 高密度 inode + 保留 1%
mkfs.ext4 -b 1024 -i 4096 -m 1 -L smallfiles /dev/sdb1
# 存放大文件（视频、备份镜像）：减少 inode 数量，省空间
mkfs.ext4 -T largefile -m 0 -L bigdata /dev/sdb1
# 指定卷标并查看备份超级块位置（模拟不写盘）
mkfs.ext4 -n /dev/sdb1 | grep -A2 "Backup superblock"mkfs.xfs 常用选项
| 选项 | 作用 |
|---|---|
-f |
强制覆盖已存在的文件系统（xfs 默认拒绝覆盖，重做实验时必用） |
-L <卷标> |
设置卷标（最长 12 字符） |
-b size=<值> |
数据块大小，如 -b size=4096 |
-i size=<值> |
inode 大小（256~2048） |
-d agcount=<n> |
分配组数量，影响并发性能 |
-d su=,sw= |
RAID 条带对齐（su 条带单元、sw 数据盘数量） |
-l size=<值> |
日志区大小；-l logdev=/dev/sdX 把日志放到独立设备（SSD）提升性能 |
-n size=<值> |
目录块大小，目录内文件极多时可增大 |
-m crc=1 |
启用元数据 CRC 校验（CentOS 7 默认开启） |
-q |
静默 |
mkfs.xfs -f -L data -b size=4096 /dev/sdb1
mkfs.xfs -f -d su=64k,sw=3 /dev/md0 # 与 RAID5（3 数据盘、64K 条带）对齐格式化前的确认习惯（避免灾难）
格式化是不可逆操作，务必养成以下习惯：
# 1. 确认设备身份：容量、型号、是否是你以为的那块盘
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINT,SERIAL /dev/sdb
ls -l /dev/disk/by-id/ | grep sdb
# 2. 确认该设备上没有数据、没有已有文件系统
blkid /dev/sdb1 # 有输出说明已有文件系统，务必确认可以覆盖
lsblk -f /dev/sdb
# 3. 确认没有被挂载、没有被 LVM/RAID/swap 占用
mount | grep sdb
swapon -s | grep sdb
pvs | grep sdb
cat /proc/mdstat
# 4. 关键盘先备份分区表与关键数据
dd if=/dev/sdb of=/backup/sdb-mbr.bin bs=512 count=1
# 5. 复制粘贴命令后，回车前再读一遍设备名（sda 与 sdb 只差一个字母）血泪教训：
mkfs.ext4 /dev/sda（漏写分区号）会直接摧毁整块盘的分区表；mkfs.ext4 /dev/sda1打成/dev/sda2会格式化掉生产数据。格式化命令永远不要凭记忆盲打。
3.5 挂载（mount）
格式化完成后，分区仍需要挂载到系统目录下才能使用。
完整语法
mount [选项] <设备> <挂载点>
mount -t <类型> -o <挂载选项> <设备> <挂载点>讲义原文中参数顺序写作
mount [选项] 挂载点 需挂载介质，实际使用的标准顺序为设备 挂载点。
主要选项：
| 选项 | 作用 |
|---|---|
-t <类型> |
指定挂载文件系统类型，可省略（mount 会通过 blkid 自动识别） |
-o <选项> |
指定挂载选项，可省略（使用默认值 defaults），多个选项用逗号分隔 |
-a |
挂载 /etc/fstab 中所有尚未挂载的条目 |
-r |
只读挂载（等价 -o ro） |
-w |
读写挂载（等价 -o rw，默认） |
-L <卷标> |
按卷标挂载，如 mount -L mydata /data |
-U <UUID> |
按 UUID 挂载 |
-n |
挂载时不写入 /etc/mtab（根分区只读时使用） |
-v |
详细输出 |
-f |
模拟挂载（配合 -v 排查问题，不真正挂载） |
--bind |
绑定挂载（等价 -o bind） |
-B / -R |
--bind / --rbind（递归绑定，含子挂载） |
-o remount |
重新挂载（用于修改已挂载文件系统的选项） |
-o 挂载选项全表
| 选项 | 含义 |
|---|---|
ro |
只读挂载 |
rw |
可读可写挂载（默认） |
exec / noexec |
允许 / 禁止执行该文件系统上的二进制程序（/tmp、/var 建议 noexec 加固） |
suid / nosuid |
允许 / 禁止 SUID、SGID 位生效（安全加固常用 nosuid） |
dev / nodev |
允许 / 禁止解释设备文件（挂载不可信介质必加 nodev） |
auto / noauto |
mount -a 时自动挂载 / 不自动挂载（光驱、U 盘常用 noauto） |
atime / noatime |
记录 / 不记录文件访问时间。noatime 可显著减少写 I/O，SSD 与高并发读场景推荐 |
diratime / nodiratime |
目录访问时间是否更新 |
relatime |
折中方案：仅当 atime 早于 mtime/ctime 或超过 1 天才更新（现代内核默认） |
strictatime |
严格按 POSIX 更新 atime |
sync |
同步写入，每次写操作立即落盘（安全但极慢，U 盘可用） |
async |
异步写入，先写缓存后台落盘（默认，性能好） |
defaults |
等价于 rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async（最常用） |
remount |
重新挂载已挂载的文件系统，用于在线修改选项 |
loop |
将一个普通文件作为块设备挂载（常用于 ISO 镜像、大文件当磁盘） |
bind |
绑定目录，把一个目录挂载到另一个位置 |
user / nouser |
允许 / 不允许普通用户挂载 |
users |
允许任何用户挂载和卸载 |
owner |
允许设备属主挂载 |
uid=<n> / gid=<n> |
指定挂载后所有文件的属主/属组（用于 vfat/ntfs 这类无权限概念的文件系统） |
umask= / dmask= / fmask= |
vfat/ntfs 的权限掩码（目录/文件分别控制） |
iocharset=utf8 |
字符集，解决 vfat/ntfs/iso9660 中文名乱码 |
_netdev |
标记为网络设备，系统会等网络就绪后再挂载（NFS/iSCSI 必加） |
nofail |
设备不存在时不报错、不阻塞启动（可插拔设备、数据盘强烈推荐） |
errors=remount-ro |
ext 系列出错时自动重挂为只读（根分区常用） |
data=journal/ordered/writeback |
ext3/4 日志模式：全数据日志（最安全最慢）/ 默认 / 最快最不安全 |
barrier=0/1 |
写屏障，带电池的 RAID 卡可设 barrier=0 提升性能 |
discard |
删除文件时向 SSD 发送 TRIM（更推荐用 fstrim.timer 定时） |
usrquota / grpquota |
启用用户/组磁盘配额（ext 系列） |
uquota / gquota / pquota |
xfs 的用户/组/项目配额 |
x-systemd.automount |
首次访问挂载点时才挂载（systemd 按需挂载） |
x-systemd.device-timeout=5 |
等待设备的超时时间 |
noquota |
禁用配额 |
size=<值> |
tmpfs 大小限制，如 size=2G |
使用示例
# 查看当前系统所有挂载信息
mount
# 最简形式（类型自动识别）
mount /dev/sdc1 /sdc
# 指定类型与选项
mount -t ext2 -o rw /dev/sda3 /disk/boot
mount -t ext4 -o defaults,noatime /dev/sdb1 /data
mount -t xfs /dev/sdb1 /data
# 只读挂载（取证、检查可疑磁盘时必用）
mount -o ro /dev/sdb1 /mnt
mount -r /dev/sdb1 /mnt
# 安全加固挂载（禁止执行、禁止 SUID、禁止设备文件）
mount -o defaults,noexec,nosuid,nodev /dev/sdb1 /data
# 挂载 vfat（Windows C 盘），指定属主与中文字符集
mount -t vfat /dev/sda2 /disk/C
mount -t vfat -o uid=1000,gid=1000,iocharset=utf8 /dev/sdb1 /media/usb
# 挂载 NTFS 分区（需安装 ntfs-3g，位于 EPEL 源）
wget -O /etc/yum.repos.d/epel.repo http://mirrors.aliyun.com/repo/epel-7.repo
yum install ntfs-3g -y
mount.ntfs-3g /dev/sda2 /disk/D
mount -t ntfs-3g /dev/sda2 /disk/D
# 挂载 NFS 网络文件系统
mount -t nfs 192.168.0.183:/soul /mnt
# 挂载 ISO 镜像（loop 方式）
mount -o loop /soft/CentOS6.5-x64.iso /iso
mount -t iso9660 -o ro,loop /soul/images/centos.iso /yum
# 挂载光驱
mount /dev/sr0 /mnt/cdrom
mount /dev/cdrom /media/cdrom
# 目录绑定（访问 /mnt 即访问 /soul）
mount -o bind /soul /mnt
mount --bind /data/www /var/www/html
# 重新挂载（修改挂载选项或修复只读根分区）
mount -o remount,rw /dev/sda1
mount -o remount,rw / # 救援模式下把只读根分区改为可写
mount -o remount,noatime /data # 在线加上 noatime
mount -o remount,ro /data # 在线改为只读（备份前保证一致性）
# 挂载 tmpfs（内存文件系统）
mount -t tmpfs -o size=2G tmpfs /tmp/ramdisk挂载点的要求与挂载覆盖现象
挂载点必须是一个已存在的目录：
mkdir -p /data # 挂载点不存在需先创建
mount /dev/sdb1 /data挂载覆盖现象：如果挂载点目录在挂载前已有文件，挂载后这些文件会被"遮挡"——它们并没有被删除，只是暂时看不到，卸载后又会重新出现。
mkdir /data && touch /data/old.txt
ls /data # old.txt
mount /dev/sdb1 /data
ls /data # 只有 lost+found，old.txt 不见了（被遮挡）
umount /data
ls /data # old.txt 又回来了因此：挂载点必须使用空目录，否则原有文件在挂载期间无法访问，还会白白占用底层文件系统空间（用 du 查不到，是磁盘空间"神秘消失"的常见原因之一）。
排查被遮挡数据的方法：
mkdir /tmp/probe
mount --bind / /tmp/probe # 把根文件系统绑定到别处，绕过所有挂载点查看
du -sh /tmp/probe/data # 看看挂载点下面藏了多少东西
umount /tmp/probe其它注意事项：
- 同一个设备可以挂载到多个挂载点；同一个挂载点也可以叠加挂载多个设备（后挂载的遮挡前面的）。
- 正在使用的目录（有进程 cwd 在其中）不能作为挂载点被卸载。
- 不要把设备挂载到
/、/etc、/usr等系统关键目录上。
查看已挂载信息
mount # 输出格式：挂载源 on 挂载目标 type 类型 (挂载选项)
mount -l # 附带显示卷标
mount -t ext4 # 只列出 ext4 类型的挂载
cat /proc/mounts # 内核视角的真实挂载表（最权威）
cat /etc/mtab # 用户空间维护的挂载表
df -hT # 简要挂载信息 + 类型 + 使用率
findmnt # 树形展示所有挂载点（CentOS 7 推荐）
findmnt /data # 查看指定挂载点详情
findmnt -t xfs # 按类型过滤
findmnt -S /dev/sdb1 # 按源设备查找
findmnt -T /data/file # 查某个路径属于哪个挂载点
findmnt --verify # 校验 /etc/fstab 语法是否正确（改完 fstab 必做）
findmnt -D # 类似 df 的输出格式
findmnt -o TARGET,SOURCE,FSTYPE,OPTIONS # 自定义列3.6 卸载（umount）
umount /sdc # 按挂载点卸载（推荐）
umount /dev/sdc1 # 按设备卸载
umount -l /mnt # 延迟卸载（lazy umount）：立即从目录树摘除，等设备不忙时真正卸载
umount -f /mnt # 强制卸载（主要用于失联的 NFS）
umount -a # 卸载 /etc/mtab 中所有文件系统（危险）
umount -R /mnt # 递归卸载该挂载点及其下所有子挂载
umount -v /mnt # 详细输出卸载时需确保当前没有进程在使用该挂载点，否则报错：
umount: /data: target is busy.
(In some cases useful info about processes that use
the device is found by lsof(8) or fuser(1))"target is busy" 的完整排查流程
# 0. 最常见原因：自己的 shell 正处在挂载点里
pwd
cd / # 先退出该目录再试
# 1. 用 lsof 找出占用该挂载点的进程
lsof /data
lsof +D /data # 递归检查目录下所有文件（较慢但彻底）
lsof | grep /data
# 2. 用 fuser 找出占用进程（-m 表示按挂载点查找，-v 详细显示）
fuser -mv /data
# USER PID ACCESS COMMAND
# root 1234 ..c.. bash <- c=当前工作目录 cwd
# root 5678 F.... vim <- f/F=打开的文件
# ACCESS 含义：c=cwd, e=可执行文件, f=打开的文件, F=打开且在写, r=root 目录, m=mmap
# 3. 温和处理：通知相关进程退出，或手工结束
fuser -mk -TERM /data # 向占用进程发送 SIGTERM（可被捕获、可优雅退出）
kill <PID>
# 4. 强制处理（有数据丢失风险，确认无重要写入后再用）
fuser -km /data # 杀掉所有占用该挂载点的进程（默认 SIGKILL）
fuser -ki /data # 逐个询问后再杀
umount /data
# 5. 仍失败则用延迟卸载
umount -l /data
# 之后用 findmnt / cat /proc/mounts 确认是否已真正卸载
# 6. 其它易忽略的占用来源
swapon -s | grep /data # 挂载点内有 swap 文件被启用 → swapoff
exportfs -v # 该目录被 NFS 导出 → exportfs -u
pvs; lvs; dmsetup ls # 被 LVM/LUKS 占用
cat /proc/mdstat # 是 RAID 成员
docker ps; ctr c ls # 容器挂载了该目录
systemctl status <相关服务> # 服务持有文件 → systemctl stop完成以上步骤后，新建分区即可正常读写。
3.7 开机自动挂载 /etc/fstab
使用 mount 命令手动挂载的分区在系统重启后会失效。若要实现开机自动挂载，需要将配置写入 /etc/fstab。
文件示例
cat /etc/fstabCentOS 6 典型内容：
UUID=b40cacb1-1178-4228-be06-e6d2f135b23e / ext4 defaults 1 1
UUID=174c6b5a-0de6-469d-bc07-b38d4bfd3479 /boot ext4 defaults 1 2
UUID=d608f49e-d50c-41ad-bf9a-7f7a0ef8707d swap swap defaults 0 0
tmpfs /dev/shm tmpfs defaults 0 0
devpts /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
sysfs /sys sysfs defaults 0 0
proc /proc proc defaults 0 0其它常见写法示例（含 vfat、iso、swap 的 none 挂载点）：
UUID=db6a4392-ccb0-41af-863f-4de76cad1c0a / ext4 errors=remount-ro 0 1
UUID=67a2f488-1421-495a-ada1-dc022c29d77d none swap sw 0 0
UUID=96A4-6194 /disk/C vfat defaults 0 0
UUID=51c35f8c-c9dd-498e-9f05-203d6f931fa6 /disk/boot ext2 defaults 0 0
UUID=c9edda7d-dbc2-443a-81a4-5a729fc9b27a none swap sw 0 0
/disk/ubuntu-16.04.4-server-amd64.iso /opt iso9660 loop,ro 0 0CentOS 7 常见内容（LVM + xfs）：
/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0
UUID=51c35f8c-c9dd-498e /boot xfs defaults 0 0
/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0
UUID=8f5c1c2a-6b3e-4c7a /data xfs defaults,noatime,nofail 0 0
192.168.1.10:/share /mnt/nfs nfs defaults,_netdev 0 0六个字段逐项详解
格式：
挂载源(设备) 挂载目标(挂载点) 文件系统类型 挂载选项 dump备份 开机自检顺序| 列序 | 字段 | 含义与取值 |
|---|---|---|
| 第 1 列 | 要挂载的设备（挂载源） | 可写设备名（/dev/sdb1）、LABEL=卷标、UUID=xxx、PARTUUID=xxx、网络地址（192.168.1.10:/share）、/dev/mapper/vg-lv、伪文件系统名（tmpfs/proc/sysfs/devpts）。强烈推荐 UUID |
| 第 2 列 | 挂载点 | 设备挂载到的目录，必须是已存在的绝对路径。swap 没有挂载点，此处写 swap 或 none（两种写法都可以） |
| 第 3 列 | 文件系统类型 | ext2/ext3/ext4/xfs/vfat/ntfs-3g/swap/iso9660/tmpfs/proc/sysfs/devpts/nfs/cifs。也可写 auto 让系统自动探测 |
| 第 4 列 | 挂载参数 | 常用 defaults；也可用 ro、rw、noatime、noauto、loop、nofail、_netdev、usrquota,grpquota、errors=remount-ro。swap 常写 sw 或 defaults。多个选项用逗号分隔且不能有空格 |
| 第 5 列 | dump 备份标志 | 0 不备份；1 表示 dump 命令会备份该文件系统。现代环境基本都写 0 |
| 第 6 列 | fsck 自检顺序 | 0 开机不检查；1 优先级最高（只给根分区 /）；2 次优先（其他分区，可并行检查）。xfs 一般写 0（xfs 靠日志自愈，不做开机 fsck） |
第一列设备的三种写法
第一列支持三种写法，效果等价：
1. 直接使用设备名
/dev/sdc1 /sdc ext4 defaults 0 0缺点：设备名会因磁盘增删、插拔顺序、驱动加载顺序而变化，一旦 sdb 变成 sdc，开机就会挂载失败甚至无法启动。生产环境不推荐。
2. 使用 LABEL（卷标）
卷标是用户自定义的名称。
查看卷标（ext 系列）：
e2label /dev/sdc1若未设置过卷标或分区未格式化，会提示：
e2label: Bad magic number in super-block 当尝试打开 /dev/sdc1 时找不到有效的文件系统超级块.设置卷标：
e2label /dev/sdc1 /abc # ext 系列设置卷标
e2label /dev/sdc1 # 再次查看，输出 /abc
tune2fs -L mydata /dev/sdc1 # ext 系列另一种写法
xfs_admin -L mydata /dev/sdb1 # xfs 设置卷标（必须先卸载）
xfs_admin -l /dev/sdb1 # xfs 查看卷标
fatlabel /dev/sdb1 MYUSB # vfat 设置卷标
blkid | grep LABEL # 统一查看所有卷标在 fstab 中使用：
LABEL=/abc /sdc ext4 defaults 0 0
LABEL=mydata /data xfs defaults 0 03. 使用 UUID（推荐）
UUID（Universally Unique Identifier）是格式化时生成的分区唯一标识，推荐使用。
查看 UUID：
blkid # 查看所有分区的 UUID
blkid /dev/sdc1 # 查看指定分区
ls -l /dev/disk/by-uuid/
lsblk -f/dev/sda1: LABEL="/vm" UUID="174c6b5a-0de6-469d-bc07-b38d4bfd3479" TYPE="ext4"在 fstab 中使用：
UUID=174c6b5a-0de6-469d-bc07-b38d4bfd3479 /sdc ext4 defaults 0 0为什么推荐 UUID 而不是 /dev/sdb1：
- 设备名称（如
/dev/sda1）可能因硬盘变动（删除中间分区、添加/移除硬盘、更换 HBA、驱动加载顺序变化、虚拟机迁移）而发生改变； - UUID 是分区（准确说是文件系统）的唯一标识符，只要不重新格式化，该分区的 UUID 就保持唯一、不会冲突，跟着数据走；
- 用 UUID 写 fstab 后，即使磁盘换了槽位、盘符从 sdb 变成 sdd，依然能正确挂载。
修改 UUID：
uuidgen # 生成一个新 UUID
tune2fs -U $(uuidgen) /dev/sdb1 # 修改 ext 系列的 UUID
tune2fs -U random /dev/sdb1 # 随机生成
xfs_admin -U generate /dev/sdb1 # 修改 xfs 的 UUID（克隆虚拟机后必做，否则 UUID 冲突）mount -a 验证的重要习惯
vim /etc/fstab # 修改配置
findmnt --verify # 先做语法校验（CentOS 7）
mount -a # 挂载 fstab 中所有未挂载的条目
df -h # 确认挂载成功
mount | grep /data # 确认挂载选项生效铁律：修改
/etc/fstab后必须立即执行mount -a验证配置是否正确，若报错就当场修好。否则错误只会在下次重启时暴露，而那时系统可能已经起不来了。
对于非关键的数据盘，建议加上 nofail（设备缺失也不阻塞启动）：
UUID=xxx /data xfs defaults,nofail 0 0写错 fstab 导致无法启动的救援方法
现象：开机停在 Welcome to emergency mode! 或 Give root password for maintenance，或者提示 Cannot open access to console, the root account is locked。
CentOS 7 救援步骤（emergency mode）：
# 1. 输入 root 密码进入紧急模式（emergency shell）
# 2. 此时根分区是只读的，先重新挂载为可读写
mount -o remount,rw /
# 3. 编辑修复 fstab（把出错的行注释掉或改正）
vi /etc/fstab
# 4. 验证
mount -a
findmnt --verify
# 5. 重启
reboot
# 或直接继续启动：systemctl default / exit若连紧急模式都进不去（root 密码未知或账户被锁）：
1. 开机在 GRUB 菜单按 e 编辑启动项
2. 找到 linux16 / linux 开头的那一行，在行尾追加：
rd.break （进入 initramfs 阶段，CentOS 7）
或 init=/bin/bash （直接以 bash 为 1 号进程）
或 systemd.unit=emergency.target
3. Ctrl+X 启动
4. 若用 rd.break：
mount -o remount,rw /sysroot
chroot /sysroot
vi /etc/fstab # 修复
touch /.autorelabel # 若开启 SELinux
exit; exit # 重启
5. 若用 init=/bin/bash：
mount -o remount,rw /
vi /etc/fstab
exec /sbin/init # 或 reboot -fCentOS 6 救援步骤：
1. 开机时进入单用户模式：GRUB 菜单按 a 或 e，在内核行尾加 single（或 1）
2. 进入后执行：
mount -o remount,rw /
vi /etc/fstab
reboot
3. 若单用户模式也进不去，用光盘/U 盘 Linux Rescue 模式：
选择 "Rescue installed system"
系统会把原系统挂载到 /mnt/sysimage
chroot /mnt/sysimage
vi /etc/fstab
exit; reboot预防措施：
- 改 fstab 前先备份：
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak.$(date +%F)； - 改完立刻
mount -a+findmnt --verify； - 非根分区一律加
nofail； - 网络存储加
_netdev,nofail； - 一律使用 UUID。
systemd 的 .mount 单元与按需挂载（CentOS 7）
CentOS 7 的 systemd 会把 /etc/fstab 自动转换成 .mount 单元（单元名由挂载点路径生成，/ 换成 -）：
systemctl list-units --type=mount # 列出所有挂载单元
systemctl status data.mount # 查看 /data 的挂载单元状态
systemctl daemon-reload # 修改 fstab 后让 systemd 重新生成单元（重要）
systemctl start data.mount # 挂载
systemctl stop data.mount # 卸载也可以手写 .mount 单元（/etc/systemd/system/data.mount）：
[Unit]
Description=Mount /data
After=local-fs.target
[Mount]
What=/dev/sdb1
Where=/data
Type=xfs
Options=defaults,noatime
[Install]
WantedBy=multi-user.target按需自动挂载（automount）：只有当有进程访问挂载点时才真正挂载，空闲一段时间后自动卸载。适合光驱、NFS、移动介质。
在 fstab 中启用：
UUID=xxx /data xfs defaults,x-systemd.automount,x-systemd.idle-timeout=60,x-systemd.device-timeout=5,nofail 0 0
192.168.1.10:/share /mnt/nfs nfs x-systemd.automount,_netdev,noauto 0 0对应的 .automount 单元写法：
# /etc/systemd/system/data.automount
[Unit]
Description=Automount /data
[Automount]
Where=/data
TimeoutIdleSec=60
[Install]
WantedBy=multi-user.targetsystemctl enable --now data.automountCentOS 6 对应的按需挂载机制是
autofs服务（/etc/auto.master+/etc/auto.misc），service autofs start。
3.8 loop 设备：ISO 镜像与"大文件当磁盘用"
挂载 ISO 镜像
mount -o loop /soft/CentOS6.5-x64.iso /iso
mount -t iso9660 -o ro,loop /soul/images/centos.iso /yum
umount /iso写入 fstab 长期挂载（常用于搭建本地 yum 源）：
/soft/CentOS7.iso /mnt/iso iso9660 loop,ro 0 0loop 设备管理：
losetup -a # 查看所有已使用的 loop 设备
losetup -f # 显示第一个空闲的 loop 设备名
losetup /dev/loop0 disk.img # 手工把文件关联到 loop 设备
losetup -d /dev/loop0 # 释放 loop 设备
losetup -P /dev/loop0 disk.img # -P 让内核识别镜像内的分区（生成 loop0p1）
kpartx -av disk.img # 另一种识别镜像内分区的方法创建一个大文件当磁盘用（完整演练）
用途：测试文件系统、模拟磁盘、做 swap 文件、给容器/用户做空间隔离。
# 1. 创建一个 1GB 的空文件
dd if=/dev/zero of=/data/disk.img bs=1M count=1024
# if=/dev/zero 输入源为零设备
# of=... 输出文件路径
# bs=1M 每次写入 1M
# count=1024 写入 1024 次，共 1024M（1G）
# 更快的等价做法（稀疏文件，瞬间完成但不预占空间）
dd if=/dev/zero of=/data/disk.img bs=1M count=0 seek=1024
truncate -s 1G /data/disk.img
fallocate -l 1G /data/disk.img # 预分配真实空间（ext4/xfs 支持，最推荐）
head -c 1G /dev/zero > /data/disk.img # 用 head 生成
# 2. 在该文件上创建文件系统（会提示 not a block device，输入 y 继续）
mkfs.ext4 /data/disk.img
# 或 mkfs.xfs -f /data/disk.img
# 3. 挂载使用
mkdir -p /mnt/vdisk
mount -o loop /data/disk.img /mnt/vdisk
df -hT /mnt/vdisk
# 4. 写入 fstab 实现开机自动挂载
echo '/data/disk.img /mnt/vdisk ext4 loop,defaults 0 0' >> /etc/fstab
mount -a
# 5. 扩容这个"虚拟磁盘"
umount /mnt/vdisk
dd if=/dev/zero bs=1M count=1024 >> /data/disk.img # 追加 1G
# 或 truncate -s 2G /data/disk.img
e2fsck -f /data/disk.img
resize2fs /data/disk.img # ext4 扩容文件系统
mount -o loop /data/disk.img /mnt/vdisk
# 6. 用完清理
umount /mnt/vdisk
rm -f /data/disk.img该文件是二进制文件，无法使用
cat或vim正常查看和编辑。
3.9 文件系统检查与修复
铁律：
fsck/e2fsck/xfs_repair只能对未挂载（或只读挂载）的文件系统操作。对已挂载的读写文件系统执行检查修复会造成严重的文件系统损坏。
fsck（通用前端）
umount /dev/sdb1 # 先卸载！
fsck /dev/sdb1 # 自动按类型调用 e2fsck / xfs_repair 等
fsck -t ext4 /dev/sdb1 # 指定类型
fsck -y /dev/sdb1 # 对所有问题自动回答 yes（无人值守）
fsck -a /dev/sdb1 # 自动修复，不提问（比 -y 保守）
fsck -n /dev/sdb1 # 只检查不修复（只读方式，可用于已挂载的粗略检查）
fsck -f /dev/sdb1 # 强制检查（即使标记为 clean）
fsck -A # 检查 /etc/fstab 中所有文件系统
fsck -AR -y # 检查除根分区外的所有（-R 跳过根）
fsck -C /dev/sdb1 # 显示进度条
fsck -V /dev/sdb1 # 详细输出返回码含义：0 无错误；1 已修复错误；2 需要重启；4 仍有未修复错误；8 操作错误。
e2fsck（ext2/3/4 专用，CentOS 6 主力）
e2fsck /dev/sdb1 # 交互式检查
e2fsck -f /dev/sdb1 # 强制检查（缩容前必做）
e2fsck -f -y /dev/sdb1 # 强制检查并自动 yes（最常用组合）
e2fsck -p /dev/sdb1 # 自动修复安全的问题（preen 模式，开机自检用）
e2fsck -c /dev/sdb1 # 同时检查坏道并记入坏块列表
e2fsck -n /dev/sdb1 # 只读检查，不做任何修改
e2fsck -v /dev/sdb1 # 显示详细统计
# 超级块损坏时用备份超级块修复
mkfs.ext4 -n /dev/sdb1 # 先查出备份超级块位置（-n 不写盘）
dumpe2fs /dev/sdb1 | grep -i superblock
e2fsck -b 32768 /dev/sdb1 # 用位于 32768 块的备份超级块修复
e2fsck -b 32768 -B 4096 /dev/sdb1 # 同时指定块大小xfs_repair（xfs 专用，CentOS 7 主力）
xfs 没有 fsck 的完整实现（fsck.xfs 是个什么都不做的空脚本），必须使用 xfs_repair：
umount /data # 必须先卸载
xfs_repair /dev/sdb1 # 检查并修复
xfs_repair -n /dev/sdb1 # 只检查不修复（dry run）
xfs_repair -L /dev/sdb1 # 清空日志再修复（!!! 最后手段，会丢失未提交的数据 !!!）
xfs_repair -v /dev/sdb1 # 详细输出
xfs_repair -m 2048 /dev/sdb1 # 限制使用的内存（MB），大文件系统修复时可能需要
xfs_repair -d /dev/sdb1 # 允许修复以只读方式挂载的（危险，仅单用户模式）典型场景：xfs 因异常断电挂载失败，提示 Structure needs cleaning：
mount /dev/sdb1 /data
# mount: Structure needs cleaning
xfs_repair /dev/sdb1
# 若提示 "log dirty, mount the filesystem to replay the log"，先尝试挂载让日志重放：
mount /dev/sdb1 /data && umount /data
# 若挂载不上，最后手段：
xfs_repair -L /dev/sdb1
mount /dev/sdb1 /datalost+found 目录
-
lost+found是 ext 系列文件系统格式化时自动创建在根目录下的特殊目录（xfs 没有）。 -
fsck/e2fsck修复时，如果找到"有 inode 和数据块但目录项丢失"的孤儿文件（即数据还在但不知道原来叫什么名字、在哪个目录），就会把它们以 inode 号为文件名放入lost+found。 -
修复后应检查该目录：
ls -l /lost+found/ file /lost+found/#12345 # 判断文件类型 head /lost+found/#12345 # 查看内容以确认是什么文件 mv /lost+found/#12345 /data/recovered.conf # 人工辨认后归位 -
不要删除
lost+found目录本身；若误删可用mklost+found重建。
3.10 调整文件系统大小
resize2fs（ext2/3/4）
# 扩容（可在线，文件系统挂载着也能扩）
resize2fs /dev/vg0/lv0 # 扩到设备/分区的最大可用大小（最常用）
resize2fs /dev/vg0/lv0 20G # 指定扩到 20G
resize2fs -p /dev/vg0/lv0 # 显示进度
# 缩容（必须先卸载 + 强制检查）
umount /data
e2fsck -f /dev/vg0/lv0 # 缩容前强制检查，必做
resize2fs /dev/vg0/lv0 10G # 把文件系统缩到 10G
mount /dev/vg0/lv0 /data
# 其它
resize2fs -M /dev/sdb1 # 缩到最小可能尺寸
resize2fs -P /dev/sdb1 # 打印最小可能尺寸（不修改）
resize2fs -f /dev/sdb1 # 强制执行（跳过某些安全检查）要点：
- 扩容支持在线，缩容必须卸载；
- 缩容目标不能小于已用数据量；
- 缩容前必须
e2fsck -f，否则 resize2fs 会拒绝执行； resize2fs只调整文件系统，不会调整分区或逻辑卷的大小。
xfs_growfs（xfs，只能扩不能缩）
xfs_growfs /data # 扩到底层设备的最大可用大小（参数是挂载点！）
xfs_growfs -D 5242880 /data # 指定扩到 5242880 个块
xfs_growfs -d /data # 只扩数据区（默认行为）
xfs_growfs -n /data # 只显示当前几何信息，不做修改
xfs_growfs -m 30 /data # 调整 inode 最大占比 imaxpct要点：
- xfs 必须在挂载状态下扩容，且参数传的是挂载点（不是设备名），这与 resize2fs 相反；
- xfs 不支持缩容，这是设计上的限制，没有任何工具能缩小 xfs。需要缩小只能：备份数据 → 重建更小的文件系统 → 恢复数据。
对比记忆：
| 操作 | ext4 | xfs |
|---|---|---|
| 扩容命令 | resize2fs 设备 |
xfs_growfs 挂载点 |
| 扩容是否需卸载 | 不需要（在线可扩） | 必须挂载着 |
| 缩容 | 支持（须卸载 + e2fsck -f） | 不支持 |
| 一步完成（LVM） | lvextend -r -L +10G /dev/vg/lv |
lvextend -r -L +10G /dev/vg/lv（内部自动调用 xfs_growfs） |
tune2fs（调整 ext 文件系统参数）
tune2fs -l /dev/sdb1 # 列出超级块中的所有参数（最常用）
tune2fs -L mydata /dev/sdb1 # 修改卷标（等价 e2label）
tune2fs -U random /dev/sdb1 # 修改 UUID
tune2fs -m 1 /dev/sdb1 # 把 root 保留块从 5% 改为 1%（大盘能省出几十 GB）
tune2fs -r 10000 /dev/sdb1 # 直接指定保留块数量
tune2fs -c 30 /dev/sdb1 # 每挂载 30 次后强制自检
tune2fs -c -1 /dev/sdb1 # 关闭基于挂载次数的自检（生产常用，避免开机长时间等待）
tune2fs -i 30d /dev/sdb1 # 每 30 天强制自检；-i 0 关闭时间检查
tune2fs -C 0 /dev/sdb1 # 重置挂载计数
tune2fs -j /dev/sdb1 # 给 ext2 添加日志，升级为 ext3
tune2fs -O ^has_journal /dev/sdb1 # 关闭日志（^ 表示取消特性）
tune2fs -O has_journal /dev/sdb1 # 重新开启日志
tune2fs -e remount-ro /dev/sdb1 # 设置出错行为：continue / remount-ro / panic
tune2fs -o journal_data_writeback /dev/sdb1 # 设置默认挂载选项dumpe2fs / xfs_info（查看文件系统详细信息）
# ext 系列
dumpe2fs /dev/sdb1 # 显示超级块 + 所有块组信息（输出很长）
dumpe2fs -h /dev/sdb1 # 只看超级块信息（-h = header，最常用）
dumpe2fs -b /dev/sdb1 # 列出坏块
dumpe2fs -h /dev/sdb1 | grep -E 'Block size|Inode count|Free|Filesystem state'关键字段含义：Filesystem state（clean/not clean）、Block count（总块数）、Block size（块大小）、Inode count（inode 总数）、Free blocks/inodes（空闲量）、Reserved block count（保留块）、Mount count / Maximum mount count（挂载次数/上限）、Last checked / Check interval。
# xfs 系列
xfs_info /data # 查看 xfs 详细几何信息（参数是挂载点）
xfs_info /dev/sdb1 # 也可传设备（需未挂载或 CentOS 7.3+）
xfs_admin -l /dev/sdb1 # 查看卷标
xfs_admin -u /dev/sdb1 # 查看 UUID
xfs_admin -L newlabel /dev/sdb1 # 修改卷标（须卸载）
xfs_admin -U generate /dev/sdb1 # 重新生成 UUID（克隆虚拟机后必做）
xfs_db -r /dev/sdb1 # 只读方式进入 xfs 调试器
xfs_bmap -v /data/bigfile # 查看文件的块分布（观察碎片）
xfs_fsr /data # 在线碎片整理（reorganize）
xfs_fsr -v /dev/sdb1 # 详细模式
filefrag -v /data/bigfile # 通用的碎片查看工具（ext4/xfs 都支持）xfs_info 输出解读：meta-data 段的 isize（inode 大小）、agcount（分配组数）、data 段的 bsize（块大小）、blocks（总块数）、naming 段的 version、log 段的日志大小、realtime 段。
3.11 文件系统级备份工具
ext 系列：dump / restore
yum install dump -y
dump -0uj -f /backup/data.dump.bz2 /data # 0 级（全量）备份，-u 更新 /etc/dumpdates，-j bzip2 压缩
dump -1uj -f /backup/data.inc1.bz2 /data # 1 级（增量）备份，只备份自 0 级以来的变化
dump -W # 查看各文件系统的备份级别与时间
dump -0u -f /dev/st0 /home # 备份到磁带机
restore -t -f /backup/data.dump.bz2 # 查看备份内容（-t 列表）
restore -C -f /backup/data.dump.bz2 # 比较备份与当前文件系统的差异
restore -i -f /backup/data.dump.bz2 # 交互式恢复（add/extract 选择性恢复）
restore -r -f /backup/data.dump.bz2 # 完整恢复到当前目录（需先在空文件系统中执行）要点：dump 支持 0～9 共 10 个备份级别（0 为全量，1～9 为增量），只能备份整个 ext 文件系统（对目录只支持 0 级）。
xfs 系列：xfsdump / xfsrestore
yum install xfsdump -y
xfsdump -l 0 -L "full_20260822" -M "media0" -f /backup/data.xfsdump /data
# -l 备份级别（0 全量，1~9 增量）
# -L 会话标签（session label）
# -M 介质标签（media label）
# -f 输出文件或磁带设备
xfsdump -l 1 -L "inc1" -M "media0" -f /backup/data.inc1 /data # 增量备份
xfsdump -I # 查看备份历史（inventory，记录在 /var/lib/xfsdump）
xfsdump -J -l 0 -f /backup/x.dump /data # -J 不更新 inventory
xfsdump -e -l 0 -f - /data | ssh remote 'cat > /backup/x.dump' # 通过管道远程备份
xfsrestore -f /backup/data.xfsdump /data # 恢复到 /data
xfsrestore -f /backup/data.xfsdump -i /data # 交互式恢复
xfsrestore -t -f /backup/data.xfsdump # 只查看内容
xfsrestore -r -f /backup/data.inc1 /data # 累积恢复增量备份（先恢复 0 级再按顺序恢复增量）要点：xfsdump 只能备份已挂载的 xfs 文件系统，且必须以 root 运行；备份 inventory 存于 /var/lib/xfsdump/inventory，迁移机器时应一并保留。
备份策略、
tar/rsync/快照备份、异地备份与恢复演练> 详见 03-03-备份与恢复.md
四、swap 交换分区管理
swap 交换分区在物理内存不足时充当虚拟内存使用。当物理内存不够用时，内核会把不活跃的内存页换出到 swap 设备。swap 分区没有文件系统。
4.1 查看 swap 使用情况
free -m # 以 MB 为单位显示内存及 swap 使用情况
free -h # 自动选择易读单位
free -g # 以 GB 为单位
swapon -s # 列出所有已启用的 swap 设备及使用量
cat /proc/swaps # 等效于 swapon -s
swapon --show # CentOS 7 新格式输出
cat /proc/meminfo | grep -i swap # 查看 swap 总量与空闲量4.2 swap 相关命令
| 命令 | 作用 |
|---|---|
mkswap |
将设备或文件格式化为 swap（写入 swap 签名） |
swapon |
启用 swap |
swapoff |
关闭 swap |
free -m |
查看内存与 swap 使用量 |
mkswap 支持两种载体：
mkswap /dev/sdc1 # 使用一个分区作为 swap
mkswap /swapfile # 使用一个文件作为 swap
mkswap -L myswap /dev/sdc1 # 指定卷标
mkswap -c /dev/sdc1 # 格式化前检查坏块4.3 使用分区作为 swap（完整演练）
# 1. 用 fdisk 新建一个分区（例如 /dev/sdc1，大小 1G），并把类型改为 82
fdisk /dev/sdc
# n → p → 1 → 回车 → +1G → t → 82 → w
partprobe /dev/sdc
# 2. 格式化为 swap
mkswap /dev/sdc1
# 3. 启用
swapon /dev/sdc1
swapon -p 10 /dev/sdc1 # -p 指定优先级（数值越大越优先使用，-1~32767）
# 4. 查看 swap 容量是否增加
free -m
swapon -s
# 5. 写入 /etc/fstab 实现开机自动启用
blkid /dev/sdc1 # 取 UUID
echo 'UUID=xxxx-xxxx swap swap defaults 0 0' >> /etc/fstab
swapon -a # 启用 fstab 中所有 swap，验证配置
# 6. 关闭 swap
swapoff /dev/sdc1 # 取消 sdc1 作为 swap
free -m # 确认容量已缩减
swapoff -a # 关闭所有 swap注意：
swapoff会把 swap 中的数据全部换回物理内存，若物理内存不足会失败甚至触发 OOM，生产环境操作前先确认free -m有足够空闲内存。
4.4 使用文件作为 swap（完整演练）
当不便重新分区时，可使用 dd 生成一个二进制大文件作为 swap：
# 1. 创建 1GB 的文件
dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024
# if=/dev/zero 输入源为零设备
# of=/swapfile 输出文件路径
# bs=1M 每次写入 1M
# count=1024 写入 1024 次，总计 1024M（1G）
# 等效写法
head -c 1G /dev/zero > /swapfile
dd if=/dev/zero of=./swapfile bs=1024 count=1024 # 注意这个只有 1MB（1024×1024B）
fallocate -l 1G /swapfile # 注意：CentOS 7 的 swap 不支持稀疏文件，建议仍用 dd
# 2. 设置权限（否则 swapon 会告警 insecure permissions）
chmod 600 /swapfile
# 3. 格式化并启用
mkswap /swapfile
swapon /swapfile
free -m
# 4. 写入 fstab
echo '/swapfile swap swap defaults 0 0' >> /etc/fstab
# 5. 关闭并删除
swapoff /swapfile
sed -i '\#^/swapfile#d' /etc/fstab
rm -f /swapfile该文件是二进制文件，无法使用
cat或vim正常查看和编辑。
4.5 swap 容量规划与 swappiness
经验规划：
| 物理内存 | 建议 swap 大小 |
|---|---|
| ≤ 2 GB | 内存的 2 倍 |
| 2 ~ 8 GB | 与内存相同 |
| 8 ~ 64 GB | 4 GB ~ 内存的 0.5 倍 |
| > 64 GB | 4 GB 即可（或按休眠需求 = 内存大小） |
| 数据库/Redis 等 | 保留少量 swap 防 OOM，但通过 swappiness 降低使用倾向 |
cat /proc/sys/vm/swappiness # 查看当前值（CentOS 6 默认 60，CentOS 7 默认 30）
sysctl vm.swappiness=10 # 临时调整（0~100，越小越倾向于用物理内存）
echo 'vm.swappiness = 10' >> /etc/sysctl.conf # 永久生效
sysctl -p内存与 swap 的性能调优
> 详见 04-03-Linux系统优化.md
五、LVM 逻辑卷管理
5.1 LVM 的意义与解决的问题
LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是 Linux 下对磁盘空间进行动态管理（扩容/缩减）的方法，在物理磁盘/分区之上建立一个抽象层。
传统分区方式的痛点与 LVM 的对应解决：
| 传统分区的问题 | LVM 的解决方案 |
|---|---|
分区大小在创建时就固定，/data 满了无法扩大 |
动态扩容：加块硬盘就能给现有文件系统扩容，业务不中断 |
| 单个文件系统不能超过单块磁盘的容量 | 跨磁盘：多块磁盘组成一个卷组，逻辑卷可横跨多块盘 |
| 扩容必须停机、备份、重新分区、恢复数据 | 在线扩容：lvextend -r 一条命令，无需卸载（ext4/xfs 都支持在线扩） |
| 备份大文件系统时数据在变化，无法保证一致性 | 快照（Snapshot）：瞬间创建某一时刻的一致性视图，基于快照做备份 |
| 空间预估错误导致某分区浪费、某分区不足 | 灵活再分配：从 ext4 卷缩容，把空间给别的卷（xfs 不能缩） |
| 更换磁盘需要停机迁移数据 | 在线迁移：pvmove 把数据从旧盘搬到新盘，业务无感知 |
| 无法做条带化提升性能 | 条带化/镜像：lvcreate -i（条带）/-m（镜像） |
安装：
yum install lvm2 -y # CentOS 6/7 通用
rpm -qa | grep lvm2 # 确认已安装
systemctl status lvm2-lvmetad # CentOS 7 的 LVM 元数据缓存服务5.2 三层结构：PV / VG / LV / PE
| 层级 | 英文 | 说明 |
|---|---|---|
| 物理卷 PV | Physical Volume | 对应硬盘分区或整块硬盘（也可以是 RAID 阵列 /dev/md0、多路径设备）。创建前建议把分区类型 ID 标记为 8e |
| 物理区域 PE | Physical Extent | PV 被划分成的等大小块，是 LVM 分配空间的最小单位，默认 4 MiB。一个 VG 内所有 PV 的 PE 大小必须相同 |
| 卷组 VG | Volume Group | 由一个或多个 PV 组成的存储池，用于统一管理物理空间。VG 的容量 = 所有 PV 容量之和 |
| 逻辑卷 LV | Logical Volume | 在 VG 之上划分出的"虚拟分区"，由若干 PE 组成，可格式化、挂载使用，可动态调整大小 |
| 逻辑区域 LE | Logical Extent | LV 中的逻辑块，与 PE 一一对应（线性模式下） |
关系图：
物理层 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd（整盘）
│ │ │
pvcreate pvcreate pvcreate
▼ ▼ ▼
PV 层 [PV1] [PV2] [PV3]
PE PE PE PE PE PE PE PE PE ← 每个 PV 被切成等大的 PE（默认 4MiB）
└────────────┴────────────┘
vgcreate
▼
VG 层 ┌────────── vgdata ──────────┐ ← 一个大的 PE 池
│ PE PE PE PE PE PE PE PE ... │
└──────────────┬───────────────┘
lvcreate
┌───────────┬─┴──────────┬────────────┐
▼ ▼ ▼ ▼
LV 层 [lv_app] [lv_data] [lv_log] (剩余空闲 PE)
20 GB 50 GB 10 GB 可随时分配
│ │ │
mkfs.xfs mkfs.ext4 mkfs.xfs
▼ ▼ ▼
文件系统 /app /data /var/log一句话流程：
磁盘/分区 --pvcreate--> 物理卷 PV --vgcreate--> 卷组 VG --lvcreate--> 逻辑卷 LV --mkfs/mount--> 文件系统整体流程描述：把硬盘分区或整块硬盘标记为 PV → 创建 VG 并将 PV 加入 → 在 VG 上划分 LV → 格式化 LV → 挂载使用。
5.3 完整实操流程
步骤 0：准备物理分区并设置类型 8e
# 方式一：分区后作为 PV（推荐，便于识别用途）
fdisk /dev/sdb
# n → p → 1 → 回车 → 回车（用满整盘）
# t → 8e （改为 Linux LVM）
# p 确认 → w 保存
partprobe /dev/sdb
fdisk -l /dev/sdb | grep sdb1 # 确认 Id 为 8e，System 为 Linux LVM
# GPT 磁盘用 parted 设置 lvm 标志
parted -s /dev/sdb mklabel gpt mkpart primary 1MiB 100% set 1 lvm on
# 方式二：不分区，直接把整块裸盘做 PV（云主机数据盘常用，扩容更方便）
pvcreate /dev/sdb说明：
8e只是"用途声明"，不设置也能pvcreate；但设置了它，fdisk -l就能一眼看出这块分区归 LVM 使用，避免误格式化。
步骤 1：创建与管理物理卷（PV）
pvcreate /dev/sdb1 # 将分区初始化为物理卷
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 一次初始化多个
pvcreate /dev/sdb # 使用整块裸盘
pvcreate /dev/md0 # 使用 RAID 阵列作为 PV
pvcreate -ff /dev/sdb1 # 强制创建（清除已有 LVM 标记时使用）
pvcreate --dataalignment 1m /dev/sdb1 # 指定数据对齐，RAID/SSD 上优化性能
pvs # 查看 PV 简要信息（最常用）
pvs -o +pv_used # 附加显示已用空间
pvs --units g # 以 GB 为单位显示
pvscan # 扫描系统中所有 PV（稍详细）
pvscan --cache # 刷新 LVM 元数据缓存
pvdisplay # 查看所有 PV 详细信息
pvdisplay /dev/sdb1 # 查看指定 PV 的详细属性（大小、PE 数、所属 VG）
pvdisplay -m /dev/sdb1 # 显示 PE 的映射segment分布
pvchange -x n /dev/sdb1 # 禁止在该 PV 上分配 PE（准备移除该盘时使用）
pvchange -x y /dev/sdb1 # 重新允许分配
pvresize /dev/sdb1 # 底层分区/磁盘扩容后，让 PV 识别新容量
pvck /dev/sdb1 # 检查 PV 元数据一致性
pvremove /dev/sdb1 # 删除 PV 标记（必须先从 VG 中移出）
pvremove -ff /dev/sdb1 # 强制删除
lvmdiskscan # 检测系统中所有硬盘和分区，查找可用于 LVM 的设备pvs 输出示例与各列含义：
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sdb1 vgdata lvm2 a-- <5.00g 1.00g
/dev/sdc1 vgdata lvm2 a-- <5.00g 5.00gPV（设备）、VG（所属卷组，空白表示未加入任何 VG）、Fmt（元数据格式 lvm2）、Attr（属性，a = allocatable 可分配）、PSize（总容量）、PFree（剩余可分配容量）。
步骤 2：创建与管理卷组（VG）
vgcreate vgdata /dev/sdb1 # 用一个 PV 创建卷组
vgcreate vgdata /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 一次加入多个 PV
vgcreate myvg /dev/hdb1 # 老式 IDE 盘写法
vgcreate -s 16M vgdata /dev/sdb1 # -s 指定 PE 大小为 16MiB（默认 4MiB）
vgcreate -s 32M -p 128 vgdata /dev/sdb1 # -p 限制最大 PV 数量
vgs # 查看 VG 简要信息（最常用）
vgs --units g # 指定单位
vgscan # 扫描系统中所有卷组
vgdisplay # 查看所有 VG 详细信息
vgdisplay vgdata # 查看指定卷组（PE 大小、总 PE、空闲 PE）
vgdisplay -v vgdata # 同时显示其中的 PV 和 LV
vgextend vgdata /dev/sdd1 # 向卷组添加新 PV，实现卷组在线扩容
vgextend myvg /dev/hdb2
vgreduce vgdata /dev/sdd1 # 把未使用的 PV 移出卷组（缩小卷组）
vgreduce --removemissing vgdata # 移除已丢失/损坏的 PV（磁盘物理损坏后救急）
vgrename vgdata vgnew # 重命名卷组（须处于非活动状态/未挂载）
vgrename <VG-UUID> vgnew # 用 UUID 重命名（VG 名冲突时使用）
vgremove vgdata # 删除卷组（必须先删除其中所有 LV）
vgremove -f vgdata # 强制删除
vgchange -a y vgdata # 激活卷组（使其 LV 可用）
vgchange -a n vgdata # 停用卷组
vgck vgdata # 检测卷组 VGDA（卷组描述符区域）的一致性
vgmerge vgnew vgold # 合并两个已存在的卷组
vgsplit vgdata vgnew /dev/sdc1 # 把一个卷组拆分为两个
vgmknodes # 重新建立卷组目录与其中的设备文件节点
vgconvert -M2 vgdata # 元数据格式从 LVM1 转 LVM2vgdisplay 关键字段：
--- Volume group ---
VG Name vgdata
VG Size 9.99 GiB <- 卷组总容量
PE Size 4.00 MiB <- 每个 PE 的大小
Total PE 2558 <- PE 总数
Alloc PE / Size 1280 / 5.00 GiB <- 已分配
Free PE / Size 1278 / 4.99 GiB <- 剩余可分配（扩容前必看这一行）
VG UUID xxxx-xxxx关于 PE 大小的选择：
- 默认 4 MiB，兼容性最好；
- PE 大小决定单个 LV 的理论上限（LVM2 中已不再是硬限制，但影响元数据规模）；
- 超大卷组（几十 TB）可用
-s 32M或-s 64M减少 PE 数量、提升管理效率； - PE 大小在 VG 创建后无法直接修改（需要删除重建 VG），务必一开始规划好。
步骤 3：创建与管理逻辑卷（LV）
逻辑卷从卷组中划分空间，对用户而言相当于一块可灵活调整大小的"虚拟磁盘"。
# -L 按容量指定（K/M/G/T）
lvcreate -L 2G -n mylv1 myvg # 在 myvg 中创建 2G 的 mylv1
lvcreate -L 10G -n lvdata vgdata
lvcreate --name lvhome --size 10G vgdata # 长选项写法，等价
# -l 按 PE 数量或百分比指定
lvcreate -l 100 -n lv1 vgdata # 用 100 个 PE（100×4M = 400M）
lvcreate -l 100%FREE -n lvall vgdata # 用满卷组当前所有剩余空间（最常用）
lvcreate -l 50%FREE -n lvhalf vgdata # 用掉剩余空间的一半
lvcreate -l 80%VG -n lvbig vgdata # 用卷组总容量的 80%
lvcreate -l 100%PVS -n lvpv vgdata /dev/sdb1 # 用满指定 PV 的空间
# 指定在哪个 PV 上分配（控制数据落盘位置）
lvcreate -L 5G -n lvfast vgdata /dev/sdb1
# 条带化与镜像
lvcreate -L 10G -i 2 -I 64 -n lvstripe vgdata # -i 条带数，-I 条带大小(KB)
lvcreate -L 10G -m 1 -n lvmirror vgdata # -m 1 创建 1 份镜像
# 快照
lvcreate -s -L 2G -n lvdata_snap /dev/vgdata/lvdata
# 查看
lvs # 查看所有 LV 简要信息（最常用）
lvs -o +devices # 附加显示 LV 落在哪些 PV 上
lvs -a # 显示所有内部卷（含快照元数据、镜像子卷）
lvs --units g
lvscan # 扫描并列出所有逻辑卷
lvdisplay # 查看所有 LV 详细信息
lvdisplay /dev/vgdata/lvdata # 查看指定 LV
lvdisplay -m /dev/vgdata/lvdata # 显示 LE→PE 的映射关系
# 修改与删除
lvrename vgdata lvold lvnew # 重命名（须非活动状态）
lvrename /dev/vgdata/lvold /dev/vgdata/lvnew # 等效写法
lvchange -a n /dev/vgdata/lvdata # 停用逻辑卷
lvchange -a y /dev/vgdata/lvdata # 激活逻辑卷
lvchange -p r /dev/vgdata/lvdata # 设为只读（rw 为读写）
lvremove /dev/vgdata/lvdata # 删除逻辑卷（须先卸载）
lvremove -f /dev/vgdata/lvdata # 强制删除，不提示确认
lvmchange # 紧急情况下复位逻辑卷管理器（极少使用）
lvmdiskscan # 列出所有可用于 LVM 的块设备
lvmsadc # 收集逻辑卷读写统计数据
lvmsar # 报告 lvmsadc 收集到的统计数据lvs 输出示例：
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync
lvdata vgdata -wi-ao---- 10.00g
lvsnap vgdata swi-a-s-- 2.00g lvdata 12.34Attr 各位含义（第 1 位类型：- 普通、s 快照、o 原始卷、m 镜像、t thin 池、V thin 卷；第 2 位权限 w/r；第 6 位状态 a 表示 active）。
步骤 4：格式化并挂载 LV
LV 设备路径有两种等价写法：
/dev/<卷组名>/<逻辑卷名> 如 /dev/vgdata/lvdata、/dev/centos/home
/dev/mapper/<卷组名>-<逻辑卷名> 如 /dev/mapper/vgdata-lvdata、/dev/mapper/centos-home# 格式化
mkfs.xfs /dev/vgdata/lvdata # CentOS 7 推荐
mkfs.ext4 /dev/vgdata/lvdata # CentOS 6 推荐
mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv1
mkfs -t ext4 /dev/mapper/vgdata-lvdata # 等效
# 挂载
mkdir -p /data
mount /dev/vgdata/lvdata /data
mount /dev/myvg/mylv1 /mnt
df -hT /data
lsblk # 可以看到 lvm 类型的层级关系
# 写入 fstab 开机自动挂载
blkid /dev/vgdata/lvdata # 也可以取 UUID 使用# 三种写法都可以，LV 路径本身就是稳定的（不像 /dev/sdb1 会变）
/dev/vgdata/lvdata /data xfs defaults 0 0
/dev/mapper/vgdata-lvdata /data xfs defaults 0 0
UUID=8f5c1c2a-6b3e-4c7a /data xfs defaults 0 0mount -a # 验证 fstab（必做）说明：逻辑卷路径由 VG 名和 LV 名决定，只要不改名就永远不变，因此 fstab 中直接写
/dev/vg/lv是安全的，这与裸分区必须用 UUID 的情况不同。但若可能出现 VG 重名（如挂载别的机器的盘），仍以 UUID 最稳妥。
5.4 在线扩容完整演练
核心原则：逻辑卷的大小不能超过所在卷组的剩余空间。 扩容顺序永远是：先扩 VG（如果 VG 没空间了）→ 再扩 LV → 最后扩文件系统。
场景一：VG 还有剩余空间，只扩 LV
# 1. 检查卷组剩余空间（Free PE / Size 一行）
vgs
vgdisplay vgdata | grep Free
# 2. 扩容逻辑卷（三种写法）
lvextend -L +10G /dev/vgdata/lvdata # 增加 10G（注意 + 号）
lvextend -L 30G /dev/vgdata/lvdata # 扩到总共 30G（无 + 号是绝对值）
lvextend -l +100%FREE /dev/vgdata/lvdata # 把卷组所有剩余空间都给它
lvextend -l +100 /dev/vgdata/lvdata # 增加 100 个 PE
lvextend -L +100M /dev/myvg/mylv1 # 增加 100M
lvresize -L +10G /dev/centos/home # lvresize 等效（可扩可缩，lvextend 只能扩）
# 3. 确认逻辑卷已变大，但 df 显示的容量还没变（文件系统还没扩）
lvs
df -hT /data
# 4. 扩容文件系统 —— 区分 ext4 与 xfs！
resize2fs /dev/vgdata/lvdata # ext2/3/4：参数是设备名，可在线执行
xfs_growfs /data # xfs：参数是挂载点，必须挂载着
# 5. 确认
df -hT /data
lsblk场景二：VG 空间不足，先加盘扩 VG 再扩 LV（最常见）
# 1. 加一块新盘（虚拟机热添加后在线扫描）
for h in /sys/class/scsi_host/host*/scan; do echo '- - -' > $h; done
lsblk # 出现 /dev/sdd
# 2. 分区并设置类型 8e（或直接用裸盘）
fdisk /dev/sdd # n → p → 1 → 回车 → 回车 → t → 8e → w
partprobe /dev/sdd
# 3. 创建 PV
pvcreate /dev/sdd1
pvs
# 4. 把新 PV 加入卷组（在线，业务无感知）
vgextend vgdata /dev/sdd1
vgs # VFree 变大了
# 5. 扩容 LV
lvextend -l +100%FREE /dev/vgdata/lvdata
# 6. 扩容文件系统
xfs_growfs /data # xfs
# 或 resize2fs /dev/vgdata/lvdata # ext4
# 7. 验证
df -hT /data一步完成扩容：lvextend -r / lvresize -r
-r（--resizefs）会在调整逻辑卷后自动调用对应的文件系统调整工具（内部通过 fsadm），自动识别 ext4 调 resize2fs、xfs 调 xfs_growfs：
lvextend -r -L +10G /dev/vgdata/lvdata # 扩 LV 并自动扩文件系统（推荐）
lvextend -r -l +100%FREE /dev/vgdata/lvdata
lvresize -r -L +10G /dev/centos/home # lvresize 同样支持
lvresize -r -L +10G /dev/centos/home # 等效
# 老式两步写法（等价）
lvextend -L +100M /dev/myvg/mylv1 # 1) 扩容逻辑卷
resize2fs /dev/myvg/mylv1 # 2) 同步扩容文件系统ext4 与 xfs 扩容差异对照
| 步骤 | ext2/3/4 | xfs |
|---|---|---|
| 扩 LV | lvextend -L +10G /dev/vg/lv |
相同 |
| 扩文件系统命令 | resize2fs /dev/vg/lv |
xfs_growfs /挂载点 |
| 参数是什么 | 设备名 | 挂载点 |
| 是否需要挂载 | 挂载或卸载都可以 | 必须处于挂载状态 |
| 一步完成 | lvextend -r -L +10G ... |
lvextend -r -L +10G ...（同样支持） |
| 可否缩容 | 可以（须卸载） | 不可以 |
扩容根分区（/）的完整演练
# 场景：CentOS 7 默认安装，根分区在 /dev/mapper/centos-root（xfs），磁盘已扩容
# 1. 让内核识别磁盘新容量
echo 1 > /sys/class/block/sda/device/rescan
lsblk
# 2. 新建分区使用新增空间（不要动已有分区！）
fdisk /dev/sda # n → p → 3 → 回车 → 回车 → t → 3 → 8e → w
partprobe /dev/sda # 若失败：partx -a --nr 3 /dev/sda，或安排重启
# 3. 创建 PV 并扩 VG
pvcreate /dev/sda3
vgextend centos /dev/sda3
# 4. 扩 LV + 文件系统（根分区可在线扩容，无需重启）
lvextend -r -l +100%FREE /dev/mapper/centos-root
# 5. 验证
df -hT /5.5 缩容完整演练
关键限制：xfs 文件系统不支持缩容！ 这是设计上的限制，没有任何工具能缩小 xfs。CentOS 7 默认使用 xfs，因此在 CentOS 7 上"缩小根分区腾空间给别的卷"这件事做不到，只能：备份数据 → 删除 LV → 重建更小的 LV → 重新格式化 → 恢复数据。
ext4 缩容的严格顺序
卸载文件系统 → e2fsck -f 强制检查 → resize2fs 缩小文件系统 → lvreduce 缩小逻辑卷 → 重新挂载
umount e2fsck -f resize2fs 10G lvreduce -L 10G mount顺序绝对不能颠倒：必须先缩文件系统，再缩逻辑卷。如果先缩了逻辑卷，文件系统尾部的数据所在的 PE 会被直接回收，导致文件系统结构损坏、数据永久丢失。
完整命令演练（把 20G 的 lvdata 缩到 10G）：
# 0. 【必做】先完整备份数据！缩容是高风险操作
tar -czf /backup/data-$(date +%F).tar.gz /data
# 或 xfsdump / rsync 到其他位置
# 1. 确认当前实际使用量，缩容目标必须大于已用空间
df -h /data
# Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
# /dev/mapper/vgdata-lvdata 20G 6.5G 13G 34% /data
# 已用 6.5G，缩到 10G 是安全的
# 2. 卸载文件系统（缩容必须离线！）
umount /data
# 若报 busy：fuser -mv /data，处理占用进程后重试
# 3. 强制检查文件系统（不做这步 resize2fs 会拒绝执行）
e2fsck -f /dev/vgdata/lvdata
# 或 e2fsck -f -y /dev/vgdata/lvdata
# 4. 先缩小【文件系统】到 10G
resize2fs /dev/vgdata/lvdata 10G
# 输出 The filesystem on /dev/vgdata/lvdata is now 2621440 (4k) blocks long.
# 5. 再缩小【逻辑卷】到 10G
lvreduce -L 10G /dev/vgdata/lvdata
# WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
# THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
# Do you really want to reduce vgdata/lvdata? [y/n]: y
# 相对缩减写法：
# lvreduce -L -10G /dev/vgdata/lvdata # 减少 10G
# lvreduce -L -100M /dev/myvg/mylv1 # 减少 100M
# lvreduce -l -100 /dev/vgdata/lvdata # 减少 100 个 PE
# 6. 重新挂载并验证
mount /dev/vgdata/lvdata /data
df -hT /data
ls /data # 确认数据完好
# 7. 现在卷组有了空闲空间，可以分配给其它 LV
vgs
lvextend -r -l +100%FREE /dev/vgdata/lvother一步完成的写法（谨慎使用）：
umount /data
e2fsck -f /dev/vgdata/lvdata
lvreduce -r -L 10G /dev/vgdata/lvdata # -r 自动先缩文件系统再缩 LV
lvresize -r -L -10G /dev/centos/mnt # lvresize 等效写法
mount /dev/vgdata/lvdata /data
-r选项会自动按正确顺序操作，比手工分步更安全，但仍必须先卸载并备份。
缩容注意事项与常见错误
| 错误做法 | 后果 |
|---|---|
先 lvreduce 再 resize2fs |
文件系统损坏、数据永久丢失（尾部数据所在 PE 已被回收） |
不卸载就 resize2fs 缩容 |
报错拒绝执行（幸运）；强制执行则文件系统损坏 |
不做 e2fsck -f |
resize2fs 报 Please run 'e2fsck -f' first 拒绝执行 |
| 缩容目标小于已用空间 | resize2fs 报 New size smaller than minimum 拒绝执行 |
| 对 xfs 执行缩容 | 没有任何工具能做到，lvreduce -r 会报错；若强行 lvreduce 则文件系统损坏 |
| 缩容前不备份 | 一旦出错无法挽回 |
查询 ext4 文件系统能缩到的最小尺寸：
resize2fs -P /dev/vgdata/lvdata # 打印最小块数
tune2fs -l /dev/vgdata/lvdata | grep -E 'Block count|Free blocks|Block size'5.6 LVM 快照（Snapshot）
原理：写时复制（COW，Copy-On-Write）
- 创建快照时不复制任何数据，只是建立一个指向原卷（origin）当前状态的元数据映射，因此瞬间完成。
- 之后原卷上某个块第一次被修改前，LVM 会先把该块的原始内容复制到快照空间，再让写入落到原卷。
- 读快照时：未被修改过的块直接读原卷，被修改过的块读快照空间里保存的旧副本。
- 因此快照看到的永远是创建瞬间的一致性视图。
- 快照空间只需要能容纳"快照存续期间原卷被修改的数据量"，通常远小于原卷（经验值：原卷的 10%～20%，写入频繁的库要更大）。
创建与使用快照
# 创建快照（-s 表示 snapshot，最后的参数是原卷路径）
lvcreate -s -L 2G -n lvdata_snap /dev/vgdata/lvdata
lvcreate --snapshot --size 2G --name lvdata_snap /dev/vgdata/lvdata # 长选项
lvcreate -s -l 20%ORIGIN -n lvdata_snap /dev/vgdata/lvdata # 按原卷比例
lvcreate -s -L 5G -n snap_root /dev/mapper/centos-root # 给根卷做快照
# 查看快照（Origin 列显示原卷，Data% 显示快照空间已用比例）
lvs
# LV VG Attr LSize Origin Data%
# lvdata vgdata owi-aos-- 20.00g
# lvdata_snap vgdata swi-a-s-- 2.00g lvdata 3.21
lvdisplay /dev/vgdata/lvdata_snap
lvs -o lv_name,origin,data_percent,lv_size
# 挂载快照读取数据（快照是独立的块设备）
mkdir -p /mnt/snap
mount -o ro /dev/vgdata/lvdata_snap /mnt/snap # ext4：只读挂载即可
mount -o ro,nouuid /dev/vgdata/snap_xfs /mnt/snap # xfs：必须加 nouuid（UUID 与原卷相同会拒绝挂载）
ls /mnt/snap # 看到的是快照创建瞬间的数据
# 删除快照（用完立刻删除，避免持续拖慢原卷性能）
umount /mnt/snap
lvremove /dev/vgdata/lvdata_snap
lvremove -f /dev/vgdata/lvdata_snap用快照做一致性备份的完整流程
问题背景：直接 tar 一个正在被数据库写入的目录，备份出来的文件可能处于中间状态，恢复后数据不一致。快照解决了这个问题。
# 1.（数据库场景）让数据落盘并短暂加锁，保证快照点一致
mysql -e "FLUSH TABLES WITH READ LOCK;" & # 保持会话持锁
sync # 刷新文件系统缓存
# xfs 还可以冻结文件系统，保证元数据一致：
xfs_freeze -f /data
# 2. 创建快照（秒级完成，业务几乎无感知）
lvcreate -s -L 5G -n snap_data /dev/vgdata/lvdata
# 3. 立即解锁/解冻，业务恢复正常读写
xfs_freeze -u /data
# 结束持锁的 mysql 会话（UNLOCK TABLES）
# 4. 挂载快照
mkdir -p /mnt/snap
mount -o ro,nouuid /dev/vgdata/snap_data /mnt/snap # xfs
# mount -o ro /dev/vgdata/snap_data /mnt/snap # ext4
# 5. 从快照做备份（此时可以慢慢备份，原卷继续读写互不影响）
tar -czf /backup/data-$(date +%F).tar.gz -C /mnt/snap .
# 或
rsync -a --delete /mnt/snap/ /backup/data/
# 或 xfsdump -l 0 -f /backup/data.xfsdump /mnt/snap
# 或 dump -0uj -f /backup/data.dump.bz2 /mnt/snap
# 6. 备份完成，卸载并删除快照
umount /mnt/snap
lvremove -f /dev/vgdata/snap_data
# 7. 验证备份可用
tar -tzf /backup/data-$(date +%F).tar.gz | head快照空间耗尽的后果
- 快照空间被写满（
lvs的Data%达到 100%）后，快照立即失效（Invalid），无法再挂载读取，其中的备份视图彻底丢失； - 快照失效不会损坏原卷数据，原卷继续正常工作（这是唯一的好消息）；
- 因此必须监控快照使用率：
lvs -o lv_name,data_percent,origin # 手工检查
watch -n 5 'lvs' # 备份期间持续观察
# 让 LVM 自动扩容快照，避免写满（推荐配置）
vim /etc/lvm/lvm.conf
# snapshot_autoextend_threshold = 70 # 用到 70% 时自动扩容
# snapshot_autoextend_percent = 20 # 每次扩容 20%
systemctl restart lvm2-monitor # CentOS 7 需要 dmeventd 监控服务在运行
# 手工扩容快照
lvextend -L +2G /dev/vgdata/snap_data合并快照（回滚原卷到快照时刻）
# lvconvert --merge 把快照内容合并回原卷，实现"回滚"
umount /data # 先卸载原卷（根卷无法卸载则见下）
lvconvert --merge /dev/vgdata/snap_data
# 合并完成后快照会被自动删除
mount /dev/vgdata/lvdata /data
ls /data # 数据已回到快照创建时的状态
# 若原卷正在使用（如根卷）无法卸载，合并会被延迟到下次激活时执行
lvconvert --merge /dev/vgdata/snap_root
# Merging of snapshot will occur on next activation of vgdata/lvroot.
reboot # 重启后自动完成合并典型用途：升级/打补丁前先做快照，出问题就 lvconvert --merge 一键回滚。
快照与备份的关系（重要观念）
| 观点 | 说明 |
|---|---|
| 快照不是备份 | 快照与原卷在同一个卷组、同一批物理磁盘上，磁盘损坏则原卷与快照一起丢失 |
| 快照是"备份的辅助手段" | 它解决的是"备份期间数据一直在变"的一致性问题，备份数据必须落到其它介质/主机 |
| 快照有性能代价 | 快照存在期间，原卷每次首次写入都要多一次读+写（COW），写性能明显下降。用完立刻删除 |
| 快照不能长期保留 | 空间会被逐渐写满而失效；多个快照叠加性能损耗更大 |
| 快照可用于回滚 | lvconvert --merge 适合升级前的短期保险 |
完整的备份策略（全量/增量、异地、恢复演练）
> 详见 03-03-备份与恢复.md
5.7 条带化与镜像
条带化（Striping，类似 RAID 0）
数据被切成条带轮流写到多个 PV 上，多块盘并行读写，性能成倍提升，但没有冗余（任一盘坏则整个 LV 失效）。
# -i 条带数（必须 ≤ VG 中可用 PV 数），-I 条带大小（KB，必须是 2 的幂）
lvcreate -L 10G -i 2 -I 64 -n lvstripe vgdata
lvcreate -L 20G -i 3 -I 128 -n lvfast vgdata /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
lvs -o +stripes,stripe_size,devices # 查看条带配置
lvdisplay -m /dev/vgdata/lvstripe # 查看 LE→PE 的分布，确认跨了多个 PV要点：
-i N要求 VG 中至少有 N 个不同的 PV，且每个 PV 都要有足够空间；- 条带大小
-I建议与业务 I/O 大小匹配（数据库 64K，大文件顺序读写 256K 以上）； - 条带 LV 扩容时必须一次扩满所有条带盘（
lvextend需要每个 PV 都有空间），否则需要用--alloc anywhere； - 默认（不加
-i）是线性/连续分配（linear）：先用满第一个 PV 再用第二个，没有性能提升但扩容灵活。
镜像（Mirroring，类似 RAID 1）
# -m 1 表示 1 份镜像（共 2 份数据），需要至少 2 个 PV + 1 个放日志（或用 --mirrorlog core）
lvcreate -L 10G -m 1 -n lvmirror vgdata
lvcreate -L 10G -m 1 --mirrorlog mirrored -n lvmirror vgdata # 镜像日志也做镜像
lvcreate -L 10G -m 1 --mirrorlog core -n lvmirror vgdata # 日志放内存（重启需完整同步）
# 用 RAID1 类型（CentOS 7 推荐，基于 md 的 dm-raid，比老的 dm-mirror 更好）
lvcreate --type raid1 -m 1 -L 10G -n lvraid1 vgdata
lvcreate --type raid5 -i 3 -L 30G -n lvraid5 vgdata
lvcreate --type raid10 -i 2 -m 1 -L 20G -n lvraid10 vgdata
# 查看同步进度
lvs -o +copy_percent,sync_percent
lvs -a -o name,segtype,sync_percent
# 给已有 LV 添加/移除镜像
lvconvert -m 1 /dev/vgdata/lvdata # 添加镜像
lvconvert -m 0 /dev/vgdata/lvdata # 移除镜像（变回单份）
lvconvert --repair /dev/vgdata/lvraid1 # 修复降级的镜像LVM 内建 RAID 与 mdadm 软 RAID 的关系与选择
| 方案 | 特点 | 适用场景 |
|---|---|---|
| mdadm 软 RAID + LVM 叠加（推荐） | 分层清晰：磁盘 → md 阵列 → PV/VG/LV。RAID 管理成熟、监控工具完善（/proc/mdstat） |
生产环境标准做法，同时获得冗余与灵活扩容 |
LVM 内建 RAID（--type raid1/5/6/10） |
少一层，可对单个 LV 指定不同的 RAID 级别（同一 VG 内混用） | 需要按卷差异化配置冗余；单机灵活实验 |
LVM 条带 -i |
只提性能无冗余 | 底层已有硬件 RAID 保护时的性能优化 |
常见分层顺序：物理磁盘 → md 阵列 → PV/VG/LV → 文件系统。
# md 设备作为 PV 使用（在阵列上叠加 LVM）
pvcreate /dev/md0
vgcreate vgdata /dev/md0
lvcreate --name lvapp --size 100G vgdata若已有带缓存电池的硬件 RAID 卡，则直接用硬件 RAID 提供的逻辑盘做 PV，不要再叠加软 RAID。RAID 详见本文第七章。
5.8 精简置备（Thin Provisioning）简述
thin provisioning（精简卷/超额分配）允许创建"名义容量大于实际物理容量"的逻辑卷，空间按实际写入量从 thin pool 中动态分配。
# 1. 创建 thin pool（精简池），大小为实际可用物理空间
lvcreate -L 20G --thinpool tp0 vgdata
lvcreate -L 20G --type thin-pool -n tp0 vgdata # 等效写法
lvcreate -l 100%FREE --thinpool tp0 vgdata
# 2. 在池中创建 thin LV，-V 是"虚拟大小"，可以超过池的实际容量（超额分配）
lvcreate -V 50G -T vgdata/tp0 -n lvthin1
lvcreate -V 50G --thin vgdata/tp0 -n lvthin2 # 两个卷各"号称"50G，池只有 20G
# 3. 正常格式化挂载使用
mkfs.xfs /dev/vgdata/lvthin1
mount /dev/vgdata/lvthin1 /data1
# 4. 监控池的实际使用率（Data% 和 Meta%）——这是 thin 的生命线
lvs -o lv_name,lv_size,data_percent,metadata_percent
lvs -a # 查看池的内部卷
# 5. 池不够了就扩容池
lvextend -L +10G vgdata/tp0
# 6. thin 卷的快照几乎不占空间（不需要预留固定大小）
lvcreate -s -n snap1 vgdata/lvthin1优点：空间利用率高、快照极其廉价（可保留多个）、支持 discard 回收空间。
风险（必须理解）：一旦 thin pool 被写满，所有基于它的 thin LV 都会立即 I/O 错误、文件系统被置为只读甚至损坏。因此：
# 配置自动扩容（/etc/lvm/lvm.conf）
thin_pool_autoextend_threshold = 70
thin_pool_autoextend_percent = 20
systemctl enable --now lvm2-monitor生产使用 thin 必须配套容量监控告警，且 VG 中要保留可扩容的空闲空间。
5.9 LVM 常见问题与运维操作
VG 元数据备份与恢复
LVM 会在每次修改元数据时自动备份，无需手工操作：
- 自动备份目录：
/etc/lvm/backup/（当前元数据，每个 VG 一个文件） - 历史归档目录：
/etc/lvm/archive/（每次变更前的旧版本，带序号和时间戳）
# 手工备份元数据
vgcfgbackup # 备份所有 VG 到 /etc/lvm/backup/
vgcfgbackup vgdata # 备份指定 VG
vgcfgbackup -f /backup/vgdata.conf vgdata # 备份到指定文件
# （老文档中写作备份到 /etc/vmconf，现代 LVM2 为 /etc/lvm/backup）
# 查看可用的归档版本
ls -l /etc/lvm/archive/
vgcfgrestore --list vgdata # 列出该 VG 所有可恢复的元数据版本及时间
# 恢复元数据（典型场景：误删了 LV，想恢复元数据把 LV 找回来）
vgcfgrestore -f /etc/lvm/archive/vgdata_00003-123456789.vg vgdata
vgcfgrestore vgdata # 恢复到最近一次备份
vgchange -ay vgdata # 恢复后重新激活
lvs # 确认 LV 回来了
mount /dev/vgdata/lvdata /data # 数据通常完好（只要 PE 未被覆盖写入）
# PV 元数据损坏/UUID 丢失时的修复
pvcreate --uuid <原PV的UUID> --restorefile /etc/lvm/backup/vgdata /dev/sdb1
vgcfgrestore vgdata重要：误
lvremove后不要再做任何写操作（不要创建新 LV），立即用vgcfgrestore恢复元数据，数据大概率能救回来。
迁移 VG 到新机器（vgexport / vgimport）
# ===== 在源机器上 =====
umount /data # 1. 卸载所有该 VG 上的文件系统
lvchange -an /dev/vgdata/lvdata # 2. 停用逻辑卷
vgchange -an vgdata # 3. 停用卷组
vgexport vgdata # 4. 导出卷组（系统不再识别它）
vgs # 状态显示 exported（Attr 中有 x）
vgcfgbackup vgdata # 5.（建议）备份元数据一起带走
# 6. 关机，把磁盘物理搬到新机器（或在存储上重新映射 LUN）
# ===== 在目标机器上 =====
pvscan # 7. 扫描发现 PV（会提示 is in exported VG）
vgscan # 8. 扫描发现卷组
vgimport vgdata # 9. 导入卷组
vgchange -ay vgdata # 10. 激活卷组
lvs # 11. 查看逻辑卷
mount /dev/vgdata/lvdata /data # 12. 挂载使用
vim /etc/fstab # 13. 写入 fstab
# 若两台机器上 VG 同名冲突，先重命名再导入
vgrename <VG-UUID> vgdata_old
vgs -o vg_name,vg_uuid # 查看 UUIDpvmove：在线迁移数据后移除旧盘
场景：一块旧盘即将故障（SMART 报警）或要换成 SSD，需要在业务不停机的情况下把数据搬走并拔掉旧盘。
# 1. 加入新盘作为新 PV，并扩入同一个卷组
pvcreate /dev/sde1
vgextend vgdata /dev/sde1
vgs # 确认新盘容量已进入 VG，且 VFree ≥ 旧盘已用量
# 2.（建议）禁止在旧盘上再分配新的 PE
pvchange -x n /dev/sdb1
# 3. 在线迁移数据（把 sdb1 上的所有 PE 搬到其它 PV 上）
pvmove /dev/sdb1 # 自动选择目标 PV
pvmove /dev/sdb1 /dev/sde1 # 指定迁移到 sde1
pvmove -v /dev/sdb1 # 详细输出
pvmove -i 10 /dev/sdb1 # 每 10 秒报告一次进度
pvmove -n lvdata /dev/sdb1 /dev/sde1 # 只迁移指定 LV 的数据
# 迁移过程是在线的，业务可继续读写；速度取决于数据量与磁盘性能
# 中断与续传
pvmove --abort # 中止迁移（数据回退，安全）
pvmove # 不带参数：继续之前被中断的迁移
# 4. 查看迁移进度
lvs -o +move_pv,copy_percent
pvs
dmsetup status # 观察 pvmove 镜像进度
# 5. 迁移完成后确认旧盘已空（PFree 等于 PSize）
pvs /dev/sdb1
pvdisplay /dev/sdb1 | grep -E 'Allocated|Free'
# 6. 从卷组中移出旧盘
vgreduce vgdata /dev/sdb1
# 7. 清除旧盘的 PV 标记
pvremove /dev/sdb1
# 8. 现在可以安全地物理拔掉旧盘了（先在系统里删除设备）
echo 1 > /sys/block/sdb/device/delete磁盘物理损坏后的应急处理
vgdisplay vgdata # 提示 Couldn't find device with uuid ...
vgs # 显示 [unknown] 设备
vgreduce --removemissing vgdata # 移除丢失的 PV（该 PV 上的 LV 会被删除！）
vgreduce --removemissing --force vgdata # 强制（会删除引用了丢失 PV 的 LV）
vgchange -ay --partial vgdata # 部分激活，尝试抢救仍完整的 LV 上的数据
vgcfgrestore vgdata # 换上新盘并恢复元数据后重建其它常见问题
| 问题 | 原因与解决 |
|---|---|
lvcreate 报 Insufficient free space |
VG 空间不足：vgs 看 VFree，vgextend 加盘；或改用 -l 100%FREE |
| 开机后 LV 未激活、fstab 挂载失败 | vgchange -ay 激活；检查 lvm2-lvmetad/lvm2-monitor 服务；dracut -f 重建 initramfs |
pvcreate 报 Device /dev/sdb1 excluded by a filter |
设备上有旧的文件系统/RAID 签名：wipefs -a /dev/sdb1；或检查 /etc/lvm/lvm.conf 的 filter 配置 |
vgremove 报还有 LV |
先 lvremove 删除所有 LV |
pvremove 报 PV is used by VG |
先 vgreduce 把它移出 VG |
| 克隆虚拟机后两台机器 VG 同名 | vgrename <UUID> newname；xfs 还需 xfs_admin -U generate 换 UUID |
lvs 看不到某个 VG |
pvscan --cache && vgscan && vgchange -ay |
| 想知道某个 LV 的数据落在哪块物理盘 | lvdisplay -m /dev/vg/lv 或 lvs -o +devices |
5.10 附录：LVM 命令速查表
本节完整保留《02-LVM逻辑卷命令速查.md》的速查内容，便于运维时快速查阅。
LVM 三层结构关系：
磁盘/分区 --pvcreate--> 物理卷 PV --vgcreate--> 卷组 VG --lvcreate--> 逻辑卷 LV --mkfs/mount--> 文件系统附录 A-1：物理卷（PV）管理命令
物理卷是 LVM 的底层存储提供者，通常由整块磁盘或磁盘分区构成。
| 序号 | 命令语法 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | pvcreate /dev/hdb1 |
将指定磁盘或分区初始化为物理卷，供 LVM 使用 |
| 2 | pvscan（或 pvs） |
扫描并列出系统中所有的物理卷信息，也可指定具体设备查看 |
| 3 | pvdisplay /dev/hdb1 |
显示指定物理卷的详细属性信息（大小、PE、所属 VG 等） |
| 4 | pvchange |
改变物理卷的属性（如允许/禁止分配 PE：pvchange -x n /dev/hdb1） |
| 5 | pvmove |
将物理卷上的数据搬移到其他物理卷，常用于移除磁盘前的数据迁移 |
补充说明：
pvs是pvscan的精简输出形式，适合快速浏览；pvdisplay输出更详细。- 若要从系统中移除一块物理卷，应先用
pvmove搬移数据，再用vgreduce将其从卷组中移出，最后用pvremove删除物理卷标记。
附录 A-2：卷组（VG）管理命令
卷组由一个或多个物理卷组成，是物理卷与逻辑卷之间的中间抽象层。
| 序号 | 命令语法 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | vgscan（或 vgs） |
扫描并列出系统中所有的卷组信息，也可指定卷组名查看 |
| 2 | vgcreate myvg /dev/hdb1 |
使用指定物理卷创建名为 myvg 的卷组 |
| 3 | vgextend myvg /dev/hdb2 |
向卷组 myvg 中添加新的物理卷，实现卷组在线扩容 |
| 4 | vgcfgbackup |
备份卷组中各物理卷的 VGDA 信息，默认备份到 /etc/lvm/backup 目录（原文写作 /etc/vmconf） |
| 5 | vgcfgrestore |
从备份文件中恢复卷组中物理卷的 VGDA 信息 |
| 6 | vgchange |
改变卷组属性，常用 -a y/-a n 激活或停用卷组 |
| 7 | vgck |
检测卷组中 VGDA（卷组描述符区域）的一致性 |
| 8 | vgdisplay |
显示卷组的详细信息（PE 大小、总 PE、空闲 PE 等） |
| 9 | vgexport |
导出卷组，使系统不再识别该卷组（常用于迁移到其他机器） |
| 10 | vgimport |
与 vgexport 相反，将导出的卷组重新导入系统使其可被识别 |
| 11 | vgmerge |
合并两个已存在的卷组 |
| 12 | vgmknodes |
重新建立已有卷组的卷组目录和其中的设备文件节点 |
| 13 | vgreduce |
把卷组中未使用的物理卷移出卷组（缩小卷组） |
| 14 | vgremove |
删除空的（不包含任何逻辑卷的）卷组 |
| 15 | vgrename |
重命名非活动状态（未挂载使用）的卷组 |
| 16 | vgsplit |
把一个卷组拆分为两个卷组 |
补充说明：
vgs是精简输出，vgdisplay是详细输出。- 扩容卷组流程：
pvcreate /dev/hdb2→vgextend myvg /dev/hdb2。 - 缩小卷组前，应先用
pvmove把待移除物理卷上的数据搬移走，再执行vgreduce。
附录 A-3：逻辑卷（LV）管理命令
逻辑卷从卷组中划分空间，对用户而言相当于一块可灵活调整大小的"虚拟磁盘"，可在其上创建文件系统并挂载使用。
| 序号 | 命令语法 | 说明 |
|---|---|---|
| 1 | lvscan（或 lvs） |
扫描并列出系统中所有逻辑卷，也可指定具体逻辑卷查看 |
| 2 | lvcreate -L 2G -n mylv1 myvg |
在卷组 myvg 中新建名为 mylv1 的逻辑卷。-L 指定实际大小（如 2G），-l 可指定 PE 数量或百分比大小（如 -l +100%FREE） |
| 3 | lvextend -L +100M /dev/myvg/mylv1 |
扩充逻辑卷 mylv1 的容量，增加 100M |
| 4 | lvreduce -L -100M /dev/myvg/mylv1 |
缩小逻辑卷 mylv1 的容量，减少 100M |
| 5 | resize2fs /dev/myvg/mylv1 |
调整 ext2/ext3/ext4 文件系统的容量（适用于已挂载使用的逻辑卷，扩容后同步文件系统） |
| 6 | e2fsadm |
调整未挂载的 ext2/ext3 文件系统对应的逻辑卷容量 |
| 7 | lvremove |
删除非活动状态（未挂载使用）的逻辑卷 |
| 8 | resize_reiserfs |
调整 ReiserFS 文件系统的容量 |
| 9 | lvchange |
改变逻辑卷的属性，如 -a y/-a n 激活或停用逻辑卷 |
| 10 | lvdisplay |
显示逻辑卷的详细属性信息 |
| 11 | lvrename |
对非活动状态的逻辑卷改名 |
| 12 | lvmchange |
在紧急情况下用于复位逻辑卷管理器 |
| 13 | lvmdiskscan |
检测系统中所有硬盘和分区，查找可用于 LVM 的存储设备 |
| 14 | lvmsadc |
收集逻辑卷的读写统计数据（原文写作 lvmsade，应为 lvmsadc） |
| 15 | lvmsar |
报告 lvmsadc 命令收集到的逻辑卷读写统计数据 |
补充说明：
-
lvs是精简输出，lvdisplay是详细输出。 -
逻辑卷设备路径有两种等价写法：
/dev/myvg/mylv1或/dev/mapper/myvg-mylv1。 -
扩容流程（ext 文件系统）：
lvextend -L +100M /dev/myvg/mylv1 # 扩容逻辑卷 resize2fs /dev/myvg/mylv1 # 同步扩容文件系统 -
缩容风险提示：缩容逻辑卷前务必备份数据，并先缩小文件系统再缩小逻辑卷，否则可能导致数据损坏。XFS 文件系统不支持缩容。
附录 A-4：典型操作流程速记
# 1. 创建物理卷
pvcreate /dev/hdb1
# 2. 创建卷组
vgcreate myvg /dev/hdb1
# 3. 创建逻辑卷
lvcreate -L 2G -n mylv1 myvg
# 4. 创建文件系统并挂载
mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv1
mount /dev/myvg/mylv1 /mnt
# 5. 在线扩容逻辑卷与文件系统
lvextend -L +100M /dev/myvg/mylv1
resize2fs /dev/myvg/mylv1六、磁盘配额（quota）
6.1 配额的作用与基本概念
作用：限制用户或组在某个文件系统上能使用的磁盘空间和文件数量，防止个别用户写满共享分区（典型场景：多用户共享的 /home、FTP 服务器、邮件服务器、共享开发机）。
关键概念：
| 概念 | 说明 |
|---|---|
| 限制对象 | 用户配额（user quota，按 UID 限制）、组配额（group quota，按 GID 限制）、项目配额（project quota，仅 xfs，按目录限制） |
| 限制内容 | block 配额（限制占用空间大小，单位 KB）、inode 配额（限制文件个数） |
| 软限制 soft | 警告线。超过后仍可继续写入，但进入宽限期倒计时，并在登录时收到警告 |
| 硬限制 hard | 绝对上限。达到后立即禁止继续写入，报 Disk quota exceeded |
| 宽限期 grace period | 超过软限制后允许"超标"的时长（默认 7 天）。宽限期内必须把用量降到软限制以下，否则软限制会变成硬限制，无法再写入 |
重要前提：
- 配额是针对文件系统（分区）生效的，不是针对目录（xfs project quota 除外）；
- 要限制
/home，/home必须是独立的分区/逻辑卷； - root 用户不受配额限制。
6.2 ext4 上的配额完整实操（CentOS 6 / CentOS 7 通用）
步骤 0：准备实验环境
# 创建一个独立的文件系统作为实验对象
fdisk /dev/sdb # n → p → 1 → +2G → w
partprobe /dev/sdb
mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkdir -p /home2
mount /dev/sdb1 /home2
# 安装配额工具
yum install quota -y
rpm -qa | grep quota
# 创建测试用户
useradd -d /home2/tom tom && echo '123456' | passwd --stdin tom
useradd -d /home2/jerry jerry && echo '123456' | passwd --stdin jerry
groupadd devgrp
usermod -aG devgrp tom
usermod -aG devgrp jerry
chmod 777 /home2步骤 1：挂载时启用配额选项 usrquota / grpquota
# 临时启用（remount 方式，立即生效）
mount -o remount,usrquota,grpquota /home2
mount | grep home2 # 确认选项中出现 usrquota,grpquota
# 永久启用：写入 /etc/fstab
vim /etc/fstabUUID=xxxx-xxxx-xxxx /home2 ext4 defaults,usrquota,grpquota 0 0
# 也可写设备名：/dev/sdb1 /home2 ext4 defaults,usrquota,grpquota 0 0mount -a # 验证 fstab 配置
mount | grep home2 # 再次确认配额选项已生效
# 如果 remount 不生效，则完整卸载再挂载：
umount /home2 && mount /home2若要对根分区启用配额，加了 fstab 选项后需要重启（或
mount -o remount /）。
步骤 2：quotacheck 创建配额数据库文件
quotacheck -cugv /home2
# -c 创建新的配额数据库文件（create），会覆盖已有的
# -u 处理用户配额，生成 aquota.user
# -g 处理组配额，生成 aquota.group
# -v 显示详细过程
# -a 对 /etc/mtab 中所有启用了配额的文件系统操作
# -m 不要重新挂载为只读（文件系统正在使用时需要）
# -M 强制以读写方式检查
quotacheck -avug # 对所有启用配额的文件系统创建
quotacheck -cugvm /home2 # 文件系统忙时加 -m
ls -l /home2/aquota.*
# -rw------- 1 root root 6144 ... /home2/aquota.group
# -rw------- 1 root root 6144 ... /home2/aquota.user说明：aquota.user 与 aquota.group 是配额数据库，位于该文件系统的根目录下（CentOS 6/7 均为此名；更老的系统叫 quota.user/quota.group）。
注意：
quotacheck会扫描整个文件系统统计每个用户的用量，大文件系统上耗时较长，且要求文件系统最好处于只读或空闲状态。
步骤 3：quotaon 启用配额
quotaon -avug # 启用所有文件系统的用户与组配额（最常用）
quotaon -v /home2 # 启用指定文件系统
quotaon -u /home2 # 只启用用户配额
quotaon -g /home2 # 只启用组配额
quotaon -p /home2 # 查看配额是否已启用（print state）
# 关闭配额
quotaoff -avug # 关闭所有
quotaoff -v /home2 # 关闭指定文件系统步骤 4：edquota 设置配额（交互式）
edquota -u tom # 编辑用户 tom 的配额（打开 vi 编辑器）
edquota -g devgrp # 编辑组 devgrp 的配额打开的编辑界面内容：
Disk quotas for user tom (uid 1001):
Filesystem blocks soft hard inodes soft hard
/dev/sdb1 32 20480 30720 8 80 100字段含义：
blocks：当前已用空间（KB，由系统统计，不要修改）；- 第一组
soft/hard：空间的软/硬限制（KB）。20480= 20MB，30720= 30MB； inodes：当前已用文件数（由系统统计，不要修改）；- 第二组
soft/hard：文件数量的软/硬限制； - 数值填
0表示不限制。
保存退出（:wq）即生效。
其它 edquota 用法：
edquota -t # 设置宽限期（对整个文件系统生效，非单个用户）宽限期编辑界面：
Grace period before enforcing soft limits for users:
Time units may be: days, hours, minutes, or seconds
Filesystem Block grace period Inode grace period
/dev/sdb1 7days 7days可改为 3days、12hours、30minutes 等。
edquota -p tom jerry # 把 tom 的配额设置复制给 jerry（-p = prototype）
edquota -p tom -u jerry mike lucy # 一次复制给多个用户（批量设置的利器）
for u in u1 u2 u3; do edquota -p tom $u; done # 脚本批量
edquota -u tom -f /dev/sdb1 # 只编辑指定文件系统上的配额步骤 5：setquota 非交互式设置（脚本首选）
# 语法：setquota -u 用户 块软限制 块硬限制 inode软限制 inode硬限制 文件系统
setquota -u tom 20480 30720 80 100 /home2
setquota -g devgrp 102400 204800 500 600 /home2
# 只限制空间不限制文件数（inode 限制填 0）
setquota -u jerry 51200 102400 0 0 /home2
# 批量为多个用户设置相同配额
for u in tom jerry mike; do setquota -u $u 20480 30720 80 100 /home2; done
# 用 -p 复制原型用户的配额
setquota -p tom -u jerry /home2
# 设置宽限期（-t，单位为秒）
setquota -t 259200 259200 /home2 # 3 天 = 259200 秒
setquota -u tom -T 86400 86400 /home2 # -T 为单个用户设置宽限期步骤 6：查看配额使用情况
quota # 普通用户查看自己的配额
quota -u tom # 查看指定用户的配额（root 执行）
quota -g devgrp # 查看组配额
quota -uvs tom # -v 详细，-s 以易读单位（M/G）显示
quota -q tom # 只在超限时才输出
repquota -a # 报告所有启用配额的文件系统的配额情况（最常用）
repquota /home2 # 报告指定文件系统
repquota -u /home2 # 只报告用户配额
repquota -g /home2 # 只报告组配额
repquota -as # 所有文件系统 + 易读单位
repquota -av # 详细报告repquota -a 输出示例：
*** Report for user quotas on device /dev/sdb1
Block grace time: 7days; Inode grace time: 7days
Block limits File limits
User used soft hard grace used soft hard grace
----------------------------------------------------------------------
root -- 20 0 0 2 0 0
tom +- 25600 20480 30720 6days 12 80 100
jerry -- 32 51200 102400 4 0 0--/+- 标记：第一位是 block 状态，第二位是 inode 状态；- 正常，+ 表示已超过软限制（此时 grace 列显示剩余宽限时间）。
步骤 7：超限现象演练与验证
# 切换到被限制的用户
su - tom
# 1) 写入未超软限制的数据（正常）
dd if=/dev/zero of=/home2/tom/f10m bs=1M count=10
quota -s # 查看用量
# 2) 写入超过软限制（20MB）但未到硬限制（30MB）—— 可以写入，但收到警告
dd if=/dev/zero of=/home2/tom/f15m bs=1M count=15
# sdb1: warning, user block quota exceeded.
quota -s # grace 列开始倒计时（如 6days）
repquota -as # root 执行，可见 tom 带 + 标记
# 3) 继续写入直到超过硬限制（30MB）—— 写入被截断并报错
dd if=/dev/zero of=/home2/tom/f20m bs=1M count=20
# sdb1: write failed, user block limit reached.
# dd: 写入'/home2/tom/f20m' 出错: 超出磁盘限额
# dd: Disk quota exceeded
ls -lh /home2/tom/ # 文件只写到限额允许的大小就停止了
# 4) 验证 inode（文件数）配额
for i in $(seq 1 200); do touch /home2/tom/file$i; done
# touch: 无法创建 "/home2/tom/file101": 超出磁盘限额
ls /home2/tom | wc -l # 停在硬限制数量上
# 5) 清理并确认恢复
rm -f /home2/tom/f*
quota -s # 用量降回，警告消失，grace 计时清除
exit宽限期到期的验证：把宽限期改成 1 分钟观察软限制"转硬"的效果：
setquota -t 60 60 /home2 # 宽限期 60 秒
su - tom -c 'dd if=/dev/zero of=/home2/tom/big bs=1M count=25' # 超软限制
sleep 70
su - tom -c 'dd if=/dev/zero of=/home2/tom/big2 bs=1M count=1'
# 宽限期已过：即使未到硬限制也无法写入，软限制变成了硬限制
setquota -t 604800 604800 /home2 # 恢复 7 天配额的维护与自动化
quotacheck -avug # 定期校准配额数据库（建议在低峰期或单用户模式）
warnquota # 给超限用户自动发邮件告警（配置文件 /etc/warnquota.conf）
crontab -e
# 0 4 * * * /usr/sbin/warnquota # 每天 4 点检查并发告警邮件
# 0 3 * * 0 /usr/sbin/quotacheck -avug # 每周校准
# CentOS 6 服务方式（配额随开机自动启用由 fstab 选项驱动，无独立服务）
chkconfig --list | grep quota
# CentOS 7 也是由 systemd 的 quotaon.service 自动处理
systemctl status quotaon.service6.3 xfs 的配额差异（CentOS 7 重点）
xfs 的配额机制与 ext4 完全不同，关键差异：
| 对比项 | ext2/3/4 | xfs |
|---|---|---|
| 挂载选项 | usrquota、grpquota |
uquota（或 usrquota）、gquota（或 grpquota）、pquota（项目配额） |
| 配额数据库 | 需要 quotacheck 生成 aquota.user/aquota.group 文件 |
内建在文件系统元数据中，不需要 quotacheck，也没有 aquota 文件 |
| 启用方式 | quotaon |
挂载时由挂载选项决定，挂载后不能用 remount 添加/移除配额（必须卸载重挂或重启） |
| 主要工具 | edquota/setquota/repquota/quota |
xfs_quota（也兼容 quota/repquota 查看） |
| 目录级限额 | 不支持 | 支持 project quota（按目录限额） |
| 组配额与项目配额 | 可同时使用 | gquota 与 pquota 互斥，不能同时启用 |
启用 xfs 配额
mkfs.xfs -f /dev/sdb1
mkdir -p /xfsdata
mount -o uquota,gquota /dev/sdb1 /xfsdata # 用户 + 组配额
mount -o uquota,pquota /dev/sdb1 /xfsdata # 用户 + 项目配额（gquota 与 pquota 互斥）
mount | grep xfsdata写入 fstab：
/dev/sdb1 /xfsdata xfs defaults,uquota,gquota 0 0
UUID=xxxx /xfsdata xfs defaults,uquota,pquota 0 0umount /xfsdata && mount /xfsdata # xfs 配额不能 remount 添加，必须重新挂载对根分区启用 xfs 配额需要修改内核启动参数：在
/etc/default/grub的GRUB_CMDLINE_LINUX中加入rootflags=uquota,gquota，然后grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg并重启。
xfs_quota 命令用法
# -x 专家模式（可修改限额），-c 执行命令，不加 -c 则进入交互式
xfs_quota -x -c 'state' /xfsdata # 查看配额启用状态
xfs_quota -x -c 'report' /xfsdata # 报告配额使用情况
xfs_quota -x -c 'report -h' /xfsdata # 易读单位
xfs_quota -x -c 'report -u -h' /xfsdata # 只看用户
xfs_quota -x -c 'report -g -h' /xfsdata # 只看组
xfs_quota -x -c 'report -p -h' /xfsdata # 只看项目
xfs_quota -c 'quota -u tom' /xfsdata # 查看某用户配额
xfs_quota -c 'quota -h tom' /xfsdata # 易读单位
xfs_quota -x -c 'free -h' /xfsdata # 查看文件系统空间
# 设置用户配额：bsoft/bhard 空间软硬限制，isoft/ihard 文件数软硬限制
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=200M bhard=300M tom' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'limit -u isoft=800 ihard=1000 tom' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=200M bhard=300M isoft=800 ihard=1000 tom' /xfsdata
# 设置组配额
xfs_quota -x -c 'limit -g bsoft=1G bhard=2G devgrp' /xfsdata
# 设置宽限期
xfs_quota -x -c 'timer -u -bsoft 3days' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'timer -u 7days' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'timer -g -bsoft 1day' /xfsdata
# 开关配额记账与强制执行
xfs_quota -x -c 'disable -u' /xfsdata # 临时停止强制执行（仍记账）
xfs_quota -x -c 'enable -u' /xfsdata # 恢复强制执行
xfs_quota -x -c 'off -u' /xfsdata # 彻底关闭（关闭后只能卸载重挂才能再开）
xfs_quota -x -c 'remove -u' /xfsdata # 清除所有用户限额（须先 off）
# 交互式模式
xfs_quota -x /xfsdata
xfs_quota> state
xfs_quota> limit -u bsoft=100m bhard=200m tom
xfs_quota> report -h
xfs_quota> quitxfs project quota：对目录限额的完整步骤
这是 xfs 独有的强大功能——限制某个目录树的总大小，与用户无关（适合限制 /var/log/nginx、每个项目组的共享目录、容器数据目录）。
# 1. 挂载时启用 pquota（注意与 gquota 互斥）
umount /xfsdata
mount -o uquota,pquota /dev/sdb1 /xfsdata
# fstab: /dev/sdb1 /xfsdata xfs defaults,uquota,pquota 0 0
xfs_quota -x -c 'state' /xfsdata # 确认 Project quota state 为 ON
# 2. 创建要限额的目录
mkdir -p /xfsdata/project_a /xfsdata/project_b
# 3. 定义项目 ID 与项目名的映射（/etc/projid）
cat >> /etc/projid <<'EOF'
proja:100
projb:101
EOF
# 4. 定义项目 ID 与目录的对应关系（/etc/projects）
cat >> /etc/projects <<'EOF'
100:/xfsdata/project_a
101:/xfsdata/project_b
EOF
# 5. 初始化项目（把目录树打上 project ID 标记）
xfs_quota -x -c 'project -s proja' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'project -s projb' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'project -s -p /xfsdata/project_a 100' /xfsdata # 不用配置文件的写法
# 6. 设置项目限额
xfs_quota -x -c 'limit -p bsoft=500M bhard=1G proja' /xfsdata
xfs_quota -x -c 'limit -p bsoft=2G bhard=3G isoft=10000 ihard=12000 projb' /xfsdata
# 7. 查看项目配额
xfs_quota -x -c 'report -p -h' /xfsdata
# Project quota on /xfsdata (/dev/sdb1)
# Blocks
# Project ID Used Soft Hard Warn/Grace
# proja 12K 500M 1G 00 [------]
# 8. 验证：往目录里写超量数据（任何用户写入都受限）
dd if=/dev/zero of=/xfsdata/project_a/big bs=1M count=1100
# dd: 写入'/xfsdata/project_a/big' 出错: 设备上没有空间
df -h /xfsdata/project_a
# 注意：启用 project quota 后，df 查看该目录会显示"配额大小"而不是整个文件系统大小
# 9. 清理项目标记
xfs_quota -x -c 'project -C proja' /xfsdata # 清除目录上的 project IDext4 也在较新内核上支持 project quota（需
tune2fs -O project,quota并挂载prjquota），但 xfs 的实现更成熟、使用更广泛。
七、磁盘加密（LUKS）
7.1 应用场景与原理
LUKS（Linux Unified Key Setup）是 Linux 标准的块设备加密方案，基于内核 dm-crypt 实现。加密发生在块设备层，对上层文件系统完全透明。
应用场景：
- 笔记本/移动硬盘/U 盘丢失后防止数据被读取；
- 服务器下架、磁盘报废、返修时防止残留数据泄露；
- 合规要求（等级保护、GDPR、PCI-DSS 等）要求静态数据加密；
- 多租户环境中隔离敏感数据分区（如存放密钥、证书、用户隐私的分区）。
工作原理：LUKS 在设备头部写入一个 LUKS 头（header），其中包含加密算法参数和最多 8 个（LUKS2 为 32 个）密钥槽（key slot）。真正加密数据的是随机生成的主密钥（master key），每个密钥槽用用户口令（或 keyfile）派生的密钥把主密钥加密后保存。这样设计的好处是：可以设置多个口令、可以更换口令而无需重新加密全盘数据。
安装工具：
yum install cryptsetup -y
yum install cryptsetup* -y # 连相关包一起装
cryptsetup --version
cat /proc/crypto | grep -i aes # 确认内核支持的加密算法
lsmod | grep dm_crypt # 确认 dm_crypt 模块已加载
modprobe dm_crypt # 手工加载7.2 创建与使用加密分区（完整流程）
前提：加密的分区必须是新创建的、未使用过的分区（正在使用或有数据的分区不能直接加密，
luksFormat会摧毁其上的全部数据）。
# ===== 1. 创建加密分区 =====
cryptsetup luksFormat /dev/sda5交互提示：
WARNING!
========
This will overwrite data on /dev/sda5 irrevocably.
Are you sure? (Type uppercase yes): YES
Enter passphrase for /dev/sda5:
Verify passphrase:- 确认时必须输入大写的
YES（yes、y都无效，这是有意的防误操作设计）； - 然后设置加密密码，切记不可忘记，忘记则数据永久无法恢复。
带参数的高级用法：
cryptsetup luksFormat --type luks2 /dev/sda5 # 使用 LUKS2 格式（CentOS 8+/新版）
cryptsetup luksFormat -c aes-xts-plain64 -s 512 -h sha512 /dev/sda5
# -c/--cipher 加密算法（默认 aes-xts-plain64）
# -s/--key-size 密钥长度（256/512）
# -h/--hash 哈希算法
# -i/--iter-time PBKDF2 迭代毫秒数（越大越安全但解锁越慢，默认 2000）
cryptsetup luksFormat /dev/sda5 /root/mykey.bin # 用 keyfile 而非口令
cryptsetup -y -v luksFormat /dev/sda5 # -y 二次确认口令，-v 详细# ===== 2. 解密分区（打开），生成解密后的设备文件（soul 为自定义映射名）=====
cryptsetup luksOpen /dev/sda5 soul
cryptsetup open /dev/sda5 soul # 新语法，等效
# 输入密码后，生成映射设备 /dev/mapper/soul
ls -l /dev/mapper/
lsblk # 可以看到 sda5 下挂了一个 TYPE=crypt 的 soul
# ===== 3. 首次使用需格式化解密后的设备 =====
mkfs -t ext4 /dev/mapper/soul
mkfs.xfs /dev/mapper/soul # 也可以用 xfs
# 注意：格式化的对象是 /dev/mapper/soul，绝不是 /dev/sda5！
# ===== 4. 挂载加密分区 =====
mkdir -p /mnt/secure
mount /dev/mapper/soul /mnt
mount /dev/mapper/soul /mnt/secure
df -hT | grep soul
# 此后对 /mnt 的操作即是对加密分区的操作，读写自动加解密，完全透明
echo "secret data" > /mnt/secret.txt
# ===== 5. 卸载并关闭加密分区 =====
umount /dev/mapper/soul
umount /mnt
cryptsetup luksClose soul
cryptsetup close soul # 新语法，等效
ls /dev/mapper/ # soul 已消失
# 关闭后直接读裸设备只能看到随机数据，无法识别文件系统
blkid /dev/sda5 # TYPE="crypto_LUKS"
mount /dev/sda5 /mnt # 报错：unknown filesystem type 'crypto_LUKS'7.3 密钥管理
LUKS 支持多个密钥槽（LUKS1 有 8 个，编号 0～7），可以给不同的人/用途配置不同口令。
# 查看 LUKS 头信息与密钥槽占用情况（重要）
cryptsetup luksDump /dev/sda5输出关键内容：
LUKS header information for /dev/sda5
Version: 1
Cipher name: aes
Cipher mode: xts-plain64
Hash spec: sha256
Payload offset: 4096
MK bits: 256
Key Slot 0: ENABLED
Iterations: 130000
Salt: ...
Key Slot 1: DISABLED
Key Slot 2: DISABLED
...# 添加一个新口令（需要提供任一已有的正确口令来验证）
cryptsetup luksAddKey /dev/sda5
cryptsetup luksAddKey /dev/sda5 /root/keyfile # 把 keyfile 添加为新的解锁凭据
cryptsetup luksAddKey --key-slot 2 /dev/sda5 # 指定写入第 2 个槽
# 删除某个口令
cryptsetup luksRemoveKey /dev/sda5 # 交互输入要删除的那个口令
cryptsetup luksKillSlot /dev/sda5 1 # 按槽号删除（需另一个有效口令）
# 警告：删除最后一个可用密钥槽 = 数据永久丢失
# 更换口令（等价于 add + remove）
cryptsetup luksChangeKey /dev/sda5
cryptsetup luksChangeKey /dev/sda5 --key-slot 0
# 测试某个口令是否正确（不做任何修改）
cryptsetup luksOpen --test-passphrase /dev/sda5 && echo "口令正确"
# 生成一个安全的 keyfile（用于自动解锁）
dd if=/dev/urandom of=/root/luks-keyfile bs=512 count=8
chmod 400 /root/luks-keyfile
cryptsetup luksAddKey /dev/sda5 /root/luks-keyfile
cryptsetup luksOpen -d /root/luks-keyfile /dev/sda5 soul # 用 keyfile 解锁，无需交互
cryptsetup luksOpen --key-file /root/luks-keyfile /dev/sda5 soul7.4 头部备份的重要性
LUKS 头部（含所有密钥槽）只有几 MB，但它一旦损坏，即使口令正确也永远无法解密数据。 头部可能被误操作破坏（错误的 dd、误 mkfs、分区表操作失误、坏道正好落在头部）。因此：
# 备份 LUKS 头部（强烈建议在 luksFormat 之后立即执行）
cryptsetup luksHeaderBackup /dev/sda5 --header-backup-file /root/sda5-luks-header.img
# 把备份文件保存到【其他机器/加密的 U 盘/离线介质】，并注意：
# 该备份文件包含密钥槽，拿到它 + 口令就能解密数据 → 必须妥善保护！
chmod 400 /root/sda5-luks-header.img
# 恢复头部
cryptsetup luksHeaderRestore /dev/sda5 --header-backup-file /root/sda5-luks-header.img
# 警告：恢复会覆盖当前头部，之后只有备份时那些口令有效（备份后新增的口令会失效）
# 使用分离式头部（把头部单独存放，裸盘上完全没有加密痕迹）
cryptsetup luksFormat --header /root/detached-header.img /dev/sda5
cryptsetup luksOpen --header /root/detached-header.img /dev/sda5 soul忘记密码的后果：LUKS 使用强加密与 PBKDF2 密钥派生，没有任何后门、没有找回途径、暴力破解在计算上不可行。忘记全部口令 = 数据永久性丢失。因此：
- 口令必须存放在企业密码管理系统中，并有第二人可取；
- 至少配置 2 个密钥槽（一个日常口令 + 一个应急恢复口令/keyfile）；
- 立刻做头部备份；
- 加密不能替代备份，重要数据仍需独立备份（备份本身也应加密）。
7.5 /etc/crypttab 与开机自动解锁
/etc/crypttab 定义开机时需要解锁的加密设备，格式为四个字段：
映射名 底层设备(建议 UUID) 密钥文件(none 表示交互输入口令) 选项示例：
# 开机时提示输入口令
soul UUID=1a2b3c4d-5e6f-7890-abcd-ef1234567890 none luks
# 使用 keyfile 自动解锁（无需人工输入，但 keyfile 必须妥善保护）
data UUID=aaaaaaaa-bbbb-cccc-dddd-eeeeeeeeeeee /root/luks-keyfile luks
# keyfile 放在 U 盘上（拔掉 U 盘就无法启动，实现"物理钥匙"效果）
data /dev/sdb1 /media/usbkey/key.bin luks,keyfile-timeout=30
# 常用选项：luks, discard(SSD TRIM), noauto, timeout=, tries=3, nofail
secure UUID=xxxx none luks,discard,nofail配合 /etc/fstab 挂载解锁后的映射设备：
/dev/mapper/soul /mnt/secure ext4 defaults 0 0
/dev/mapper/data /data xfs defaults,nofail 0 0操作与验证：
blkid /dev/sda5 # 取 UUID（注意取的是 crypto_LUKS 的 UUID）
cryptsetup luksUUID /dev/sda5 # 直接查看 LUKS 设备的 UUID
vim /etc/crypttab
vim /etc/fstab
systemctl daemon-reload # CentOS 7 让 systemd 重新生成加密单元
systemctl list-units | grep crypt # 查看 systemd-cryptsetup@ 单元
dracut -f # 若根分区加密，需重建 initramfs
reboot # 验证开机流程
# 手工触发（不重启验证）
systemctl start systemd-cryptsetup@soul.service
mount -aCentOS 6 也使用
/etc/crypttab，但由rc.sysinit处理，字段含义相同。
安全提醒：
- keyfile 自动解锁虽然方便，但 keyfile 与磁盘在同一台机器上时，加密对"整机被盗"几乎失去意义（攻击者拿到机器就拿到了钥匙）。真正的安全做法是：口令交互输入、keyfile 放在可移动介质、或使用 TPM/网络密钥服务（如 Clevis + Tang 实现网络绑定自动解锁）。
- 加密会带来一定 CPU 开销（现代 CPU 有 AES-NI 指令集加速，开销通常 <5%）。检查是否支持：
grep -m1 aes /proc/cpuinfo。
7.6 加密 LVM 与已有数据的加密
# 在 LVM 逻辑卷上加密（常见组合）
lvcreate -L 10G -n lvsecure vgdata
cryptsetup luksFormat /dev/vgdata/lvsecure
cryptsetup luksOpen /dev/vgdata/lvsecure secure
mkfs.xfs /dev/mapper/secure
mount /dev/mapper/secure /secure
# 或者反过来：先加密整块盘，再在解锁后的设备上建 LVM（CentOS 安装器的默认方案）
cryptsetup luksFormat /dev/sdb
cryptsetup luksOpen /dev/sdb crypt_sdb
pvcreate /dev/mapper/crypt_sdb
vgcreate vgcrypt /dev/mapper/crypt_sdb
lvcreate -l 100%FREE -n lvdata vgcrypt
mkfs.xfs /dev/vgcrypt/lvdata
# 对已有数据的分区加密（原地加密，高风险，务必先完整备份）
cryptsetup-reencrypt --new --reduce-device-size 32M /dev/sdb1 # 需要 cryptsetup 1.6+
# 更安全的做法：备份数据 → luksFormat → 恢复数据八、软件 RAID 管理（mdadm）
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）把多块磁盘组合成一个逻辑块设备（如 /dev/md0），用于提升读写性能、提供磁盘级冗余，或两者兼顾。阵列设备与普通分区一样，仍需经过「格式化 → 挂载」才能使用。
8.1 RAID 级别原理与对比
各级别原理：
- RAID 0（条带 Striping）：数据被切块轮流写到各盘，多盘并行 → 读写最快、容量 100% 利用，但没有任何冗余，任一盘损坏则全部数据丢失（故障率是单盘的 N 倍）。
- RAID 1（镜像 Mirroring）：数据完整地同时写入两块盘 → 可靠性最高，读可并行加速，写要双写略慢，容量只有 50%。
- RAID 5（分布式奇偶校验）：数据 + 校验信息分散在所有盘上，任一盘损坏可用其余盘的数据 + 校验重算恢复 → 容量利用率 (n-1)/n，可坏 1 块，写入需读改写 + 计算校验有开销。
- RAID 6（双重奇偶校验）：使用两种独立校验（P + Q），容量 (n-2)/n，可坏 2 块，写开销大于 RAID 5，适合大容量盘（重建期长）。
- RAID 10（1+0）：先两两做镜像（RAID 1），再把镜像组条带化（RAID 0） → 读写都快、重建只需复制镜像盘（快且压力小），容量 50%。
- RAID 01（0+1）：先条带再镜像，可靠性低于 RAID 10，实际很少使用。
- JBOD / linear：简单串联多块盘，无性能提升、无冗余。
| 级别 | 最少磁盘数 | 容量利用率 | 冗余能力 | 读写特点 | 典型用途 |
|---|---|---|---|---|---|
| RAID 0 | 2 | 100% | 无，坏 1 块即全部数据丢失 | 条带化并行，读写都最快 | 临时数据、缓存、可重建的中间结果 |
| RAID 1 | 2 | 50% | 每个镜像组可坏 1 块 | 读较快（可多盘并读），写略慢（需双写） | 系统盘、/boot、小容量关键数据 |
| RAID 5 | 3 | (n-1)/n | 可坏 1 块 | 读快，写有校验计算开销 | 通用存储，容量与冗余的折中方案 |
| RAID 6 | 4 | (n-2)/n | 可坏 2 块 | 读快，写开销大于 RAID 5（双校验） | 大容量磁盘阵列、重建时间长的场景 |
| RAID 10 | 4（偶数） | 50% | 每个镜像组各可坏 1 块 | 读写都快，重建代价小 | 数据库等高 IOPS + 高可靠场景 |
- RAID 10 是「先镜像（RAID 1）再条带（RAID 0）」的组合，性能与可靠性兼顾，代价是只有一半可用容量。
- 容量利用率中的
n指阵列中的数据盘数量（热备盘不计入可用容量）。
容量计算举例（每块 1TB）：
| 配置 | 可用容量 | 可容忍故障 |
|---|---|---|
| 4 盘 RAID 0 | 4 TB | 0 块 |
| 4 盘 RAID 1（2 组镜像） | 2 TB | 每组 1 块 |
| 4 盘 RAID 5 | 3 TB | 1 块 |
| 4 盘 RAID 6 | 2 TB | 2 块 |
| 4 盘 RAID 10 | 2 TB | 每个镜像组 1 块 |
| 3 盘 RAID 5 + 1 热备 | 2 TB | 1 块（+自动顶替） |
8.2 硬件 RAID、软件 RAID 与 fakeraid
| 类型 | 实现方式 | 特点 |
|---|---|---|
| 硬件 RAID | 独立 RAID 卡，带处理芯片与缓存（常配电池/电容） | 性能好、对系统透明；成本高，卡损坏后通常需同型号卡才能读取阵列 |
| 软件 RAID | 由内核 md 驱动实现，用 mdadm 管理 |
免费、灵活，不绑定硬件，换机器仍可组装阵列；占用少量 CPU |
| fakeraid | 主板 BIOS「RAID」，实际仍靠驱动完成计算 | 兼具两者缺点：跨平台兼容性差、依赖特定主板驱动，Linux 下一般不建议使用 |
何时使用 mdadm：没有硬件 RAID 卡、需要跨主板/跨机器迁移阵列、虚拟机或云主机的多块数据盘、以及学习与测试环境。若已有带缓存的硬件 RAID 卡，则优先使用硬件 RAID，不要再叠加软件 RAID。
软 RAID / 硬 RAID / LVM 的关系与选择：
| 需求 | 推荐方案 |
|---|---|
| 只要冗余，不需要灵活调整大小 | 硬 RAID 或 mdadm，直接格式化阵列 |
| 只要灵活扩容，冗余靠底层存储/云盘 | 只用 LVM（云主机数据盘的典型场景） |
| 既要冗余又要灵活扩容（最常见） | RAID（硬或软）+ LVM 叠加：磁盘 → 阵列 → PV/VG/LV → 文件系统 |
| 只要性能不要冗余 | RAID 0 或 LVM 条带 -i |
| 单机想按卷差异化冗余级别 | LVM 内建 RAID（--type raid1/5/6/10） |
三者并不互斥：LVM 不提供磁盘冗余（除内建 RAID 类型外），RAID 不提供灵活的空间再分配，通常叠加使用。
8.3 安装 mdadm
yum install mdadm -y
mdadm --version8.4 创建 RAID 阵列
创建前先用 fdisk 在各磁盘上建立分区（参考第二章），并把分区类型 ID 改为 fd（Linux raid autodetect）。也可以直接使用整块裸盘（如 /dev/sdb）。
# 准备 4 块盘的分区，类型设为 fd
for d in b c d e; do
echo -e "n\np\n1\n\n\nt\nfd\nw\n" | fdisk /dev/sd$d
done
partprobe
lsblk
# 用 4 个分区创建 RAID 5：3 块数据盘 + 1 块热备盘
mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd{b,c,d,e}1
# 长选项等效写法（可读性更好，推荐写在文档/脚本里）
mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 \
/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1| 选项 | 全称 | 作用 |
|---|---|---|
-C |
--create |
创建新阵列，后接阵列设备名 /dev/md0 |
-l |
--level |
指定 RAID 级别，如 0、1、5、6、10、linear |
-n |
--raid-devices |
组成阵列的活动磁盘数量（此处为 3） |
-x |
--spare-devices |
热备盘数量（此处为 1），成员盘故障时自动顶替并重建 |
-c |
--chunk |
条带大小（KB），如 -c 64，影响性能 |
-a yes |
--auto=yes |
自动创建设备文件 |
-e |
--metadata |
元数据版本（1.2 默认、0.90 老格式） |
-N |
--name |
阵列名称 |
/dev/sd{b,c,d,e}1是 Shell 的花括号展开，等价于/dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1。- 创建后阵列会立即开始初始同步，此时已可格式化使用，但性能较低，建议等同步完成。
其它级别的创建示例：
mdadm -C /dev/md0 -l 0 -n 2 /dev/sdb1 /dev/sdc1 # RAID 0
mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sdb1 /dev/sdc1 # RAID 1
mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sd{b,c,d}1 # RAID 1 + 热备
mdadm -C /dev/md5 -l 5 -n 4 -c 128 /dev/sd{b,c,d,e}1 # RAID 5，128K 条带
mdadm -C /dev/md6 -l 6 -n 4 /dev/sd{b,c,d,e}1 # RAID 6
mdadm -C /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/sd{b,c,d,e}1 # RAID 10
mdadm -C /dev/md0 -l 1 -n 2 /dev/sdb missing # 先用一块盘建降级阵列，稍后补盘8.5 查看阵列状态
# 查看阵列详细信息（级别、容量、成员盘状态、同步进度）
mdadm -D /dev/md0
mdadm --detail /dev/md0
# 查看内核当前所有阵列及同步进度
cat /proc/mdstat
watch -n 1 cat /proc/mdstat # 持续观察重建/同步进度
# 查看单个成员盘上的 RAID 超级块信息（属于哪个阵列、角色是什么）
mdadm -E /dev/sdb1
mdadm --examine /dev/sdb1
mdadm --examine --scan # 扫描所有盘上的阵列信息
# 其它
mdadm -Q /dev/md0 # 快速查询
lsblk # 树形查看，TYPE 列显示 raid5
blkid /dev/md0mdadm -D即--detail（看阵列），mdadm -E即--examine（看成员盘）。/proc/mdstat中[UUU]表示三块盘均正常，[UU_]表示有一块盘缺失或损坏。
/proc/mdstat 输出解读：
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md0 : active raid5 sde1[4](S) sdd1[3] sdc1[1] sdb1[0]
10475520 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
[====>................] recovery = 22.5% (1180160/5237760) finish=1.2min speed=52007K/sec
unused devices: <none>(S)表示热备盘（Spare），(F)表示故障盘（Faulty）；[3/3]表示 3 个活动盘中 3 个正常；[UUU]每个U是一个正常盘，_表示缺失；recovery/resync/reshape行显示重建、同步、重构的进度与预计剩余时间。
mdadm -D 关键字段：State（clean / clean, degraded / clean, degraded, recovering）、Active Devices、Working Devices、Failed Devices、Spare Devices、UUID、成员盘列表及其 State（active sync / spare / faulty）。
8.6 格式化、挂载与开机自动挂载
# 格式化阵列设备
mkfs.xfs /dev/md0
mkfs.ext4 /dev/md0 # CentOS 6
mkfs.xfs -f -d su=512k,sw=2 /dev/md0 # 与条带对齐（su=chunk 大小，sw=数据盘数）
# 挂载使用
mkdir -p /data
mount /dev/md0 /data
df -hT /data
# 获取阵列的 UUID
blkid /dev/md0在 /etc/fstab 中建议使用 UUID 而非 /dev/md0（阵列编号在某些情况下可能变为 /dev/md127）：
UUID=8f5c1c2a-6b3e-4c7a-9f21-0d4b7c9e1a55 /data xfs defaults 0 0修改后执行
mount -a验证，参考第三章 3.7 节。
8.7 保存阵列配置
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf # 追加写法
mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf # 含成员盘列表
cat /etc/mdadm.conf/etc/mdadm.conf 内容示例：
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 spares=1 name=localhost:0 UUID=3a4b5c6d:7e8f9012:3456789a:bcdef012
MAILADDR root@example.com-Ds即--detail --scan，扫描当前所有阵列并输出可用于配置文件的行（含 UUID 与成员盘信息）。- 系统启动时
mdadm依据/etc/mdadm.conf自动组装（assemble）阵列。若不保存，阵列可能无法自动激活，或被组装成/dev/md127这类随机编号，导致/etc/fstab按设备名挂载失败。 - 每次增删成员盘或新建阵列后都应重新生成该文件；若根分区或
/boot位于阵列上，还需执行dracut -f把配置写入 initramfs。
配置故障邮件告警与监控：
echo 'MAILADDR ops@example.com' >> /etc/mdadm.conf
systemctl enable --now mdmonitor # CentOS 7 的监控服务
service mdmonitor start # CentOS 6
mdadm --monitor --scan --daemonise --mail=ops@example.com # 手工启动监控守护
mdadm --monitor --scan --oneshot # 单次检查（可放 crontab）8.8 故障模拟与恢复（完整演练）
# 1. 将 /dev/sdb1 标记为故障（-f 即 --fail），模拟磁盘损坏
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb1 # 等效长写法
# 2. 观察重建过程：热备盘会自动接替并开始同步
cat /proc/mdstat
watch -n 1 cat /proc/mdstat
# md0 : active raid5 sde1[4] sdd1[3] sdc1[1] sdb1[0](F)
# [3/2] [U_U] recovery = 35.8% ...
# 同时确认此期间 /data 仍然可读写（这就是冗余的价值）
ls /data; echo test > /data/t.txt
# 3. 从阵列中移除故障盘（-r 即 --remove）
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1
mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb1
# 4. 换上新盘后加入阵列（-a 即 --add），作为新的热备或直接参与重建
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb1
mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdb1
# 5. 确认阵列恢复正常
mdadm -D /dev/md0
cat /proc/mdstat # 应回到 [3/3] [UUU] 且有 (S) 热备重建（recovery/resync）期间阵列仍可读写，但性能下降且冗余度降低，应尽量避免此时再做高负载操作。
其它常用管理操作：
mdadm /dev/md0 --replace /dev/sdb1 # 在线替换（先同步到新盘再移除，不经历降级）
mdadm --grow /dev/md0 --raid-devices=4 # 扩展阵列成员数（RAID 5 加盘扩容）
mdadm --grow /dev/md0 --size=max # 成员盘变大后扩展阵列可用容量
mdadm --grow /dev/md1 --level=5 # 在线变更 RAID 级别（reshape，风险高，先备份）
mdadm --grow /dev/md0 --bitmap=internal # 启用写意图位图，加速重建
echo 200000 > /proc/sys/dev/raid/speed_limit_min # 提高重建速度下限(KB/s)
echo 50000 > /proc/sys/dev/raid/speed_limit_max # 限制重建速度，减少对业务影响
echo check > /sys/block/md0/md/sync_action # 主动一致性巡检（建议每月做）
cat /sys/block/md0/md/mismatch_cnt # 查看不一致块数量8.9 停止与彻底删除阵列
# 1. 先卸载文件系统
umount /data
# 2. 停止阵列（-S 即 --stop），释放 /dev/md0
mdadm -S /dev/md0
mdadm --stop /dev/md0
mdadm --stop --scan # 停止所有阵列
# 3. 清除成员盘上的 RAID 元数据（超级块）
mdadm --zero-superblock /dev/sdb1
mdadm --zero-superblock /dev/sdc1
mdadm --zero-superblock /dev/sd{b,c,d,e}1 # 批量
wipefs -a /dev/sdb1 # 更彻底地清除所有文件系统/RAID 签名
# 4. 重新组装已停止的阵列（不是删除，而是恢复使用）
mdadm -A /dev/md0 /dev/sd{b,c,d}1 # 手工组装
mdadm --assemble --scan # 按 /etc/mdadm.conf 自动组装所有
mdadm -A --run /dev/md0 /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 强制以降级状态启动- 不执行
--zero-superblock时，残留的超级块会让系统在下次启动时又把这些盘自动组装成阵列，或干扰该盘作为普通分区使用。 - 同时记得删除
/etc/fstab与/etc/mdadm.conf中的相关条目。
8.10 在阵列上叠加 LVM
md 设备可以像普通分区一样作为 LVM 的物理卷，从而同时获得「冗余 + 灵活扩容」：
pvcreate /dev/md0
vgcreate vgdata /dev/md0
lvcreate --name lvapp --size 100G vgdata
mkfs.xfs /dev/vgdata/lvapp
mount /dev/vgdata/lvapp /appLVM 的完整用法参考第五章。常见分层顺序为：物理磁盘 → md 阵列 → PV/VG/LV → 文件系统。
8.11 RAID 使用注意事项
- RAID 不是备份。它只能防止磁盘硬件故障，无法防止误删除、误格式化、勒索软件、文件系统损坏或整机灾难——这些错误会同步写入所有成员盘。重要数据仍必须有独立备份。
- RAID 5 存在重建二次故障风险。大容量磁盘（数 TB 以上）重建耗时可达数小时甚至数天，期间阵列没有冗余，若第二块盘也故障则数据全失；同批次磁盘往往寿命相近，风险更高。因此大盘场景更推荐 RAID 6（可坏 2 块）或 RAID 10（重建只需复制镜像盘，速度快、压力小）。
- 尽量使用容量、型号、转速一致的磁盘；阵列可用容量以最小的成员盘为准。
- 配置热备盘（
-x）可以在故障发生时立即自动重建，缩短无冗余窗口。 - 定期检查
/proc/mdstat或配置监控告警，避免一块盘坏掉数月都无人发现。 - 创建 RAID 后务必执行
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf，否则重启后阵列可能无法自动组装。 - 定期做一致性巡检（
echo check > /sys/block/md0/md/sync_action），及早发现静默数据损坏。
九、磁盘性能与日常运维
9.1 IO 性能指标
| 指标 | 含义 | 关注场景 |
|---|---|---|
| IOPS | 每秒 I/O 操作次数 | 随机小 I/O 为主的业务（数据库、虚拟化、消息队列） |
| 吞吐量 Throughput | 每秒传输的字节数（MB/s） | 大文件顺序读写（备份、视频、日志归档、大数据） |
| 延迟 Latency | 单次 I/O 从发起到完成的时间（ms） | 对响应时间敏感的业务；await 是最重要的观察值 |
| 队列深度 Queue Depth | 同时在处理/等待的 I/O 数量 | 判断设备是否已成瓶颈 |
| 读写比例 | 读与写的比例 | 决定选用哪种 RAID 级别与缓存策略 |
经验参考值：
| 设备 | 随机 IOPS | 顺序吞吐 | 单次延迟 |
|---|---|---|---|
| 7200 转 SATA HDD | 75~100 | 100~160 MB/s | 8~15 ms |
| 15000 转 SAS HDD | 150~200 | 150~200 MB/s | 3~6 ms |
| SATA SSD | 5万~10万 | 400~550 MB/s | 0.05~0.2 ms |
| NVMe SSD | 20万~100万+ | 2000~7000 MB/s | 0.01~0.1 ms |
三者关系：吞吐量 ≈ IOPS × 单次 I/O 大小。同一块盘做 4K 随机与 1M 顺序，IOPS 和吞吐会呈现完全不同的数值，因此测试和评估必须说明 I/O 模型。
9.2 dd 测试顺序读写
# 顺序【写】测试：写 1GB
dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=1M count=1024
# 注意：这个结果偏乐观，因为数据可能还在页缓存里没落盘
# 加 oflag=direct 绕过页缓存，测真实磁盘写性能（推荐）
dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=1M count=1024 oflag=direct
# 加 conv=fdatasync：写完后强制刷盘再计时结束（也较真实）
dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=1M count=1024 conv=fdatasync
# oflag=dsync：每次写都同步（测最坏情况的写延迟，数值会非常低）
dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=1M count=1024 oflag=dsync
# 顺序【读】测试：先清空缓存，否则读的是内存
sync; echo 3 > /proc/sys/vm/drop_caches
dd if=/data/testfile of=/dev/null bs=1M count=1024
dd if=/data/testfile of=/dev/null bs=1M count=1024 iflag=direct # 绕过缓存
# 小块随机写（模拟数据库场景，观察 IOPS）
dd if=/dev/zero of=/data/testfile bs=4k count=100000 oflag=direct
# 清理
rm -f /data/testfiledd 输出解读：1073741824 bytes (1.1 GB) copied, 8.2 s, 131 MB/s —— 最后的 MB/s 即吞吐量。
dd只能测顺序 I/O，且是单线程，不能反映真实并发场景，仅适合快速验证"这块盘大致是什么水平"。
9.3 hdparm 测试
hdparm -tT /dev/sda
# /dev/sda:
# Timing cached reads: 12000 MB in 2.00 seconds = 6000 MB/sec <- 内存/缓存读，不代表磁盘
# Timing buffered disk reads: 400 MB in 3.01 seconds = 132 MB/sec <- 磁盘顺序读，这个才有意义
hdparm -t --direct /dev/sda # 绕过缓存
hdparm -Tt /dev/sda; hdparm -Tt /dev/sda # 多测几次取平均9.4 fio 简述（专业 IO 压测工具）
yum install fio -y
# 4K 随机读，测 IOPS（数据库场景）
fio -name=randread -filename=/data/fiotest -rw=randread -bs=4k -size=1G \
-numjobs=4 -iodepth=32 -direct=1 -runtime=60 -time_based -group_reporting
# 4K 随机写
fio -name=randwrite -filename=/data/fiotest -rw=randwrite -bs=4k -size=1G \
-numjobs=4 -iodepth=32 -direct=1 -runtime=60 -time_based -group_reporting
# 1M 顺序读，测吞吐
fio -name=seqread -filename=/data/fiotest -rw=read -bs=1M -size=2G \
-numjobs=1 -iodepth=16 -direct=1 -group_reporting
# 70% 读 30% 写的混合模型（更贴近真实业务）
fio -name=mix -filename=/data/fiotest -rw=randrw -rwmixread=70 -bs=4k -size=2G \
-numjobs=8 -iodepth=32 -direct=1 -runtime=120 -time_based -group_reporting关键参数：-rw（read/write/randread/randwrite/randrw）、-bs（块大小）、-iodepth（队列深度）、-numjobs（并发线程）、-direct=1（绕过缓存，必加）、-runtime + -time_based（按时间跑）、-group_reporting（汇总输出）。
结果关注：IOPS、BW（带宽）、lat（延迟的 avg / 99th percentile）。测试务必在非生产磁盘上进行，fio 写测试会破坏指定文件。
9.5 iostat 各列含义与判读
yum install sysstat -y
iostat # 开机以来的平均值（第一次输出，参考意义有限）
iostat 2 # 每 2 秒刷新一次
iostat -x 2 10 # -x 扩展统计，每 2 秒一次共 10 次（最常用）
iostat -xd 2 # 只看磁盘（-d），不看 CPU
iostat -xdm 2 # -m 以 MB 为单位
iostat -xdk 2 # -k 以 KB 为单位
iostat -x -p sda 2 # -p 显示指定设备及其各个分区
iostat -xN 2 # -N 显示 LVM 设备名而非 dm-0典型输出：
Device: rrqm/s wrqm/s r/s w/s rkB/s wkB/s avgrq-sz avgqu-sz await r_await w_await svctm %util
sda 0.00 12.50 25.00 75.00 1200.0 6000.0 72.00 8.50 85.00 10.00 110.00 2.00 98.50各列含义：
| 列 | 含义与判读 |
|---|---|
rrqm/s / wrqm/s |
每秒被合并的读/写请求数。数值高说明内核成功合并了相邻 I/O，是好事 |
r/s / w/s |
每秒完成的读/写请求数，两者之和就是 IOPS |
rkB/s / wkB/s |
每秒读/写的数据量（吞吐量） |
avgrq-sz |
平均每个请求的扇区数（× 512 得字节）。值小说明是随机小 I/O，值大说明是顺序大 I/O |
avgqu-sz |
平均 I/O 队列长度。持续 > 1 说明有排队，> 10 说明严重拥塞 |
await |
平均每次 I/O 的等待 + 服务总时间（ms），最重要的指标。SSD 应 < 1ms，HDD 正常 < 20ms；远大于 svctm 说明队列在排队 |
r_await / w_await |
分别的读/写等待时间，可判断是读慢还是写慢 |
svctm |
平均服务时间（新版已废弃、不可信，不要依赖它） |
%util |
设备繁忙百分比（有 I/O 在处理的时间占比） |
判读要点：
%util接近 100% 说明设备"一直在忙"。但对 SSD/RAID/多队列设备而言，%util100% 不一定意味着饱和（它们能并行处理多个 I/O），此时应看await和avgqu-sz；await明显升高（HDD > 50ms、SSD > 5ms）且avgqu-sz> 几，说明磁盘已成瓶颈；%util高但r/s + w/s很低、await很高 → 典型的随机小 I/O 打满机械盘，考虑换 SSD 或加缓存；%util低但业务慢 → 瓶颈不在磁盘，往 CPU/内存/网络/锁 上找；- 结合
iostat -c看 CPU 的%iowait：%iowait高说明 CPU 在等 I/O。
9.6 iotop 找出高 IO 进程
yum install iotop -y
iotop # 交互式实时显示各进程的 I/O（需 root）
iotop -o # 只显示真正在产生 I/O 的进程（最常用）
iotop -oPa # -P 只看进程不看线程，-a 显示累计值
iotop -b -n 3 -o # 批处理模式输出 3 次（便于脚本/日志记录）
iotop -b -o -n 1 >> /var/log/iotop.log # 定时采样记录
iotop -u mysql # 只看指定用户交互按键：o 切换只看活动进程，p 切换进程/线程，a 切换累计模式，←/→ 切换排序列，r 反转排序。
其它相关工具：
pidstat -d 2 # 按进程统计 I/O（sysstat 包）
vmstat 2 # bi/bo 列看块设备读写，wa 列看 I/O 等待
sar -d 2 5 # 历史 I/O 数据（需开启 sysstat 采集）
sar -d -f /var/log/sa/sa22 # 查看某天的历史数据（事后排查必备）
dstat -d --disk-util --top-io # 综合视图（需装 dstat）
cat /proc/<pid>/io # 查看单个进程的累计读写字节数
blktrace -d /dev/sda -o - | blkparse -i - # 内核级 I/O 跟踪（深度分析）
biolatency # bcc/eBPF 工具，I/O 延迟直方图磁盘 I/O 调度器（
cfq/deadline/noop/mq-deadline）、脏页回写参数（vm.dirty_ratio）、预读（blockdev --setra）等系统级调优> 详见 04-03-Linux系统优化.md
9.7 磁盘空间日常巡检与告警
找出大文件与大目录
# 逐层缩小范围（最实用的手法）
du -h --max-depth=1 / | sort -rh | head -20
du -h --max-depth=1 /var | sort -rh | head -20
du -h --max-depth=1 /var/log | sort -rh | head -20
du -sh /* 2>/dev/null | sort -rh | head # 一层写法
du -x -h --max-depth=1 / # -x 不跨文件系统（避免统计到别的挂载点）
# 用 find 直接找大文件
find / -xdev -type f -size +500M -exec ls -lh {} \; 2>/dev/null
find / -xdev -type f -size +1G -printf '%s %p\n' 2>/dev/null | sort -rn | head -20
find /var -type f -size +100M | xargs ls -lhS
find / -xdev -type f -size +100M -mtime +90 # 又大又久没动的文件（清理候选）
find /data -type f -name '*.log' -size +1G
# 按大小排序显示某目录下的文件
ls -lhS /var/log | head -20
du -a /var | sort -rn | head -20 # 注意：不带 -h 才能正确排序
ncdu / # 交互式磁盘用量浏览器（yum install ncdu）磁盘空间告警脚本思路
思路要点：
- 用
df -hP（-P保证一行一条，避免长设备名换行）取使用率； awk去掉%转成数字与阈值比较；- 排除 tmpfs、devtmpfs、iso9660 等无意义条目；
- 同时检查 inode 使用率（
df -iP），这是最容易漏掉的一项； - 触发时输出/发邮件/推送到监控系统，并附上 Top 大目录，便于直接定位；
- 加入 crontab 定时执行，并做告警抑制（同一分区短时间内不重复告警）。
#!/bin/bash
# /usr/local/bin/disk_alert.sh —— 磁盘与 inode 使用率告警
THRESHOLD=85
MAILTO="ops@example.com"
# 1) 检查空间使用率
df -hP -x tmpfs -x devtmpfs -x iso9660 | awk 'NR>1 {gsub("%","",$5); print $5, $6}' |
while read use mount; do
if [ "$use" -ge "$THRESHOLD" ]; then
echo "[WARN] 磁盘空间告警：$mount 已使用 ${use}%"
echo "--- Top 5 大目录 ---"
du -x -h --max-depth=1 "$mount" 2>/dev/null | sort -rh | head -6
fi
done
# 2) 检查 inode 使用率（同样重要）
df -iP -x tmpfs -x devtmpfs | awk 'NR>1 {gsub("%","",$5); print $5, $6}' |
while read iuse mount; do
if [ "$iuse" -ge "$THRESHOLD" ]; then
echo "[WARN] inode 告警：$mount inode 已使用 ${iuse}%"
fi
donechmod +x /usr/local/bin/disk_alert.sh
crontab -e
# */10 * * * * /usr/local/bin/disk_alert.sh | mail -s "磁盘巡检 $(hostname)" ops@example.com
# 仅在有输出时才发邮件：用 ifne（moreutils）或在脚本内判断后自行发送生产环境更推荐用 Zabbix / Prometheus node_exporter 的
node_filesystem_avail_bytes、node_filesystem_files_free做监控告警，脚本仅作应急与补充。
删除文件但空间未释放
现象：rm 掉了几十 GB 的日志，但 df -h 显示可用空间没有增加，而 du -sh 统计的用量已经变小（df 与 du 结果不一致）。
原因：文件的 inode 链接数已归零，但仍有进程持有该文件的文件描述符（fd），内核不会释放数据块，直到最后一个 fd 关闭。这是"正在被写入的日志文件被直接 rm"最典型的后果。
# 1. 确认症状：df 和 du 差距很大
df -h /var
du -sh /var
# 2. 找出已删除但仍被占用的文件（关键命令）
lsof +L1 # 列出所有 link count < 1 的打开文件（即已删除仍占用的）
lsof | grep deleted
lsof -n | grep -i deleted | sort -k7 -rn | head # 按大小排序
lsof +L1 /var # 只看某个文件系统
# 输出示例（NLINK 列为 0，SIZE 列显示占用的字节数）
# COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NLINK NODE NAME
# nginx 2345 root 5w REG 8,3 21474836480 0 13579 /var/log/nginx/access.log (deleted)
# 3. 处理方式（按优先级）
# 3a) 最优雅：让进程重新打开日志文件（不影响业务）
kill -USR1 <nginx_pid> # nginx 重新打开日志
systemctl reload nginx
kill -HUP <pid> # 多数守护进程用 HUP 重开日志
# 3b) 不重启进程也能立即释放空间：通过 /proc 清空该 fd
> /proc/2345/fd/5 # 把已删除文件的 fd 内容截断为 0，空间立即释放
truncate -s 0 /proc/2345/fd/5
# 3c) 兜底：重启持有该文件的服务（会短暂中断）
systemctl restart nginx
# 4. 验证空间已释放
df -h /var
lsof +L1清理日志的正确做法
错误做法（会导致上面的"空间不释放"问题，或让服务丢失日志句柄）：
rm -f /var/log/nginx/access.log # ❌ 不要直接删除正在被写入的日志正确做法：
# 方式一：清空文件内容而保留 inode（进程的 fd 依然有效，立即释放空间）
> /var/log/nginx/access.log
: > /var/log/nginx/access.log
truncate -s 0 /var/log/nginx/access.log
cat /dev/null > /var/log/nginx/access.log
echo -n "" > /var/log/nginx/access.log
# 方式二：先归档保留再清空（推荐，保留了历史日志）
cp /var/log/nginx/access.log /backup/access-$(date +%F).log
> /var/log/nginx/access.log
gzip /backup/access-$(date +%F).log
# 方式三：正规做法——交给 logrotate 管理（生产标准）
cat > /etc/logrotate.d/nginx <<'EOF'
/var/log/nginx/*.log {
daily
rotate 14
compress
delaycompress
missingok
notifempty
create 0640 nginx adm
sharedscripts
postrotate
[ -f /var/run/nginx.pid ] && kill -USR1 $(cat /var/run/nginx.pid)
endscript
}
EOF
logrotate -d /etc/logrotate.d/nginx # -d 只演练不执行，验证配置
logrotate -f /etc/logrotate.d/nginx # -f 强制立即轮转一次
# 清理 systemd journal（CentOS 7）
journalctl --disk-usage
journalctl --vacuum-size=200M
journalctl --vacuum-time=7d
# 永久限制：/etc/systemd/journald.conf 中设置 SystemMaxUse=500M日志轮转策略、集中式日志收集、journald 配置
> 详见 08-02-日志管理.md
稀疏文件（sparse file）
稀疏文件是"逻辑大小远大于实际占用空间"的文件，中间未写入的部分（空洞）不占磁盘块。虚拟机磁盘镜像、数据库预分配文件、truncate 创建的文件常是稀疏文件。
# 创建一个稀疏文件：逻辑 10G，实际占用 0
truncate -s 10G /data/sparse.img
dd if=/dev/zero of=/data/sparse.img bs=1M count=0 seek=10240
# 观察差异
ls -lh /data/sparse.img # 显示 10G（表观大小 apparent size）
du -h /data/sparse.img # 显示 0 或很小（实际占用）
du -h --apparent-size /data/sparse.img # 显示 10G
stat /data/sparse.img # Size 与 Blocks 差距巨大即为稀疏文件
filefrag -v /data/sparse.img # 查看 extent 分布与空洞运维注意事项：
-
拷贝稀疏文件会"膨胀"：普通
cp会把空洞填成真实的零，10G 稀疏文件复制后真占 10G。必须加参数：cp --sparse=always src dst rsync -S src dst # --sparse tar -Szcf backup.tar.gz /data # -S 处理稀疏文件 dd if=src of=dst conv=sparse -
df显示的用量比ls -l的总和小很多，可能就是稀疏文件造成的； -
稀疏文件被逐步写满会导致磁盘空间"意外"耗尽（如虚拟机磁盘镜像逐渐膨胀），需要预留余量或用
fallocate预分配。
回收与整理空间的其它手段
fstrim -av # 对所有支持的挂载点执行 TRIM（SSD/精简置备存储）
fstrim -v /data
systemctl enable --now fstrim.timer # CentOS 7 每周自动 TRIM
xfs_fsr /data # xfs 在线碎片整理
e4defrag /data # ext4 碎片整理
filefrag /data/bigfile # 查看文件碎片数
yum clean all # 清理 yum 缓存
rm -rf /var/cache/yum/*
package-cleanup --oldkernels --count=2 # 清理旧内核（/boot 满的常见原因）
find /tmp -type f -atime +10 -delete # 清理 /tmp 老文件
docker system prune -a # 清理 docker 无用镜像与卷（容器主机）十、排错清单
10.1 报 No space left on device，但 df -h 显示还有空间
原因一：inode 耗尽（最常见）。分区里有海量小文件，数据块没用完但 inode 用光了。
df -h /data # Use% 只有 40%
df -i /data # IUse% 却是 100% ← 定位
# 找出小文件最多的目录
for d in /data/*; do echo "$(find $d -type f 2>/dev/null | wc -l) $d"; done | sort -rn | head
find /data -xdev -type f | awk -F/ '{print "/"$2"/"$3}' | sort | uniq -c | sort -rn | head
# 处理：删除无用小文件（如 session、缓存、邮件队列）
find /data/cache -type f -mtime +7 -delete
# 根治：备份数据后用更大的 inode 密度重新格式化（ext4 的 inode 数无法在线扩）
mkfs.ext4 -i 4096 /dev/sdb1 # 每 4KB 一个 inode
mkfs.ext4 -N 5000000 /dev/sdb1 # 直接指定 inode 总数
mkfs.ext4 -T small /dev/sdb1 # 使用 small 模板
# 或改用 xfs：inode 动态分配，不存在预先耗尽的问题（CentOS 7 默认）原因二：已删除但被进程占用的文件（df 与 du 不一致）。
lsof +L1
> /proc/<pid>/fd/<n>原因三：文件系统预留块被占满。ext 系列默认为 root 预留 5%，普通用户写入会提前报满。
tune2fs -l /dev/sdb1 | grep -i reserved
tune2fs -m 1 /dev/sdb1 # 把预留比例降到 1%，立即释放出可用空间原因四：挂载点被覆盖。数据写到了挂载点下层的旧目录，实际占用的是根分区。
df -h /data # 看清 /data 到底落在哪个设备上
mount | grep data
mkdir /mnt/probe && mount --bind / /mnt/probe && du -sh /mnt/probe/data原因五：磁盘配额限制（用户/组配额已达 hard limit）。
quota -u tom
repquota -a
xfs_quota -x -c 'report -h' /data原因六：文件系统只读或损坏。
mount | grep ' / ' # 是否出现 (ro,...)
dmesg | tail -30 # 查找 I/O error、remounting read-only10.2 磁盘写满导致服务无法启动
典型表现：数据库起不来、无法登录图形界面、sudo 报错、ssh 登录后立即断开、日志无法写入、yum 报错。
# 1. 应急腾空间（先让系统能动起来）
> /var/log/messages
journalctl --vacuum-size=100M
rm -f /var/log/*.gz /var/log/*.[0-9]
yum clean all; rm -rf /var/cache/yum/*
rm -rf /tmp/* /var/tmp/*
# 2. 若 / 已 100%，连 vim 都可能无法保存；用重定向或 sed -i 之外的手段
truncate -s 0 /var/log/httpd/access_log
# 3. 定位真凶
du -x -h --max-depth=1 / | sort -rh | head
lsof +L1
# 4. 检查 /boot 是否满（内核升级失败的常见原因）
df -h /boot
package-cleanup --oldkernels --count=2
rpm -qa kernel | sort -V
# 5. 长期措施：把 /var、/var/log、/home、/tmp 单独分区或做成 LV，
# 并配置磁盘告警，避免单个目录撑爆根分区为什么根分区满了危害最大：/tmp、/var/run、/var/lib 都需要写；systemd、PAM、SELinux、数据库都会因无法写临时文件而失败。生产环境应当把易膨胀目录（/var/log、/home、/data）与根分区隔离。
10.3 /etc/fstab 配置错误导致系统无法启动
这是最经典也最容易致命的错误（在 fstab 里写错 UUID、设备名、文件系统类型，或写了不存在的设备）。
CentOS 7 修复流程：
# 1. 开机在 GRUB 菜单按 e 编辑启动项，在 linux16/linuxefi 行末追加：
# rd.break （进入 initramfs 阶段，根挂在 /sysroot 且为只读）
# 按 Ctrl+X 启动
# 2. 重新以读写方式挂载根
switch_root:/# mount -o remount,rw /sysroot
switch_root:/# chroot /sysroot
# 3. 修改 fstab（把错误行注释掉或改正）
sh-4.2# vi /etc/fstab
# 4. 校验语法与设备是否真实存在（关键一步，改完必须验证）
sh-4.2# findmnt --verify
sh-4.2# blkid
sh-4.2# mount -a # 无报错才算安全
# 5. 若启用了 SELinux，需重新打标签
sh-4.2# touch /.autorelabel
# 6. 退出重启
sh-4.2# exit
switch_root:/# reboot -f另一种更快的方式（跳过 systemd 直接进 shell）：
# GRUB 编辑行末加：init=/bin/bash （或 rw init=/sysroot/bin/sh）
mount -o remount,rw /
vi /etc/fstab
mount -a
exec /sbin/init # 或 reboot -fCentOS 6 修复流程：
# 方式一：单用户模式（GRUB 菜单按 a 或 e，在 kernel 行末加 single 或 1）
# 进入后：
mount -o remount,rw /
vi /etc/fstab
mount -a
reboot
# 方式二：救援模式（用安装光盘启动 → Rescue installed system）
chroot /mnt/sysimage
vi /etc/fstab
exit; reboot
# 方式三：emergency 模式（连 / 都挂不上时，在 kernel 行加 emergency）预防措施（务必养成习惯）：
mount -a # 每次改完 fstab 立即执行，无报错才能重启
findmnt --verify # CentOS 7 语法与设备校验
cp /etc/fstab /etc/fstab.bak.$(date +%F) # 改前先备份
# 对非关键的数据盘加 nofail，缺盘时不阻塞开机
UUID=xxxx /data xfs defaults,nofail 0 0
rm -rf /etc/fstab的后果与恢复方法见文末"练习"部分的思考题。
10.4 UUID 变化导致挂载失败
触发场景：重新格式化了分区、克隆虚拟机后重建了文件系统、更换了磁盘、恢复了镜像、LVM 快照回滚。
# 1. 现象：开机卡在 Dependency failed for /data 或直接进 emergency shell
systemctl --failed
journalctl -xb | grep -i mount
systemctl status data.mount
# 2. 取当前真实的 UUID
blkid
blkid /dev/sdb1
lsblk -f
ls -l /dev/disk/by-uuid/
# 3. 对照并修正 fstab
vi /etc/fstab
mount -a
systemctl daemon-reload # CentOS 7 改完 fstab 必须重载，否则 .mount 单元仍用旧配置
systemctl restart local-fs.target
# 4. 另一条思路：把文件系统的 UUID 改回原值（保持 fstab 不变）
xfs_admin -U 12345678-1234-1234-1234-123456789abc /dev/sdb1 # xfs（需卸载）
xfs_admin -u /dev/sdb1 # 查看 xfs 的 UUID
tune2fs -U 12345678-1234-1234-1234-123456789abc /dev/sdb1 # ext2/3/4
tune2fs -U random /dev/sdb1 # 随机生成新 UUID
tune2fs -U $(uuidgen) /dev/sdb1克隆虚拟机的特殊坑：整盘克隆会产生两块 UUID 完全相同的磁盘，挂载时随机命中其中一块，行为不可预测。必须为其中一块重新生成 UUID（xfs 用 xfs_admin -U generate，ext4 用 tune2fs -U random），LVM 则用 pvchange -u / vgchange -u 改 PV/VG 的 UUID。
根治建议：数据盘用 LABEL= 或 /dev/mapper/vg-lv（LVM 设备名稳定）挂载；不要用 /dev/sdb1 这类会随插槽顺序变化的名字。
e2label /dev/sdc1 /abc # ext 设置卷标
xfs_admin -L data /dev/sdb1 # xfs 设置卷标（需卸载）
# fstab 中写：LABEL=data /data xfs defaults 0 010.5 卸载时报 Device is busy
# 1. 查看是谁在占用
lsof /data # 打开该设备上文件的进程
lsof +D /data # 递归目录下所有打开的文件（较慢但更全）
fuser -mv /data # -m 挂载点，-v 详细；ACCESS 列 c=当前目录 f=打开文件 e=执行中 r=根目录
fuser -cu /data
# 2. 逐一处理（推荐，避免误杀）
cd / # 最常见原因：自己的 shell 还在 /data 里
kill <pid>
kill -9 <pid>
# 3. 批量杀（谨慎，会中断业务）
fuser -km /data # -k 杀掉所有占用进程，-m 按挂载点
fuser -k -TERM -m /data # 先温和地发 TERM
lsof -t /data | xargs kill -9
# 4. 特殊情况
umount -l /data # lazy umount：先从命名空间摘除，占用释放后自动完成
umount -f /data # 强制卸载（主要用于 NFS 无响应）
umount -R /mnt # 递归卸载其下所有子挂载点
umount -f -l /data # 网络文件系统失联时的组合拳
# 5. 容易忽略的占用来源
swapon -s # 该设备上有活动的 swap → swapoff /dev/sdb2
cat /proc/mounts | grep /data # 是否有 bind 挂载指向它 → 先卸载 bind
findmnt -R /data # 是否有子挂载点
mount | grep /data
exportfs -v # 是否被 NFS 导出 → exportfs -ua
docker ps # 容器是否挂载了该目录
dmsetup ls --tree # 是否被 device-mapper / LVM 引用
lsof | grep deleted | grep /data # 已删除但仍被占用的文件
losetup -a # 是否有 loop 设备关联该目录下的镜像文件判断顺序建议：先 fuser -mv 看清全貌 → 若只是自己的 shell，cd / 即可 → 若是业务进程，走正常的 systemctl stop → 万不得已才 fuser -km 或 umount -l。
10.6 新建的分区在 lsblk 中看不到
# 1. 确认分区表里确实已经写入
fdisk -l /dev/sdb
parted /dev/sdb print
cat /proc/partitions # 内核当前认知的分区（这才是关键）
# 2. 通知内核重读分区表（三种手段，依次尝试）
partprobe /dev/sdb
partprobe # 不带参数则处理所有磁盘
partx -a /dev/sdb # 添加该磁盘的所有分区
partx -a --nr 3 /dev/sdb # 只添加第 3 个分区
partx -u /dev/sdb # 更新（分区大小改变后用）
partx -d /dev/sdb # 先全部删除再 -a 添加
kpartx -a /dev/sdb # multipath-tools 提供
kpartx -av /dev/loop0 # loop 设备用
udevadm settle # 等待 udev 处理完设备事件
udevadm trigger --subsystem-match=block
# 3. 报 "WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16:
# Device or resource busy" 时
# → 说明该磁盘上有分区正在被挂载/被 swap/被 LVM 使用，内核拒绝整体重读
mount | grep sdb # 卸载该盘上已挂载的分区
swapoff /dev/sdb2
partx -a --nr 3 /dev/sdb # 仅让新分区单独生效，无需重读整张表
# 最终手段：reboot
# 4. 磁盘本身都看不到（新加的硬盘）
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/host0/scan
for h in /sys/class/scsi_host/host*/scan; do echo '- - -' > $h; done
rescan-scsi-bus.sh # sg3_utils 包
echo 1 > /sys/block/sdb/device/rescan # 扩容后刷新容量
lsblk; fdisk -l; dmesg | tail -20扩容虚拟磁盘后容量没变：需要依次刷新三层——设备容量、分区大小、文件系统大小。
echo 1 > /sys/block/sdb/device/rescan # 1) 让内核看到新容量
lsblk /dev/sdb # 确认 SIZE 已变大
growpart /dev/sdb 1 # 2) 扩分区（cloud-utils-growpart）
# 或 parted /dev/sdb resizepart 1 100%
# 或 fdisk 删除再按原起始扇区重建（起始扇区必须一致！）
partprobe /dev/sdb
xfs_growfs /data # 3) 扩文件系统（xfs）
resize2fs /dev/sdb1 # ext410.7 resize2fs 报 "Nothing to do" 或 "文件系统已经是 xxx 个块"
原因：resize2fs 已经把文件系统扩到了它看到的设备边界，说明底层设备（分区 / LV）本身没有变大，扩容漏了前一步。
# 排查链条：设备容量 → 分区/LV 容量 → 文件系统容量，三者要逐层对齐
lsblk # 磁盘和分区各多大
pvs; vgs; lvs # LVM 三层容量
vgdisplay vg_data | grep Free # VG 里还有没有空闲 PE
df -h /data # 文件系统当前多大
# 常见漏掉的步骤：
# A) LVM 场景：忘了先 lvextend
vgextend vg_data /dev/sdc1 # VG 没空间时先加 PV
lvextend -L +10G /dev/vg_data/lv_data # 先扩 LV
lvextend -l +100%FREE /dev/vg_data/lv_data
resize2fs /dev/vg_data/lv_data # 再扩文件系统
# 一步完成（推荐）：
lvextend -r -L +10G /dev/vg_data/lv_data
lvresize -r -L +10G /dev/vg_data/lv_data
# B) 普通分区场景：忘了先扩分区
parted /dev/sdb resizepart 1 100%
partprobe /dev/sdb
resize2fs /dev/sdb1
# C) 分区扩了但内核没重读 → 见 10.6
# D) 参数给错：resize2fs 的参数是【设备名】，xfs_growfs 的参数是【挂载点】
resize2fs /dev/vg_data/lv_data # ✅
resize2fs /data # ❌
xfs_growfs /data # ✅
xfs_growfs /dev/vg_data/lv_data # ❌（部分版本可接受，但不规范）
# E) 文件系统类型认错：对 xfs 用 resize2fs 会报 "Bad magic number in super-block"
df -T /data
blkid /dev/vg_data/lv_data其它相关报错：
| 报错 | 原因与处理 |
|---|---|
Please run e2fsck -f first |
缩容或某些操作前必须先强制检查：e2fsck -f /dev/xxx |
On-line shrinking not supported |
ext4 不支持在线缩小，必须先 umount |
New size smaller than minimum (xxx) |
目标尺寸小于数据实际占用，用 resize2fs -P 查看最小可缩尺寸 |
Bad magic number in super-block |
文件系统类型不匹配，或超级块损坏（见 10.9） |
10.8 想缩小 xfs 文件系统
结论：xfs 不支持缩小，任何版本、任何工具都不行（xfs_growfs 只能增大，没有 shrink 功能）。这是 xfs 的设计取舍，也是 CentOS 7 默认用 xfs 后最常踩的坑。
唯一可行的路径是"备份 → 重建 → 恢复"：
# 1. 完整备份数据（两种方式任选，建议异机保存）
xfsdump -l 0 -L full -M media0 -f /backup/data.dump /data
tar -czvf /backup/data.tar.gz -C /data .
rsync -avHAX /data/ /backup/data/ # 保留硬链接、ACL、扩展属性
# 2. 卸载并缩小底层 LV
umount /data
lvreduce -L 20G /dev/vg_data/lv_data # 会警告可能丢数据，确认 y
# 注意：这一步会直接截断 xfs，文件系统随即损坏 —— 所以必须先备份
# 3. 重新格式化
mkfs.xfs -f /dev/vg_data/lv_data
# 4. 挂载并恢复数据
mount /dev/vg_data/lv_data /data
xfsrestore -f /backup/data.dump /data
# 或 tar -xzvf /backup/data.tar.gz -C /data
# 或 rsync -avHAX /backup/data/ /data/
# 5. 校验数据完整性后再删除备份
diff -r /backup/data /data替代思路：
- 如果目的是"把空间腾给别的 LV"，可以考虑新建一个小 LV → 迁移数据 → 删除大 LV，效果相同且过程更可控；
- 需要频繁伸缩的场景，应当在规划阶段就选 ext4（支持离线缩小），或使用 LVM thin provisioning 按需分配；
- 生产环境的通用原则：LV 初始只分配所需容量，后续按需在线扩容，从根本上避免缩容需求。
| 文件系统 | 在线扩大 | 离线扩大 | 缩小 |
|---|---|---|---|
| ext2/3/4 | ✅ resize2fs |
✅ | ✅（必须卸载后操作） |
| xfs | ✅ xfs_growfs |
✅ | ❌ 完全不支持 |
| btrfs | ✅ btrfs filesystem resize |
✅ | ✅（支持在线缩小） |
10.9 LVM 缩容后文件系统损坏
根因：缩容的顺序颠倒了。lvreduce 直接把 LV 尾部的 PE 拿走，如果文件系统还认为自己是原来的大小，尾部的元数据和数据就被截断了。
正确顺序（必须严格遵守）：先缩文件系统，再缩 LV。
umount /data
e2fsck -f /dev/vg_data/lv_data # 1. 强制检查（必做，否则 resize2fs 拒绝执行）
resize2fs /dev/vg_data/lv_data 10G # 2. 先把文件系统缩到 10G
lvreduce -L 10G /dev/vg_data/lv_data # 3. 再把 LV 缩到 10G（数值要一致或 LV 略大）
mount /dev/vg_data/lv_data /data # 4. 挂载验证
df -h /data
# 一步完成（更安全，工具自动按正确顺序处理）：
lvreduce -r -L 10G /dev/vg_data/lv_data
lvresize -r -L 10G /dev/vg_data/lv_data已经出事后的抢救步骤：
# 1. 立即停止一切写入，不要再挂载读写
# 2. 尝试把 LV 恢复到原来的大小（关键：只要 PE 还没被别的 LV 占用，就有救）
lvs -o +seg_pe_ranges
lvextend -L 30G /dev/vg_data/lv_data # 恢复到缩容前的尺寸
# 或用 LVM 元数据归档回滚（推荐）
ls -lt /etc/lvm/archive/ # 找到缩容前的那份归档
vgcfgrestore -l vg_data # 列出可用的备份版本
vgcfgrestore -f /etc/lvm/archive/vg_data_00012-xxxx.vg vg_data
vgchange -ay vg_data
# 3. 修复文件系统
e2fsck -f -y /dev/vg_data/lv_data
# 超级块损坏时用备份超级块
dumpe2fs /dev/vg_data/lv_data | grep -i superblock
e2fsck -b 32768 /dev/vg_data/lv_data
e2fsck -b 98304 -B 4096 /dev/vg_data/lv_data
# xfs
xfs_repair -n /dev/vg_data/lv_data # 先只检查不修改
xfs_repair /dev/vg_data/lv_data
xfs_repair -L /dev/vg_data/lv_data # 清空日志（最后手段，会丢数据）
# 4. 挂载后检查 lost+found，找回被修复程序摘出来的孤立文件
mount /dev/vg_data/lv_data /data
ls -l /data/lost+found
# 5. 若数据仍无法读取，使用底层恢复工具（先对整个 LV 做 dd 镜像再操作）
dd if=/dev/vg_data/lv_data of=/backup/lv.img bs=4M status=progress
testdisk /backup/lv.img
extundelete /backup/lv.img --restore-all
photorec铁律：任何缩容操作前必须有完整备份；缩容不是常规运维动作，能扩容解决就不要缩容。
10.10 坏道检测（badblocks）
征兆：dmesg 出现 I/O error、Buffer I/O error on device、unrecoverable read error；读取某些文件时卡住或报输入/输出错误；文件系统频繁被自动 remount 成只读。
# 1. 先看内核日志确认是硬件层错误
dmesg | grep -iE 'error|fail|sense|medium'
dmesg -T | grep -i 'I/O error'
grep -iE 'error|fail' /var/log/messages | tail -30
# 2. badblocks 检测（务必对【未挂载】的设备操作）
badblocks -sv /dev/sdb # -s 显示进度，-v 详细；默认只读检测
badblocks -sv /dev/sdb1 > /root/badblocks.txt # 把坏块号输出到文件
badblocks -svn /dev/sdb1 # -n 非破坏性读写检测（慢，但更彻底，数据保留）
badblocks -svw /dev/sdb1 # -w 破坏性写测试（会清空数据！仅用于新盘/废盘）
badblocks -svw -t 0xff -t 0x00 -t 0xaa /dev/sdb1 # 指定多轮测试模式
badblocks -b 4096 -c 65536 -sv /dev/sdb1 # -b 块大小，-c 每次检测的块数（调大提速）
badblocks -sv -o /root/bb.list /dev/sdb1 # -o 输出坏块列表文件
# 3. 让文件系统避开这些坏块
# ext 系列：把坏块列表登记进文件系统，之后不再分配这些块
e2fsck -l /root/bb.list /dev/sdb1
e2fsck -cc /dev/sdb1 # 先做非破坏性读写检测再登记（-c 只读检测）
# 格式化时顺带检测（新盘上线前建议做一次）
mkfs.ext4 -c /dev/sdb1 # 只读检测
mkfs.ext4 -cc /dev/sdb1 # 读写检测（更慢更彻底）
mkfs.ext4 -l /root/bb.list /dev/sdb1 # 直接读入已有的坏块列表
# xfs 没有坏块登记机制，出现坏道应直接更换磁盘
# 4. 定位坏块影响了哪个文件（ext4）
debugfs -R "icheck 12345" /dev/sdb1 # 块号 → inode 号
debugfs -R "ncheck 6789" /dev/sdb1 # inode 号 → 文件名
dd if=/dev/sdb1 of=/dev/null bs=4096 skip=12345 count=1 # 验证该块是否真的读不了重要判断：现代硬盘内部有备用扇区，会自动重映射坏道。一旦操作系统层面能看到坏块，说明备用扇区已经用尽或错误在快速增长，这块盘应当立即更换，不要试图靠 badblocks 屏蔽后继续使用生产数据。
10.11 smartctl 预警磁盘即将损坏
yum install smartmontools -y
# 1. 检查是否支持并已启用 SMART
smartctl -i /dev/sda # 基本信息，看 SMART support is: Enabled
smartctl -s on /dev/sda # 启用 SMART
# 2. 整体健康判定（最快的一眼判断）
smartctl -H /dev/sda
# SMART overall-health self-assessment test result: PASSED / FAILED!
# 出现 FAILED 表示磁盘已自评为即将失效 —— 立即更换
# 3. 查看全部属性（重点关注下表几项）
smartctl -A /dev/sda
smartctl -a /dev/sda # 全部信息（属性 + 日志 + 自检历史）
smartctl -x /dev/sda # 更详细
smartctl -l error /dev/sda # 错误日志
smartctl -l selftest /dev/sda # 自检历史记录
# 4. 特殊设备类型需指定 -d
smartctl -a -d sat /dev/sda # USB/SATA 桥接
smartctl -a -d nvme /dev/nvme0
smartctl -a -d megaraid,0 /dev/sda # LSI RAID 卡后面的物理盘
smartctl -a -d cciss,0 /dev/cciss/c0d0 # HP 阵列卡
smartctl --scan # 扫描所有可检测设备
# 5. 主动发起自检
smartctl -t short /dev/sda # 短测试（约 2 分钟）
smartctl -t long /dev/sda # 长测试（数小时，全盘扫描）
smartctl -t conveyance /dev/sda # 运输损伤检测
smartctl -X /dev/sda # 中止正在进行的自检
smartctl -l selftest /dev/sda # 查看自检结果
# 6. 开启守护进程做持续监控与邮件告警
systemctl enable --now smartd # CentOS 7
service smartd start; chkconfig smartd on # CentOS 6
# /etc/smartd.conf 示例：
# /dev/sda -a -o on -S on -s (S/../.././02|L/../../6/03) -m ops@example.com关键 SMART 属性判读：
| ID | 属性名 | 含义与告警阈值 |
|---|---|---|
| 5 | Reallocated_Sector_Ct | 已重映射扇区数。> 0 就要警惕，持续增长必须换盘 |
| 197 | Current_Pending_Sector | 等待重映射的扇区数。> 0 说明有读不出的扇区，最危险的信号之一 |
| 198 | Offline_Uncorrectable | 无法校正的扇区数。> 0 表示已发生不可恢复的数据错误 |
| 187 | Reported_Uncorrect | 报告给主机的不可纠正错误数。> 0 是 Google/Backblaze 统计中最强的故障预测指标 |
| 188 | Command_Timeout | 命令超时次数，数值大说明链路或盘体有问题 |
| 1 | Raw_Read_Error_Rate | 读错误率（不同厂商含义不同，看趋势而非绝对值） |
| 7 | Seek_Error_Rate | 寻道错误率 |
| 194 | Temperature_Celsius | 温度。长期 > 50℃ 会显著缩短寿命，应改善散热 |
| 9 | Power_On_Hours | 通电小时数，判断磁盘服役年龄（> 3~5 年考虑轮换） |
| 12 | Power_Cycle_Count | 通电次数 |
| 241 | Total_LBAs_Written | 累计写入量。SSD 用它评估寿命消耗（对照厂商 TBW 标称值） |
| 177/231/233 | Wear_Leveling_Count / SSD_Life_Left | SSD 磨损均衡计数与剩余寿命百分比 |
VALUE 与 THRESH 的关系：VALUE 是归一化后的当前值，降到 THRESH 以下（WHEN_FAILED 列出现 FAILING_NOW）即为故障。RAW_VALUE 是原始计数，属性 5/197/198 要直接看 RAW_VALUE。
发现预警后的处置流程：
# 1. 立即做完整备份（最高优先级，不要先折腾诊断）
dd if=/dev/sda of=/backup/sda.img bs=4M conv=noerror,sync status=progress
ddrescue /dev/sda /backup/sda.img /backup/sda.log # 坏道多时用 ddrescue 更可靠
# 2. 若是 RAID 成员盘：走标准换盘流程
mdadm --detail /dev/md0
mdadm /dev/md0 --replace /dev/sdb1 # 有热备时先复制再剔除（更安全）
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 -r /dev/sdb1 # 标记故障并移除
# 换上新盘后
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdf1
watch cat /proc/mdstat # 观察重建进度
# 3. 若是 LVM 的 PV：在线迁移数据到新盘，不中断业务
pvcreate /dev/sdf1
vgextend vg_data /dev/sdf1
pvmove /dev/sdb1 /dev/sdf1 # 在线搬迁（可用 pvmove 无参数继续被中断的迁移）
vgreduce vg_data /dev/sdb1
pvremove /dev/sdb1
# 4. 若是单盘系统盘：整盘克隆到新盘后替换
dd if=/dev/sda of=/dev/sdf bs=4M conv=noerror,sync status=progress
# 之后修复引导：grub2-install /dev/sdf10.12 综合排错流程与常见错误对照表
通用排查顺序（从上层往下层，逐层排除）：
业务报错
↓ df -h / df -i 空间与 inode 是否满
↓ mount | findmnt 是否挂载、是否被 remount 成 ro
↓ dmesg -T | tail 内核层是否有 I/O error（硬件问题的第一手证据）
↓ lsblk / blkid 设备与文件系统是否还在、UUID 是否变化
↓ pvs vgs lvs LVM 各层是否正常、VG 是否有缺失的 PV
↓ cat /proc/mdstat RAID 是否降级
↓ iostat -x 2 是否是性能瓶颈而非故障
↓ smartctl -H -A 磁盘硬件健康度| 报错信息 | 常见原因 | 处理入口 |
|---|---|---|
No space left on device |
空间满 / inode 满 / 预留块 / 配额 | 10.1 |
Read-only file system |
文件系统检测到错误后自我保护 remount ro | dmesg、fsck、10.9 |
Device or resource busy |
有进程/swap/bind/LVM 占用 | 10.5、10.6 |
mount: unknown filesystem type |
类型写错、缺内核模块（ntfs、exfat） | blkid、装 ntfs-3g |
mount: special device ... does not exist |
设备名/UUID 错误或磁盘未识别 | 10.4、10.6 |
wrong fs type, bad option, bad superblock |
类型不符或超级块损坏 | blkid、e2fsck -b |
Bad magic number in super-block |
用错工具（对 xfs 用 e2fsck）或超级块损坏 | 10.7、10.9 |
Structure needs cleaning |
xfs 元数据损坏 | xfs_repair |
Input/output error |
硬件坏道或链路故障 | 10.10、10.11 |
Nothing to do!（resize2fs） |
底层设备未先扩容 | 10.7 |
Volume group "xxx" not found |
PV 丢失 / VG 未激活 | vgscan、vgchange -ay、vgcfgrestore |
Couldn't find device with uuid xxx（LVM） |
PV 磁盘掉线 | vgreduce --removemissing --force |
Insufficient free extents |
VG 空间不足 | vgextend 加 PV |
error 16: Device or resource busy（分区表） |
该盘有分区在使用中 | 10.6 用 partx --nr |
Dependency failed for /data（开机） |
fstab 错误 | 10.3、10.4 |
Timed out waiting for device |
fstab 里的设备不存在 | 加 nofail，10.3 |
练习
练习一：思考题（源自 01 文档）
1. 如果执行了 rm -rf /etc/fstab，会有什么后果？如何恢复？
后果分析：
- 当前运行的系统不会立刻崩溃。因为所有文件系统在开机时已经挂载完成，挂载信息记录在内核中（
/proc/mounts、/etc/mtab），运行中的业务不受影响。 - 但会立即出现以下问题：
mount -a、mount /data（省略设备名的简写形式）失效；df、mount命令仍可用，但swapon -a无法工作；- CentOS 7 上 systemd 无法生成
*.mount单元，systemctl daemon-reload后相关单元消失。
- 一旦重启，后果严重：
- 除了内核通过
root=参数挂载的根文件系统外，所有其它分区都不会被挂载（/boot、/home、/var、/data等）； - swap 不会启用，内存吃紧；
- 根文件系统可能以只读方式留存（因为 fstab 中缺少
remount rw的记录，视发行版而定）； - 依赖这些挂载点的服务（数据库、Web、NFS 导出）全部启动失败；
- 严重情况下系统会直接进入
emergency mode要求输入 root 密码。
- 除了内核通过
恢复方法（按优先级）：
# 方法一（最佳）：从备份恢复 —— 这就是为什么改 fstab 前必须先备份
cp /etc/fstab.bak /etc/fstab
# 方法二：趁系统还没重启，用当前的挂载信息重建（强烈推荐立刻做）
cat /proc/mounts # 当前所有挂载关系都在这里
cat /etc/mtab
mount # 人眼可读的形式
lsblk -f # 设备、类型、UUID、挂载点一览
blkid # 取各分区的 UUID、LABEL、TYPE
swapon -s # 找回 swap 分区
findmnt -s # 从 fstab 读（此时已空），findmnt 不带 -s 则从内核读
# 据此手写 fstab（示例）
cat > /etc/fstab <<'EOF'
UUID=8f3a1b2c-... / xfs defaults 0 0
UUID=1a2b3c4d-... /boot xfs defaults 0 0
UUID=5e6f7a8b-... swap swap defaults 0 0
/dev/mapper/vg_data-lv_data /data xfs defaults 0 0
EOF
# 方法三：从 RPM 包中提取（fstab 属于 setup 包，但包里是模板不含实际配置）
rpm -qf /etc/fstab # setup-x.x.x
cd /tmp && rpm2cpio /path/to/setup-*.rpm | cpio -idmv ./etc/fstab
# 方法四：已经重启且进不去系统 → 用 rd.break 或救援模式（见 10.3）后手写 fstab
# 无论用哪种方法，最后必须验证
findmnt --verify
mount -a # 无任何报错才可以重启经验教训：/etc/fstab、/etc/passwd、/etc/shadow、/boot/grub2/grub.cfg 属于"改一个字符就可能开不了机"的文件，修改前一律先 cp xxx xxx.bak.$(date +%F)。
2. 如果 /etc/fstab 中写错了 UUID 或设备名，会发生什么？
| 场景 | CentOS 6 表现 | CentOS 7 表现 |
|---|---|---|
| 写错非关键数据盘的 UUID/设备名 | 开机时 mount -a 失败，屏幕给出错误提示，多数情况下仍能继续启动到登录界面，仅该目录未挂载 |
systemd 认为 local-fs.target 依赖失败，默认会中断启动并进入 emergency mode，要求输入 root 密码；除非该行加了 nofail |
| 写错根分区的 UUID | 内核找不到根文件系统，Kernel panic - not syncing: VFS: Unable to mount root fs |
同样 panic，或停在 dracut 的 initramfs> 提示符 |
| 写错文件系统类型（如 xfs 写成 ext4） | mount: wrong fs type, bad option, bad superblock |
同样报错，进入 emergency |
| 写错挂载选项（拼写错误） | mount: unknown option |
同上 |
| 设备当前不存在（比如已拔掉的 U 盘） | 报错但可继续 | 等待 90 秒后 Timed out waiting for device，进入 emergency |
| 第 6 列 fsck 顺序写错（非根分区写成 1） | 检查顺序混乱，可能导致检查失败 | 同上 |
危险的隐性错误：如果把某个数据盘的 UUID 误写成另一个已在使用的分区的 UUID，可能出现同一个设备被挂载到两个位置，或数据写入了错误的分区，造成数据混乱甚至覆盖，这比开不了机更危险。
恢复与预防：
# 恢复：进入救援环境（rd.break / single / 光盘救援）→ 修正 fstab → mount -a 验证（见 10.3、10.4）
# 预防（三条铁律）
mount -a # 1. 改完立刻验证，报错就说明有问题
findmnt --verify # 2. CentOS 7 专用的语法与设备校验
UUID=xxx /data xfs defaults,nofail 0 0 # 3. 非关键数据盘加 nofail，缺盘不阻塞开机
# 追加 x-systemd.device-timeout=10 可缩短等待时间
UUID=xxx /data xfs defaults,nofail,x-systemd.device-timeout=10 0 0练习二：分区规划实操（源自 07 文档 练习 PPP1）
题目：在虚拟机中新增一块硬盘，按下表完成分区、格式化与挂载，并配置为开机自动挂载。
| 序号 | 分区用途 | 大小 | 文件系统类型 | 分区类型 ID | 挂载点 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | Linux 数据分区 | 2 GB | ext4 | 83（Linux） | /mnt/data1 |
| 2 | Linux LVM 分区 | 4 GB | 交由 LVM 管理 | 8e（Linux LVM） | 由 LV 决定 |
| 3 | Linux swap 分区 | 1 GB | swap | 82（Linux swap） | swap |
| 4 | Windows 数据分区 | 2 GB | ntfs | 7（HPFS/NTFS） | /mnt/win |
| 5 | FAT32 共享分区 | 1 GB | vfat | b（W95 FAT32） | /mnt/fat |
原题中的编号 20 / 19 / 4 / 7 是
fdisk交互中l列表里的行号或不同版本的编号，实际输入的是上表的分区类型 ID（十六进制代码）。以t命令输入83、8e、82、7、b即可。
参考答案：
# 步骤 0：确认新硬盘已被识别
lsblk
fdisk -l /dev/sdb
# 步骤 1：分区（MBR 方案：3 个主分区 + 1 个扩展分区内放 2 个逻辑分区）
fdisk /dev/sdb
# n → p → 1 → 回车 → +2G 创建 sdb1（2G，数据）
# n → p → 2 → 回车 → +4G 创建 sdb2（4G，LVM）
# n → p → 3 → 回车 → +1G 创建 sdb3（1G，swap）
# n → e → 4 → 回车 → 回车 剩余空间全部给扩展分区
# n → 回车 → +2G 创建 sdb5（2G，NTFS）
# n → 回车 → +1G 创建 sdb6（1G，FAT32）
# t → 2 → 8e 把 sdb2 标记为 Linux LVM
# t → 3 → 82 把 sdb3 标记为 Linux swap
# t → 5 → 7 把 sdb5 标记为 HPFS/NTFS
# t → 6 → b 把 sdb6 标记为 W95 FAT32
# （sdb1 默认就是 83 Linux，无需修改）
# p 打印确认
# w 写入并退出
partprobe /dev/sdb # 刷新分区表
lsblk /dev/sdb
fdisk -l /dev/sdb # 核对 Id 与 System 两列
# 步骤 2：格式化
mkfs.ext4 -L data1 /dev/sdb1
mkswap -L myswap /dev/sdb3
yum install epel-release -y && yum install ntfs-3g -y # NTFS 支持需 EPEL 源
mkfs.ntfs -f -L windata /dev/sdb5 # -f 快速格式化
mkfs.vfat -F 32 -n SHARE /dev/sdb6 # -F 32 指定 FAT32，-n 卷标（必须大写）
# 步骤 3：LVM 部分（sdb2）
pvcreate /dev/sdb2
vgcreate vg_test /dev/sdb2
lvcreate -L 3G -n lv_test vg_test
mkfs.xfs /dev/vg_test/lv_test
mkdir -p /mnt/lvm
mount /dev/vg_test/lv_test /mnt/lvm
# 步骤 4：创建挂载点并挂载
mkdir -p /mnt/data1 /mnt/win /mnt/fat
mount /dev/sdb1 /mnt/data1
mount -t ntfs-3g /dev/sdb5 /mnt/win
mount -t vfat -o iocharset=utf8,umask=000 /dev/sdb6 /mnt/fat
swapon /dev/sdb3
free -m; swapon -s; df -hT
# 步骤 5：配置开机自动挂载
blkid # 取各分区 UUID
vi /etc/fstabUUID=<sdb1的UUID> /mnt/data1 ext4 defaults 0 2
UUID=<sdb3的UUID> swap swap defaults 0 0
UUID=<sdb5的UUID> /mnt/win ntfs-3g defaults,nofail 0 0
UUID=<sdb6的UUID> /mnt/fat vfat defaults,iocharset=utf8,umask=000,nofail 0 0
/dev/vg_test/lv_test /mnt/lvm xfs defaults 0 0# 步骤 6：验证（必做）
umount /mnt/data1 /mnt/win /mnt/fat /mnt/lvm
swapoff /dev/sdb3
mount -a && swapon -a
df -hT; free -m
findmnt --verify # CentOS 7
reboot # 最终验证练习三：卸载繁忙设备实操（源自 07 文档 练习 PPP2）
题目：按以下步骤制造并解决"设备繁忙无法卸载"的场景。
- 新建一个分区并格式化、挂载到
/mnt/test； - 打开一个新终端，
cd进入/mnt/test，并在其中创建文件、用vim打开一个文件不退出； - 回到第一个终端，尝试
umount /mnt/test，观察报错； - 使用
lsof和fuser找出是哪些进程在占用； - 分别用"温和方式"和"强制方式"解决，最终成功卸载。
参考答案：
# ===== 步骤 1：准备环境 =====
fdisk /dev/sdb # n → 回车 → +1G → w
partprobe /dev/sdb
mkfs.xfs /dev/sdb7 # 或 mkfs.ext4
mkdir -p /mnt/test
mount /dev/sdb7 /mnt/test
df -hT | grep test
# ===== 步骤 2：制造占用（在【第二个终端】执行）=====
cd /mnt/test
touch a.txt b.txt
echo "hello" > a.txt
vim a.txt # 保持打开状态不退出
# 再开第三个终端执行 tail -f /mnt/test/a.txt 可制造更多占用
# ===== 步骤 3：尝试卸载（回到第一个终端）=====
umount /mnt/test
# umount: /mnt/test: target is busy.
# (In some cases useful info about processes that use
# the device is found by lsof(8) or fuser(1))
# CentOS 6 的提示为：
# umount: /mnt/test: device is busy.
# ===== 步骤 4：定位占用者 =====
lsof /mnt/test
# COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
# bash 3021 root cwd DIR 8,23 4096 128 /mnt/test <- cwd 停在该目录
# vim 3105 root cwd DIR 8,23 4096 128 /mnt/test
# vim 3105 root 4u REG 8,23 12288 131 /mnt/test/.a.txt.swp
lsof +D /mnt/test # 递归查看目录下所有被打开的文件
fuser -mv /mnt/test
# USER PID ACCESS COMMAND
# /mnt/test: root 3021 ..c.. bash
# root 3105 ..c.. vim
# ACCESS 含义：c=进程的当前工作目录在此 f=有打开的文件
# e=正在执行该设备上的程序 r=该设备是进程的根目录 m=映射了库文件
fuser -mu /mnt/test # 显示进程所属用户
fuser -cu /mnt/test
# ===== 步骤 5a：温和方式（推荐，不丢数据）=====
# 在第二个终端：先在 vim 里 :wq 保存退出，再 cd 离开该目录
# :wq
# cd /
# 回到第一个终端：
umount /mnt/test # 成功
df -hT | grep test # 已无输出
# ===== 步骤 5b：强制方式（会中断进程，有丢数据风险）=====
mount /dev/sdb7 /mnt/test # 重新挂载以便再演练一次
# （在第二个终端重新 cd 进去并 vim 打开文件）
kill 3105 # 逐个温和终止（先 TERM，给进程保存的机会）
fuser -k -TERM -m /mnt/test # 批量发 TERM
umount /mnt/test
# 若仍不行，升级手段：
fuser -km /mnt/test # 发 KILL 杀掉全部占用进程
lsof -t /mnt/test | xargs -r kill -9
umount /mnt/test
# 终极手段：延迟卸载（立即从目录树摘除，占用释放后自动完成真正的卸载）
umount -l /mnt/test
mount | grep test # 已看不到
lsof /mnt/test # 进程仍持有旧的 inode，但新访问已不通
# 网络文件系统失联时：
umount -f /mnt/test
umount -f -l /mnt/test
# ===== 步骤 6：清理 =====
umount /mnt/test 2>/dev/null
rmdir /mnt/test结论与要点：
- 最常见的占用原因就是自己的 shell 还停在该目录里（
cwd），cd /即可解决，不要一上来就杀进程； vim会在目录里留下.xxx.swp交换文件，强杀后需要清理，且可能丢失未保存内容；- 生产环境优先走"停业务服务 → 卸载"的正规流程，
fuser -km属于应急手段； umount -l是最安全的兜底选择：不杀进程、不阻塞脚本，但要注意卸载是延迟生效的，紧接着的mount同一设备可能出现意外行为。
练习四：LVM 综合实操（补充）
题目：新增两块 10GB 硬盘，完成以下任务：
- 创建 VG
vg_app（PE 大小 16MB），包含这两块盘； - 创建 5GB 的 LV
lv_web，格式化为 xfs，挂载到/web； - 写入测试数据后，在线扩容到 12GB；
- 创建 LV
lv_db（3GB，ext4）挂载到/db，然后离线缩容到 2GB； - 为
lv_web创建 1GB 快照并验证快照内容； - 配置开机自动挂载。
参考答案：
# ===== 1. 创建 PV 与 VG =====
lsblk
pvcreate /dev/sdc /dev/sdd # 整盘做 PV（也可先分区并标记 8e）
pvs; pvdisplay
vgcreate -s 16M vg_app /dev/sdc /dev/sdd # -s 指定 PE 大小为 16MB
vgs; vgdisplay vg_app # 确认 PE Size = 16.00 MiB，总容量约 20G
# ===== 2. 创建 lv_web 并挂载 =====
lvcreate -L 5G -n lv_web vg_app
lvs; lvdisplay /dev/vg_app/lv_web
mkfs.xfs /dev/vg_app/lv_web
mkdir -p /web
mount /dev/vg_app/lv_web /web
df -hT /web
# 写入测试数据
dd if=/dev/zero of=/web/testfile bs=1M count=500
echo "web data v1" > /web/readme.txt
# ===== 3. 在线扩容到 12GB（业务不中断）=====
vgs vg_app # 确认 VFree 足够
lvextend -L 12G /dev/vg_app/lv_web # 扩 LV（也可写 -L +7G）
lvs
xfs_growfs /web # 扩 xfs 文件系统（参数是【挂载点】）
df -hT /web # 确认已变成 12G，且 /web 全程未卸载
cat /web/readme.txt # 数据完好
# 一步完成的写法：
# lvextend -r -L 12G /dev/vg_app/lv_web
# lvresize -r -L 12G /dev/vg_app/lv_web
# ===== 4. 创建 lv_db 并缩容（必须离线，且顺序不能错）=====
lvcreate -L 3G -n lv_db vg_app
mkfs.ext4 /dev/vg_app/lv_db
mkdir -p /db && mount /dev/vg_app/lv_db /db
echo "db data" > /db/data.txt
df -hT /db
umount /db # ① 卸载
e2fsck -f /dev/vg_app/lv_db # ② 强制检查（必做）
resize2fs /dev/vg_app/lv_db 2G # ③ 先缩【文件系统】
lvreduce -L 2G /dev/vg_app/lv_db # ④ 再缩【LV】，输入 y 确认
mount /dev/vg_app/lv_db /db # ⑤ 挂载验证
df -hT /db; cat /db/data.txt # 确认 2G 且数据完好
# 一步完成（更安全）：lvreduce -r -L 2G /dev/vg_app/lv_db
# ===== 5. 创建快照 =====
lvcreate -L 1G -s -n lv_web_snap /dev/vg_app/lv_web
lvs # Origin 列显示 lv_web，Data% 显示快照已用比例
mkdir -p /snap
mount -o nouuid,ro /dev/vg_app/lv_web_snap /snap # xfs 快照必须加 nouuid
ls -l /snap; cat /snap/readme.txt # 内容与创建快照那一刻一致
# 验证快照的独立性：修改源卷，快照内容不变
echo "web data v2" > /web/readme.txt
cat /web/readme.txt # v2
cat /snap/readme.txt # 仍然是 v1 ← 快照生效
# 用快照做一致性备份
tar -czvf /backup/web-$(date +%F).tar.gz -C /snap .
# 从快照回滚（可选，需卸载源卷）
umount /snap /web
lvconvert --merge /dev/vg_app/lv_web_snap
mount /dev/vg_app/lv_web /web
cat /web/readme.txt # 回到 v1，快照自动删除
# 清理快照（不回滚时）
umount /snap
lvremove /dev/vg_app/lv_web_snap
# ===== 6. 配置开机自动挂载 =====
blkid /dev/vg_app/lv_web /dev/vg_app/lv_db
vi /etc/fstab
# /dev/mapper/vg_app-lv_web /web xfs defaults 0 0
# /dev/mapper/vg_app-lv_db /db ext4 defaults 0 2
# （LVM 设备名稳定，可直接使用；也可用 UUID）
umount /web /db && mount -a && df -hT
findmnt --verify关键要点：
| 操作 | 顺序 | 是否需要卸载 |
|---|---|---|
| 扩容 | 先 lvextend，再 xfs_growfs/resize2fs |
不需要，可在线 |
| 缩容 | 先 resize2fs，再 lvreduce |
必须卸载，且 xfs 不支持 |
练习五：GPT 分区与大容量磁盘（补充）
题目：为一块 4TB 硬盘做 GPT 分区，划分为 1TB 和 3TB 两个分区，并验证 4K 对齐。
参考答案：
# 为什么必须用 GPT：MBR 单分区上限 2TB，4TB 盘用 MBR 会浪费一半以上空间
# 为什么必须用 parted/gdisk：CentOS 6 的 fdisk 不支持 GPT
parted /dev/sde
(parted) mklabel gpt # 建立 GPT 分区表（会清除原有分区表，确认 Yes）
(parted) unit TB # 或 unit GB / unit s（扇区）
(parted) print
(parted) mkpart data1 xfs 0% 25% # 用百分比可自动保证对齐（推荐）
(parted) mkpart data2 xfs 25% 100%
(parted) print
(parted) align-check optimal 1 # 输出 "1 aligned" 表示已 4K 对齐
(parted) align-check optimal 2
(parted) quit
# parted 是【即时写入】的，没有 fdisk 那样的 w 确认步骤，操作需格外谨慎
# 非交互式（脚本化，-s 静默）
parted -s /dev/sde mklabel gpt
parted -s /dev/sde mkpart data1 xfs 1MiB 1000GiB
parted -s /dev/sde mkpart data2 xfs 1000GiB 100%
parted -s /dev/sde align-check opt 1
parted -s /dev/sde print
# 用 gdisk 完成同样的事
gdisk /dev/sde
# o → Y 新建空 GPT
# n → 1 → 回车 → +1T → 8300 （8300 = Linux filesystem）
# n → 2 → 回车 → 回车 → 8300
# p 打印
# w → Y 写入
sgdisk -p /dev/sde
sgdisk -n 1:0:+1T -t 1:8300 -c 1:data1 /dev/sde # 非交互式创建
# 验证对齐（手工核对起始扇区）
parted /dev/sde unit s print
# 起始扇区能被 8 整除（512B 扇区）即为 4K 对齐；常见的起始值是 2048
fdisk -l /dev/sde # CentOS 7 的 fdisk 可以只读显示 GPT
blockdev --getpbsz /dev/sde # 物理扇区大小
blockdev --getss /dev/sde # 逻辑扇区大小
cat /sys/block/sde/queue/optimal_io_size
cat /sys/block/sde/queue/minimum_io_size
# 格式化、挂载
partprobe /dev/sde
mkfs.xfs -f -L bigdata1 /dev/sde1
mkfs.xfs -f -L bigdata2 /dev/sde2
mkdir -p /data1 /data2
mount /dev/sde1 /data1; mount /dev/sde2 /data2
df -hT
# GPT 分区表备份（GPT 有主备两份表，但整表备份仍是必要的）
sgdisk --backup=/root/sde-gpt.bak /dev/sde
sgdisk --load-backup=/root/sde-gpt.bak /dev/sde # 恢复
sgdisk -R /dev/sdf /dev/sde && sgdisk -G /dev/sdf # 复制分区表到另一盘并生成新 GUID
dd if=/dev/sde of=/root/sde-gpt-full.bak bs=512 count=34 # 主 GPT 头 + 分区项练习六：磁盘配额实操（补充）
题目：在 /data（xfs）上为用户 tom 设置 100MB 软限制、150MB 硬限制，宽限期 3 天；并在 ext4 分区上完成同样的配置。
参考答案（xfs，CentOS 7）：
# 1. 挂载时启用配额（xfs 的配额只能在挂载时开启，不能事后 quotacheck）
vi /etc/fstab
# /dev/vg_app/lv_web /data xfs defaults,usrquota,grpquota 0 0
# xfs 也可写作 uquota,gquota；项目配额用 pquota
umount /data && mount -a
mount | grep data # 确认选项已生效
xfs_quota -x -c 'state' /data # 查看配额状态
# 2. 设置限制
xfs_quota -x -c 'limit bsoft=100m bhard=150m tom' /data
xfs_quota -x -c 'limit isoft=1000 ihard=1200 tom' /data # inode 数量限制
xfs_quota -x -c 'limit -g bsoft=500m bhard=600m dev' /data # 组配额
# 3. 设置宽限期（xfs 的宽限期是全局的，不能按用户单独设置）
xfs_quota -x -c 'timer -bu 3days' /data
xfs_quota -x -c 'timer -iu 7days' /data
# 4. 查看
xfs_quota -x -c 'report -h' /data
xfs_quota -x -c 'report -ugh' /data
xfs_quota -x -c 'quota -h tom' /data
xfs_quota -x -c 'state -h' /data
# 5. 测试
su - tom
dd if=/dev/zero of=/data/tom/f1 bs=1M count=120 # 超软限制，有警告但可写
dd if=/dev/zero of=/data/tom/f2 bs=1M count=50 # 触碰硬限制，报 Disk quota exceeded
exit参考答案（ext4，CentOS 6/7 通用）：
# 1. 安装工具并启用挂载选项
yum install quota -y
vi /etc/fstab
# /dev/vg_app/lv_db /db ext4 defaults,usrquota,grpquota 0 2
umount /db && mount -a
mount | grep db
# 2. 初始化配额数据库（ext4 独有的步骤，xfs 不需要）
quotacheck -cugv /db # -c 新建 -u 用户 -g 组 -v 详细
# 生成 /db/aquota.user 和 /db/aquota.group
ls -l /db/aquota.*
# 若报 "Cannot remount filesystem read-only"，可加 -m 强制
quotacheck -cugvm /db
# 3. 启用配额
quotaon -avug
quotaon -p /db # 查看状态
# 关闭：quotaoff -avug
# 4. 设置限制（交互式编辑，单位是 KB）
edquota -u tom
# Filesystem blocks soft hard inodes soft hard
# /dev/... 0 102400 153600 0 0 0
# （100MB=102400KB，150MB=153600KB）
# 非交互式（脚本友好，推荐）
setquota -u tom 102400 153600 0 0 /db
setquota -u tom 102400 153600 1000 1200 /db # 同时限制 inode
setquota -g dev 512000 614400 0 0 /db
# 5. 设置宽限期
edquota -t
# Block grace period: 3days Inode grace period: 7days
setquota -t 259200 604800 /db # 单位为秒：3天=259200，7天=604800
# 6. 批量复制配额模板（给多个用户设置相同配额的高效做法）
edquota -p tom -u jerry
edquota -p tom -u $(cut -d: -f1 /etc/passwd | awk -F: '$1>=1000')
for u in u1 u2 u3; do edquota -p tom -u $u; done
# 7. 查看与报表
quota -u tom
quota -vs tom # -s 人性化单位
quota -g dev
repquota /db
repquota -a # 所有启用了配额的文件系统
repquota -as # 人性化显示
# 8. 邮件告警
warnquota # 给超限用户发邮件
vi /etc/warnquota.conf # 配置邮件模板与发件人
# 加入 crontab：0 8 * * * /usr/sbin/warnquotaxfs 项目配额（针对目录做配额，用户配额做不到）：
# 挂载选项用 pquota（注意 pquota 与 grpquota 互斥，不能同时启用）
# /dev/sdb1 /data xfs defaults,pquota 0 0
mount -o remount,pquota /data
echo "10:/data/project1" >> /etc/projid # 项目 ID : 项目名映射
echo "10:/data/project1" >> /etc/projects # 项目 ID : 目录路径
xfs_quota -x -c 'project -s project1' /data # 初始化项目（-s 递归打标）
xfs_quota -x -c 'limit -p bsoft=1g bhard=1.2g project1' /data
xfs_quota -x -c 'report -p -h' /data练习七：LUKS 磁盘加密实操（补充）
题目：对 /dev/sdf1 做 LUKS 加密，挂载到 /secure，并配置为使用密钥文件开机自动解锁。
参考答案：
# 0. 确认内核支持并安装工具
yum install cryptsetup -y
modprobe dm_crypt
lsmod | grep dm_crypt
cat /proc/crypto | grep -i aes
# 1. 加密分区（注意：会清除该分区所有数据）
cryptsetup luksFormat /dev/sdf1
# WARNING! ... Are you sure? (Type uppercase yes): YES ← 必须大写 YES
# Enter passphrase: **** （两次）
cryptsetup luksFormat -c aes-xts-plain64 -s 512 -h sha512 /dev/sdf1 # 指定算法
cryptsetup luksDump /dev/sdf1 # 查看头部信息与密钥槽使用情况
blkid /dev/sdf1 # TYPE="crypto_LUKS"
# 2. 打开（映射为 /dev/mapper/secure）
cryptsetup luksOpen /dev/sdf1 secure
# 或 cryptsetup open /dev/sdf1 secure
ls -l /dev/mapper/secure
lsblk /dev/sdf # 可看到 sdf1 下多出 crypt 类型的 secure
dmsetup ls; dmsetup info secure
cryptsetup status secure
# 3. 格式化并挂载（对映射设备操作，不是对 /dev/sdf1）
mkfs.xfs /dev/mapper/secure
mkdir -p /secure
mount /dev/mapper/secure /secure
df -hT /secure
echo "secret" > /secure/secret.txt
# 4. 卸载并关闭
umount /secure
cryptsetup luksClose secure
# 此时 /dev/sdf1 的内容是密文，直接挂载会失败：
mount /dev/sdf1 /mnt # mount: unknown filesystem type 'crypto_LUKS'
# 5. 密钥管理（LUKS 有 8 个密钥槽，支持多个口令）
cryptsetup luksAddKey /dev/sdf1 # 添加新口令
cryptsetup luksChangeKey /dev/sdf1 # 修改口令
cryptsetup luksRemoveKey /dev/sdf1 # 删除某个口令（输入要删的那个）
cryptsetup luksKillSlot /dev/sdf1 1 # 按槽位号删除
cryptsetup luksDump /dev/sdf1 | grep -A2 'Key Slot'
# 6. 使用密钥文件实现开机自动解锁
dd if=/dev/urandom of=/root/secure.key bs=512 count=8
chmod 400 /root/secure.key
cryptsetup luksAddKey /dev/sdf1 /root/secure.key # 把密钥文件加入密钥槽
cryptsetup luksOpen -d /root/secure.key /dev/sdf1 secure # 用密钥文件测试解锁
cryptsetup luksOpen --key-file /root/secure.key /dev/sdf1 secure
# 配置 /etc/crypttab（格式：映射名 底层设备 密钥文件 选项）
blkid /dev/sdf1 # 取 UUID
vi /etc/crypttab
# secure UUID=<sdf1的UUID> /root/secure.key luks
# （密钥文件写 none 或留空则开机时交互询问口令）
chmod 600 /etc/crypttab
# 配置 /etc/fstab（用映射后的设备名）
vi /etc/fstab
# /dev/mapper/secure /secure xfs defaults,_netdev 0 0
# 注意：必须确保 crypttab 先解锁再挂载，加 _netdev 或 nofail 更保险
dracut -f # 重建 initramfs（根分区加密时必做）
systemctl daemon-reload
reboot # 验证自动解锁
# 7. 头部备份（LUKS 头损坏 = 数据永久丢失，此步至关重要）
cryptsetup luksHeaderBackup /dev/sdf1 --header-backup-file /root/sdf1-luks.img
chmod 400 /root/sdf1-luks.img # 头部含密钥材料，必须严格保护并异地保存
cryptsetup luksHeaderRestore /dev/sdf1 --header-backup-file /root/sdf1-luks.img注意事项：LUKS 口令一旦全部遗忘，数据无法恢复；LUKS 头部（默认 1~2MB）被覆盖同样导致数据永久丢失，必须备份头部；加密会带来 5%~15% 的 CPU 开销（有 AES-NI 指令集时开销很小，用 grep aes /proc/cpuinfo 确认）。
练习八：软件 RAID 5 实操与故障演练（补充）
题目：用 4 块 1GB 分区创建 RAID 5（3 块数据盘 + 1 块热备），格式化挂载后模拟一块盘故障，观察热备自动接管与重建全过程，最后完成换盘。
参考答案：
# ===== 1. 准备 4 个分区（类型 ID 设为 fd，Linux raid autodetect）=====
fdisk /dev/sdb
# n → p → 1 → +1G ... 重复创建 sdb1~sdb4
# t → 1 → fd ... 逐个把类型改为 fd
# w
partprobe /dev/sdb
lsblk; fdisk -l /dev/sdb | grep raid
# ===== 2. 创建 RAID 5 =====
yum install mdadm -y
mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb{1,2,3,4}
# 等价长选项写法：
# mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 /dev/sdb{1,2,3,4}
# -C 创建 -l 级别 -n 活动设备数 -x 热备数 -c 指定 chunk 大小（默认 512K）
mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 -c 64 /dev/sdb{1,2,3,4} # 指定 64K chunk
# ===== 3. 查看状态与同步进度 =====
cat /proc/mdstat
# Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
# md0 : active raid5 sdb3[4] sdb4[3](S) sdb2[1] sdb1[0]
# 2093056 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
# (S)=热备 (F)=故障 [3/3]=应有3块/在线3块 [UUU]=每块都正常（_ 表示缺失）
watch -n 1 cat /proc/mdstat # 实时观察初始同步进度
mdadm -D /dev/md0 # 详细信息（State、Active/Working/Failed/Spare Devices）
mdadm --detail /dev/md0
mdadm -E /dev/sdb1 # 查看单个成员盘的超级块
mdadm -Q /dev/md0 # 简要查询
# ===== 4. 格式化、挂载 =====
mkfs.xfs /dev/md0
mkdir -p /raid5
mount /dev/md0 /raid5
df -hT /raid5
# 容量验证：3 块 1G 的 RAID 5 可用约 2G（N-1），第 4 块作热备不计入容量
cp -r /etc /raid5/ # 写入测试数据
md5sum /raid5/etc/passwd > /root/before.md5
# ===== 5. 保存配置（不做这步重启后阵列名可能变成 /dev/md127）=====
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf
cat /etc/mdadm.conf
# ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 spares=1 name=host:0 UUID=xxxx:xxxx:xxxx:xxxx
echo "MAILADDR ops@example.com" >> /etc/mdadm.conf # 故障邮件告警
dracut -f # 若 RAID 承载 / 或 /boot，需重建 initramfs
systemctl enable --now mdmonitor # CentOS 7 启用监控守护进程
service mdmonitor start; chkconfig mdmonitor on # CentOS 6
# fstab 用 UUID 挂载（更稳妥）
blkid /dev/md0
vi /etc/fstab
# UUID=<md0的UUID> /raid5 xfs defaults 0 0
# ===== 6. 模拟故障，观察热备自动接管 =====
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1 # -f/--fail 标记为故障
# 或 mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb1
cat /proc/mdstat
# md0 : active raid5 sdb4[3] sdb3[4] sdb2[1] sdb1[0](F)
# ... [3/2] [_UU]
# [====>............] recovery = 25.4% (532480/2093056) finish=0.5min speed=48000K/sec
# 观察到：sdb1 变成 (F)，热备 sdb4 自动顶上并开始 recovery
watch -n 1 cat /proc/mdstat # 等待重建完成，恢复为 [3/3] [UUU]
mdadm -D /dev/md0 | grep -E 'State|Devices'
# 重建期间业务不中断（降级运行），验证数据仍可读写
md5sum -c /root/before.md5
echo "still writable" > /raid5/test.txt
# 调整重建速度（重建会抢占 I/O，业务高峰期可限速）
cat /proc/sys/dev/raid/speed_limit_min # 默认 1000 (KB/s)
cat /proc/sys/dev/raid/speed_limit_max # 默认 200000
echo 50000 > /proc/sys/dev/raid/speed_limit_min # 提速（加快重建，抢占更多 I/O）
echo 20000 > /proc/sys/dev/raid/speed_limit_max # 限速（保业务）
sysctl -w dev.raid.speed_limit_min=50000 # 永久写入 /etc/sysctl.conf
# ===== 7. 移除坏盘并加入新盘 =====
mdadm /dev/md0 -r /dev/sdb1 # -r/--remove 移除故障盘
cat /proc/mdstat # sdb1 已消失，且当前无热备
mdadm -D /dev/md0
# （物理上换盘、重新分区后）加入新盘作为热备
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb5 # -a/--add 添加
cat /proc/mdstat # sdb5 显示为 (S) 热备
mdadm -D /dev/md0 | grep spare
# 一条命令完成"移除 + 添加"
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb2 -r /dev/sdb2 -a /dev/sdb6
# 更优雅的换盘方式：先复制后剔除（不经历降级状态，风险更低）
mdadm /dev/md0 --replace /dev/sdb2 --with /dev/sdb6
# ===== 8. 主动一致性巡检（发现静默数据损坏）=====
echo check > /sys/block/md0/md/sync_action
cat /sys/block/md0/md/mismatch_cnt # 应为 0；非 0 说明存在校验不一致
echo repair > /sys/block/md0/md/sync_action # 修复不一致
echo idle > /sys/block/md0/md/sync_action # 中止巡检
# ===== 9. 扩容 RAID（增加成员盘扩大容量）=====
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb7
mdadm -G /dev/md0 -n 4 # --grow 把活动设备数从 3 增到 4
watch cat /proc/mdstat # reshape 过程较慢，期间不要断电
xfs_growfs /raid5 # 扩文件系统
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf # 配置变了要重新保存
# ===== 10. 停止与彻底删除 =====
umount /raid5
vi /etc/fstab # 先注释掉相关行，否则重启会失败
mdadm -S /dev/md0 # --stop 停止阵列
cat /proc/mdstat # 已无 md0
mdadm --zero-superblock /dev/sdb1 # 清除成员盘上的 RAID 超级块（关键！否则会被自动重组）
mdadm --zero-superblock /dev/sdb{2,3,4,5,6,7}
wipefs -a /dev/sdb1 # 更彻底地擦除各种文件系统/RAID 签名
rm -f /etc/mdadm.conf
# 重新组装已停止的阵列
mdadm -A /dev/md0 /dev/sdb{1,2,3} # --assemble 手动组装
mdadm -A --scan # 按 /etc/mdadm.conf 自动组装全部
mdadm --assemble --scan --run # 强制运行（即使降级）思考与要点：
- RAID 5 的容量与冗余：N 块盘容量为 (N-1) 块，允许1 块盘故障；重建期间若第二块盘再故障则数据全失，这是 RAID 5 在大容量盘时代最被诟病的风险，因此重要数据建议 RAID 6 或 RAID 10。
- 热备的价值：故障发生后无需人工介入即刻开始重建，把"降级窗口"从数小时（等运维发现并换盘）缩短到数分钟。
- RAID 不是备份：RAID 只解决硬盘物理故障，无法防止误删除、误格式化、病毒加密、逻辑损坏、机房灾难。备份必须独立存在。
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf必须做，否则重启后阵列可能被识别为/dev/md127，导致 fstab 挂载失败。
练习九：概念快答（补充）
1. MBR 和 GPT 各自的容量与分区数量限制是多少？为什么？
MBR：单分区/单磁盘最大 2TB，最多 4 个主分区（或 3 主 + 1 扩展，扩展分区内可有多个逻辑分区）。原因是 MBR 的 64 字节分区表被 4 个 16 字节表项占满，且每个表项用 4 字节记录起始扇区与总扇区数，2^32 × 512B = 2TB。
GPT：理论支持 8 ZiB（用 8 字节即 64 位记录 LBA），Linux 下默认支持 128 个分区。因为 GPT 头部之后有 128 个 128 字节的分区项区域，且分区项数量可扩展。
2. 为什么推荐用 UUID 而不是 /dev/sdb1 挂载？
设备名 sd* 由内核按磁盘被发现的顺序分配，并不固定。增删硬盘、改变 SATA 插槽、更换 HBA 卡、虚拟机调整磁盘顺序、内核版本变化，都可能让原来的 /dev/sdb1 变成 /dev/sdc1，导致挂载错误的分区或挂载失败。UUID 写在文件系统的超级块里，跟着数据走，唯一且稳定。
3. resize2fs 和 xfs_growfs 的参数有什么区别？
resize2fs 接受设备名（resize2fs /dev/vg/lv），xfs_growfs 接受挂载点（xfs_growfs /data）。此外 resize2fs 可增可减（缩小需卸载），xfs_growfs 只能增大。
4. 硬链接和软链接的区别？为什么硬链接不能跨文件系统？
硬链接是指向同一个 inode 的另一个目录项，与原文件完全平等，删除任一个只是减少链接计数；软链接是一个独立的小文件，内容是目标路径的字符串。inode 号只在单个文件系统内唯一，跨文件系统的 inode 号会冲突，因此硬链接不能跨文件系统，也不能指向目录（会破坏目录树的无环结构）。
5. df 和 du 结果不一致的常见原因？
（1）有已删除但仍被进程占用的文件（lsof +L1）；（2）挂载点被覆盖，du 统计的是被隐藏的下层目录；（3）稀疏文件（du 显示实际占用，ls -l 显示逻辑大小）；（4）ext 文件系统为 root 预留的 5% 空间；（5）du 无权限读取某些目录导致统计偏小。
6. LVM 中 PE 的大小为什么重要？
PE（Physical Extent）是 LVM 分配空间的最小单位，默认 4MB。LV 的容量必须是 PE 的整数倍，因此 PE 决定了容量调整的粒度。同时在旧版 LVM1 中，单个 LV 最多 65534 个 LE，PE 越小则 LV 上限越小（4MB × 65534 ≈ 256GB）。LVM2 已无此限制，但 PE 过小会增加元数据量、影响大容量 VG 的操作性能。创建后可用 vgchange -s 调整（有限制），因此建议在 vgcreate -s 时就规划好。
7. 为什么 CentOS 7 默认改用 xfs？它有什么代价？
优点：xfs 采用 B+ 树索引与延迟分配，在大文件、大容量（支持 EB 级）、高并发场景下性能显著优于 ext4；inode 动态分配，不会出现 inode 耗尽；mkfs 与 fsck 速度快。代价：不支持缩小；删除大量小文件的性能不如 ext4；早期版本元数据操作较慢（v5 已改善）；断电后依赖日志恢复，xfs_repair -L 会丢数据。
8. mount -o remount,rw / 在什么场景下使用？
系统检测到文件系统错误后自动把根分区改为只读保护模式，或在救援环境（rd.break、单用户模式、init=/bin/bash）中根分区默认以只读方式挂载。此时需要该命令把根改为可写才能修改配置文件（如修 fstab）。
附录 A：Linux 运行级别
本节内容属于系统启动与服务管理范畴，因与磁盘救援（单用户模式修 fstab）密切相关而在此保留原文。 详见 阶段02（系统启动流程与服务管理）
Linux 用运行级别（runlevel）表示系统的运行状态，不同级别启动不同的服务集合。
| 运行级别 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | 关机（halt） | 系统关闭。不能设为默认级别，否则一开机就关机 |
| 1 | 单用户模式（single user） | 只有 root 可登录，不启动网络与多数服务。用于修复系统、重置 root 密码、修 fstab |
| 2 | 多用户模式，无 NFS | 多用户命令行模式，但不启动 NFS 网络文件系统 |
| 3 | 完整多用户模式（命令行） | 标准的字符界面多用户模式，服务器最常用 |
| 4 | 保留未使用 | 系统保留，用户可自定义 |
| 5 | 图形界面（X11） | 带图形桌面的多用户模式，桌面系统默认 |
| 6 | 重启（reboot） | 系统重启。不能设为默认级别，否则会无限重启 |
CentOS 6 的运行级别管理
配置文件为 /etc/inittab：
# Default runlevel. The runlevels used are:
# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
# 1 - Single user mode
# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
# 3 - Full multiuser mode
# 4 - unused
# 5 - X11
# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
#
id:5:initdefault:其中 id:5:initdefault: 表示默认运行级别为 5（图形界面）。把 5 改成 3 则下次开机进入字符界面。
cat /etc/inittab # 查看默认运行级别配置
vi /etc/inittab # 修改 id:5:initdefault: 中的数字
runlevel # 查看当前运行级别
# N 5 ← N 表示上一个级别不存在（开机后未切换过），5 是当前级别
init 3 # 临时切换到运行级别 3（字符界面）
runlevel
# 5 3 ← 上一个级别是 5，当前级别是 3
init 5 # 切回图形界面
init 0 # 关机（等同 halt、poweroff、shutdown -h now）
init 6 # 重启（等同 reboot、shutdown -r now）
init 1 # 切换到单用户模式
startx # 在字符界面下临时启动图形界面（不改变运行级别）
telinit 3 # 与 init 等效
chkconfig --list # 查看各服务在各运行级别下的启停状态
chkconfig --level 35 httpd on # 让 httpd 在级别 3 和 5 下自启动通过 GRUB 临时修改运行级别（救急手段）：开机在 GRUB 菜单界面按 e 编辑启动项，在 kernel 行末尾追加数字或关键字，然后按 b 启动：
kernel /vmlinuz-2.6.32 ro root=/dev/sda1 1 <- 进入单用户模式
kernel /vmlinuz-2.6.32 ro root=/dev/sda1 single <- 同上
kernel /vmlinuz-2.6.32 ro root=/dev/sda1 3 <- 进入字符界面
kernel /vmlinuz-2.6.32 ro root=/dev/sda1 emergency <- 紧急模式
kernel /vmlinuz-2.6.32 ro root=/dev/sda1 init=/bin/bash <- 直接进 shell这是"误把默认级别设为 0 或 6 导致开不了机"以及"忘记 root 密码"时的标准补救方式。
CentOS 7 的对应关系（systemd target）
CentOS 7 用 systemd 的 target 取代了运行级别，但保留了兼容映射：
| 运行级别 | systemd target | 说明 |
|---|---|---|
| 0 | poweroff.target（runlevel0.target） |
关机 |
| 1 | rescue.target（runlevel1.target） |
救援模式（相当于单用户） |
| 2 | multi-user.target（runlevel2.target） |
多用户 |
| 3 | multi-user.target（runlevel3.target） |
多用户命令行 |
| 4 | multi-user.target（runlevel4.target） |
多用户 |
| 5 | graphical.target（runlevel5.target） |
图形界面 |
| 6 | reboot.target（runlevel6.target） |
重启 |
| — | emergency.target |
紧急模式，只挂载根文件系统且为只读 |
systemctl get-default # 查看默认 target
systemctl set-default multi-user.target # 设为字符界面（等同原级别 3）
systemctl set-default graphical.target # 设为图形界面（等同原级别 5）
# 本质是创建符号链接：
ls -l /etc/systemd/system/default.target
ln -sf /lib/systemd/system/multi-user.target /etc/systemd/system/default.target
systemctl isolate multi-user.target # 临时切换（等同 init 3）
systemctl isolate graphical.target # 等同 init 5
systemctl isolate rescue.target # 等同 init 1
systemctl rescue # 进入救援模式
systemctl emergency # 进入紧急模式
runlevel # 仍然可用（兼容命令）
init 3 # 仍然可用，被映射到对应 target
who -r # 查看运行级别
systemctl list-units --type=target # 列出当前已激活的 target
systemctl list-dependencies multi-user.target # 查看 target 的依赖服务树
/etc/inittab在 CentOS 7 中仍然存在，但只是一个说明文件，修改它不起任何作用，文件内明确写着 "inittab is no longer used"。
附录 B：Linux 文件系统目录结构
本节列出根目录下各子目录的用途，与文件系统概念、分区规划直接相关。 详见 阶段01（Linux 基础与文件目录管理）
Linux 采用单一的树形目录结构，一切从根 / 开始，所有分区、外部设备都以"挂载"的形式挂在这棵树的某个节点上，没有 Windows 的 C:、D: 盘符概念。
| 目录 | 用途说明 |
|---|---|
/ |
根目录，整个文件系统树的起点，所有目录和文件都在其下 |
/bin |
基本命令的二进制文件（binary），所有用户都可执行，如 ls、cp、mv、cat、bash。系统启动和单用户模式修复时必需，因此不能单独分区 |
/sbin |
系统管理命令（system binary），主要供 root 使用，如 fdisk、mkfs、ifconfig、init、reboot。同样不能单独分区 |
/boot |
内核与引导文件，存放 vmlinuz（内核）、initramfs（初始内存文件系统）、GRUB 配置。常单独分一个 200MB~1GB 的分区 |
/dev |
设备文件目录（device），Linux 把所有硬件抽象为文件，如 /dev/sda、/dev/null、/dev/tty。由 udev 动态管理，实际是 devtmpfs 内存文件系统 |
/etc |
系统与应用的配置文件（etcetera），如 /etc/fstab、/etc/passwd、/etc/inittab、/etc/hosts。绝不能单独分区（启动时就要读取），且是备份的重中之重 |
/home |
普通用户的家目录，每个用户对应一个子目录如 /home/tom。用户数据集中地，生产环境建议单独分区，便于配额管理和防止撑爆根分区 |
/root |
root 用户的家目录（注意与根目录 / 区分）。放在根分区上，保证单用户模式下可用 |
/lib |
共享库文件（library），程序运行所依赖的动态链接库（.so）以及内核模块（/lib/modules）。不能单独分区 |
/lib64 |
64 位系统的 64 位共享库 |
/media |
可移动介质的挂载点，U 盘、光驱、移动硬盘插入后由桌面环境自动挂载到此 |
/mnt |
临时挂载点，管理员手工挂载文件系统时的习惯用目录 |
/opt |
第三方大型软件的安装目录（optional），如 Oracle、MATLAB、自研应用。软件较多时可单独分区 |
/proc |
虚拟文件系统（procfs），不占磁盘空间，是内核与进程信息在内存中的映射，如 /proc/cpuinfo、/proc/meminfo、/proc/partitions、/proc/mdstat、/proc/<pid>/ |
/sys |
虚拟文件系统（sysfs），导出内核的设备与驱动信息，如 /sys/block/sda/、/sys/class/scsi_host/。磁盘热插拔扫描就靠它 |
/run |
运行时数据（tmpfs 内存文件系统），存放 PID 文件、socket 等，每次开机重建。CentOS 7 引入，取代部分 /var/run |
/srv |
服务数据目录（service），存放网络服务对外提供的数据，如 Web、FTP 的数据（实际用得较少） |
/tmp |
临时文件目录，所有用户可读写（带 sticky 位），系统重启或定期清理。建议单独分区并加 nodev,nosuid,noexec 选项以提升安全性 |
/usr |
应用程序与文件的主要存放地（Unix Software Resource），是系统中最大的目录之一。包含 /usr/bin、/usr/sbin、/usr/lib、/usr/local、/usr/share（文档、man 手册）、/usr/src（源码）、/usr/include（头文件）。类似 Windows 的 Program Files |
/usr/local |
管理员手工编译安装的软件存放地，与包管理器安装的内容隔开，便于维护 |
/var |
经常变化的数据（variable），如日志 /var/log、邮件 /var/spool/mail、打印队列、数据库文件 /var/lib/mysql、缓存 /var/cache。最容易膨胀，生产环境强烈建议单独分区 |
/var/log |
系统与应用日志，如 messages、secure、dmesg、boot.log。日志暴涨撑满根分区是最常见的故障 |
/lost+found |
ext 文件系统专有，fsck 修复时把找到的孤立文件（inode 存在但无目录项）放在此处。每个 ext 分区的根下都有一个 |
/selinux |
SELinux 相关的虚拟文件系统（CentOS 6；CentOS 7 移到 /sys/fs/selinux） |
Windows 与 Linux 文件系统结构对比：
Windows：多根结构（每个分区一个盘符）
C:\ D:\ E:\
├─Windows ├─data └─backup
├─Users └─software
└─Program Files
Linux：单根结构（所有分区挂载到同一棵树上）
/
├── bin ← 根分区
├── etc ← 根分区
├── boot ← 独立分区 /dev/sda1
├── home ← 独立分区 /dev/sda3（或 LV）
├── var ← 独立分区 /dev/sda5（或 LV）
├── data ← 独立分区 /dev/sdb1
└── mnt
└── usb ← U 盘挂载点 /dev/sdc1文件名规则：Linux 文件名最长 255 个字符，路径全长最长 4096 字符；区分大小写（File.txt 与 file.txt 是两个不同的文件）；除 /（路径分隔符）和 \0 外几乎所有字符都可用，但应避免空格、*、?、$、- 开头等会引起 shell 解析问题的字符；以 . 开头的文件为隐藏文件（ls -a 可见）。
目录与分区规划的关系：
| 目录 | 能否单独分区 | 原因 |
|---|---|---|
/bin、/sbin、/lib、/lib64、/etc、/dev |
❌ 绝对不能 | 系统启动早期就必须访问，此时其它分区尚未挂载 |
/boot |
✅ 推荐 | 隔离内核文件；旧 BIOS 有 1024 柱面限制；UEFI 需要 ESP |
/home |
✅ 推荐 | 隔离用户数据，便于配额和重装系统时保留数据 |
/var、/var/log |
✅ 强烈推荐 | 日志与数据库最易膨胀，隔离后不会撑爆根分区 |
/tmp |
✅ 推荐 | 防止临时文件占满根分区，可加安全挂载选项 |
/usr |
⚠️ 可以但需谨慎 | 需要在 initramfs 中正确处理，配置复杂，一般不单独分 |
/opt、/data、/srv |
✅ 可以 | 应用与业务数据，按需规划 |
附录 C：GRUB 启动引导
本节内容属于系统启动引导范畴，因与 MBR、
/boot分区、分区表恢复密切相关而在此完整保留原文。 详见 阶段02（系统启动流程与引导修复）
C.1 引导程序的种类
| 引导程序 | 适用范围 | 说明 |
|---|---|---|
| grub (GRUB Legacy / grub 0.97) | CentOS 5/6、RHEL 5/6 | 配置文件 /boot/grub/grub.conf（/boot/grub/menu.lst 为其符号链接），语法用 title/root (hd0,0)/kernel/initrd |
| grub2 | CentOS 7+、Ubuntu 10+ | 配置文件 /boot/grub2/grub.cfg，语法用 menuentry/set root/linux16/initrd16，功能强大但配置文件不建议手工编辑（由脚本生成） |
| grub4dos | Windows 下的多重引导 | 常用于 U 盘启动盘、从硬盘安装系统、加载 memdisk 引导镜像 |
| lilo | 早期 Linux | 已基本淘汰 |
| syslinux / isolinux / pxelinux | U 盘 / 光盘 / 网络启动 | 轻量引导器，memdisk 属于该家族 |
| bootmgr / NTLDR | Windows | Windows 自己的引导管理器 |
C.2 GRUB 的磁盘与分区命名方式
GRUB 有一套独立于 Linux 的设备命名法，且从 0 开始计数：
grub (GRUB Legacy)：
(hd0) 第 1 块硬盘
(hd0,0) 第 1 块硬盘的第 1 个分区 → 对应 /dev/sda1
(hd0,1) 第 1 块硬盘的第 2 个分区 → 对应 /dev/sda2
(hd1,4) 第 2 块硬盘的第 5 个分区 → 对应 /dev/sdb5（第一个逻辑分区）
(fd0) 软驱
(cd) 光驱
grub2：
(hd0,msdos1) 第 1 块硬盘的 MBR 第 1 个分区 → /dev/sda1
(hd0,gpt1) 第 1 块硬盘的 GPT 第 1 个分区
(hd0,1) 简写形式，grub2 中【分区从 1 开始编号】（与 GRUB Legacy 不同！）
(hd1,msdos5) 第 2 块硬盘的第 1 个逻辑分区 → /dev/sdb5关键差异：GRUB Legacy 的分区号从 0 开始，grub2 的分区号从 1 开始，磁盘号两者都从 0 开始。这是修改配置时最容易出错的地方。
# 在 grub 命令行中探查设备
grub> ls # 列出所有设备与分区
grub> ls (hd0,msdos1)/ # 列出该分区根目录的内容
grub> ls (hd0,msdos1)/boot # 确认内核文件在哪个分区
grub> cat (hd0,msdos1)/etc/fstab # 直接查看文件内容
grub> set # 显示所有变量
grub> echo $prefix
grub> insmod lsC.3 grub2 配置文件与常用指令
/boot/grub2/grub.cfg 的核心指令：
set default="0" # 默认启动第 0 个菜单项
set timeout=5 # 菜单等待 5 秒
set root=(hd0,msdos1) # 设置 GRUB 的根（内核文件所在的分区）
menuentry 'CentOS Linux 7' { # 一个启动菜单项
insmod part_msdos # 加载 MBR 分区支持模块
insmod xfs # 加载 xfs 文件系统模块（读 /boot 用）
insmod ext2 # 加载 ext2/3/4 支持
insmod gzio # 解压支持
insmod lvm # LVM 支持（/boot 不能在 LVM 上，但根可以）
insmod mdraid09 # 软 RAID 支持
set root='hd0,msdos1'
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 1a2b3c4d-... # 按 UUID 定位分区
linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro quiet
initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.el7.x86_64.img
}各指令含义：
| 指令 | 作用 |
|---|---|
set root= |
指定 GRUB 去哪个分区找内核文件（不是 Linux 的根文件系统） |
search --fs-uuid --set=root |
按文件系统 UUID 查找分区并设为 root，比写死设备名更可靠 |
linux / linux16 / linuxefi |
加载内核。linux16 用 16 位实模式引导（BIOS），linuxefi 用于 UEFI |
initrd / initrd16 / initrdefi |
加载初始内存文件系统 |
root=/dev/xxx |
内核参数，告诉内核真正的根文件系统在哪（这个才决定 Linux 的 /） |
ro / rw |
根文件系统初始以只读/读写方式挂载 |
insmod |
加载 GRUB 模块（分区格式、文件系统、加密、LVM、RAID 等） |
boot |
执行启动（在交互命令行中手工输入时必须以此结束） |
chainloader +1 |
链式加载，把控制权交给该分区的引导记录（用于引导 Windows） |
set gfxpayload=keep |
保持图形模式 |
关机与重启菜单项：
menuentry "Reboot" {
reboot
}
menuentry "Shutdown" {
halt
}
menuentry "Firmware Setup (UEFI)" {
fwsetup
}C.4 grub 交互命令行手工引导（救急）
当 grub.cfg 损坏或配置错误时，GRUB 会掉到命令行提示符。有两种提示符：
grub>：GRUB 已完整加载（能找到/boot/grub2下的模块），功能齐全；grub rescue>：GRUB 只加载了最基础的部分（找不到normal.mod等模块），需要先设置prefix并加载模块。
在 grub> 下手工引导 CentOS 7：
grub> ls # 找出分区
grub> ls (hd0,msdos1)/ # 确认哪个分区有 vmlinuz
grub> set root=(hd0,msdos1)
grub> linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro
grub> initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.el7.x86_64.img
grub> boot如果
/boot是独立分区，内核路径就是/vmlinuz-...；如果/boot在根分区上，路径要写成/boot/vmlinuz-...。这是最常见的失败原因。
在 grub rescue> 下恢复：
grub rescue> ls
grub rescue> ls (hd0,msdos1)/boot/grub2 # 找到 grub2 目录所在
grub rescue> set prefix=(hd0,msdos1)/boot/grub2
grub rescue> set root=(hd0,msdos1)
grub rescue> insmod normal
grub rescue> normal # 切换到完整的 grub> 环境
grub> ... # 之后按上面的方法手工引导在 GRUB Legacy（CentOS 6）中手工引导：
grub> root (hd0,0)
grub> kernel /vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64 ro root=/dev/sda2
grub> initrd /initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img
grub> boot进入系统后必须做的事：手工引导只是一次性的，进入系统后要重新生成配置并重装引导。
# CentOS 7
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # 重新生成配置（BIOS）
grub2-mkconfig -o /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg # UEFI
grub2-install /dev/sda # 重装引导程序到 MBR（BIOS 才需要）
# CentOS 6
grub-install /dev/sda
vi /boot/grub/grub.conf # CentOS 6 直接手工编辑
# Ubuntu/Debian
update-grub
grub-install /dev/sdaC.5 /boot 分区的内容
ls -l /bootCentOS 7 的 /boot：
config-3.10.0-1160.el7.x86_64 内核编译时的配置项
grub2/ grub2 的配置与模块
grub.cfg 主配置文件
grubenv 保存 saved_entry 等环境变量
i386-pc/ BIOS 平台的模块（*.mod）
initramfs-3.10.0-1160.el7.x86_64.img 初始内存文件系统（含驱动，用于挂载真正的根）
initrd-plymouth.img 启动画面
symvers-*.gz 内核符号表
System.map-3.10.0-1160.el7.x86_64 内核符号地址映射
vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64 【内核本体】（压缩的可引导内核）
efi/ UEFI 引导文件（UEFI 系统）
loader/ systemd-boot 相关
CentOS 6 的 /boot：
grub/
grub.conf 主配置文件
menu.lst -> grub.conf 符号链接
device.map GRUB 设备名与 Linux 设备名的映射
stage1 / stage2 / *_stage1_5 GRUB 的各阶段引导代码
vmlinuz-2.6.32-754.el6.x86_64
initramfs-2.6.32-754.el6.x86_64.img为什么 /boot 常单独分区：
- 早期 BIOS 只能访问硬盘前 1024 柱面（约 8GB），内核必须放在这个范围内；
- 根分区使用 LVM、RAID 5/6、加密、btrfs 等复杂格式时，引导程序可能无法读取，而
/boot用简单的 ext4/xfs 可确保被读到（/boot不能放在 LVM 上，grub2 虽支持但不推荐）； - 便于隔离与备份，也方便多系统共用；
- UEFI 必须有一个 ESP（EFI System Partition），FAT32 格式，通常挂载在
/boot/efi，大小 200~500MB。
/boot 满了的处理（内核升级失败的最常见原因）：
df -h /boot
rpm -qa kernel | sort -V # 列出已安装的内核
uname -r # 当前正在用的内核（绝对不能删）
package-cleanup --oldkernels --count=2 # 保留 2 个最新内核，删除其余（yum-utils 包）
yum remove kernel-3.10.0-862.el7 # 手工删除指定旧内核
# 永久限制保留数量：/etc/yum.conf 中设置 installonly_limit=2
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # 删完重新生成菜单C.6 引导修复：chroot 方式
系统装了 Windows 后 MBR 被覆盖、或误删了 GRUB，标准修复流程是用光盘/U 盘启动到救援环境，chroot 进原系统后重装引导。
# ===== CentOS 7 =====
# 1. 用安装盘启动 → Troubleshooting → Rescue a CentOS system → 1) Continue
# 安装程序会自动把原系统挂载到 /mnt/sysimage
chroot /mnt/sysimage
# 2. 重装引导并重建配置
grub2-install /dev/sda # BIOS 模式，写入 MBR
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
# UEFI 模式（不需要 grub2-install，只需重装包并重建配置）
yum reinstall grub2-efi grub2-efi-modules shim -y
grub2-mkconfig -o /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg
# 3. 若 initramfs 也损坏
dracut -f --kver $(uname -r)
dracut -f /boot/initramfs-$(uname -r).img $(uname -r)
# 4. 退出重启
exit
reboot
# ===== 手工挂载的通用做法（用任意 Live CD）=====
mkdir /mnt/sysroot
mount /dev/mapper/centos-root /mnt/sysroot # 先挂根
mount /dev/sda1 /mnt/sysroot/boot # 再挂 /boot
mount /dev/sda2 /mnt/sysroot/boot/efi # UEFI 还要挂 ESP
mount --bind /dev /mnt/sysroot/dev # 关键：绑定这四个虚拟文件系统
mount --bind /proc /mnt/sysroot/proc
mount --bind /sys /mnt/sysroot/sys
mount --bind /run /mnt/sysroot/run
chroot /mnt/sysroot
grub2-install /dev/sda && grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
exit
umount -R /mnt/sysroot
reboot
# ===== CentOS 6 =====
chroot /mnt/sysimage
grub-install /dev/sda
# 或在 grub 交互命令行中：
grub
grub> root (hd0,0)
grub> setup (hd0) # 把 GRUB 写入 hd0 的 MBR
grub> quitC.7 多系统引导配置示例
一台机器同时装了 CentOS 7 与 Windows 7 时的 grub.cfg 片段：
set default=0
set timeout=10
set gfxpayload=keep
### Linux 启动项 ###
menuentry 'CentOS Linux 7 (3.10.0-1160.el7.x86_64)' {
load_video
set gfxpayload=keep
insmod gzio
insmod part_msdos
insmod xfs
set root='hd0,msdos1'
search --no-floppy --fs-uuid --set=root 1a2b3c4d-5e6f-7a8b-9c0d-1e2f3a4b5c6d
linux16 /vmlinuz-3.10.0-1160.el7.x86_64 root=/dev/mapper/centos-root ro rhgb quiet
initrd16 /initramfs-3.10.0-1160.el7.x86_64.img
}
### Windows 启动项（用 chainloader 链式加载）###
menuentry "Windows 7" {
insmod part_msdos
insmod ntfs
insmod ntldr
set root='hd0,msdos3'
search --no-floppy --fs-uuid --set=root --hint='hd0,msdos3' 1A2B3C4D5E6F7A8B
ntldr /bootmgr
}
### 另一种 Windows 写法 ###
menuentry "Windows 7 (chainloader)" {
insmod chain
insmod part_msdos
insmod ntfs
set root=(hd0,msdos3)
chainloader +1
}
### UEFI 下的 Windows ###
menuentry "Windows Boot Manager (UEFI)" {
insmod part_gpt
insmod fat
insmod chain
set root=(hd0,gpt1)
chainloader /EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi
}
### 关机与重启 ###
menuentry "Reboot" { reboot }
menuentry "Shutdown" { halt }自动探测其它系统（比手写更省事）：
yum install os-prober -y # 安装后 grub2-mkconfig 会自动探测 Windows
os-prober # 手工执行看能探测到什么
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg注意：先装 Windows 再装 Linux 更省事，因为 Windows 安装程序会无条件覆盖 MBR 并且不认识 Linux；Linux 的 GRUB 则能引导 Windows。若顺序反了，需按 C.6 修复引导。
C.8 修改默认启动项与菜单持久化
# 1. 查看当前所有菜单项及其序号
grep -E '^menuentry' /boot/grub2/grub.cfg | cut -d"'" -f2
awk -F\' '/^menuentry/ {print i++ " : " $2}' /boot/grub2/grub.cfg
grubby --default-index # 当前默认项序号
grubby --default-kernel # 当前默认内核
grubby --info=ALL # 全部启动项详情
# 2. 按序号设置默认启动项
grub2-set-default 0 # 第 1 项
grub2-set-default 2
# 按标题设置（更直观，标题必须与菜单里的完全一致）
grub2-set-default "Windows 7"
grub2-set-default "CentOS Linux 7 (3.10.0-1160.el7.x86_64)"
# 3. 查看设置结果（存放在 /boot/grub2/grubenv 中）
grub2-editenv list
# saved_entry=Windows 7
cat /boot/grub2/grubenv
grub2-editenv - unset saved_entry # 清除
# 4. 只让【下一次】启动进入某项（一次性，重启后恢复原默认）
grub2-reboot 1
grub2-reboot "Windows 7"
grub2-editenv - set next_entry=1
# 5. 让 saved_entry 生效的前提：/etc/default/grub 中必须是 saved
vi /etc/default/grubGRUB_TIMEOUT=5
GRUB_DEFAULT=saved
GRUB_DISABLE_SUBMENU=true
GRUB_TERMINAL_OUTPUT="console"
GRUB_CMDLINE_LINUX="crashkernel=auto rhgb quiet"
GRUB_DISABLE_RECOVERY="true"
GRUB_SAVEDEFAULT=true# 改完 /etc/default/grub 后必须重新生成 grub.cfg 才生效
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # BIOS
grub2-mkconfig -o /boot/efi/EFI/centos/grub.cfg # UEFIGRUB_DEFAULT 的取值：
| 取值 | 含义 |
|---|---|
0、1、2 … |
固定按序号启动第 N 项 |
saved |
使用 grub2-set-default 保存的值（配合 grub2-set-default 使用时必须设为此值） |
"CentOS Linux 7 ..." |
按菜单标题固定 |
>0>1 |
子菜单中的项（第 0 个子菜单下的第 1 项） |
自定义菜单项的持久化：/etc/grub.d/40_custom
直接编辑 /boot/grub2/grub.cfg 添加的菜单项，会在下次执行 grub2-mkconfig（如内核升级时自动触发）后被完全覆盖丢失。要让自定义项持久保留，必须写入 /etc/grub.d/40_custom：
vi /etc/grub.d/40_custom#!/bin/sh
exec tail -n +3 $0
# 这一行以上的内容不要修改
# 下面添加自定义菜单项，它们会被原样追加到 grub.cfg 的末尾
menuentry "Windows 7" {
insmod part_msdos
insmod ntfs
set root=(hd0,msdos3)
chainloader +1
}
menuentry "Reboot" { reboot }
menuentry "Shutdown" { halt }# 【关键】该文件必须有可执行权限，否则 grub2-mkconfig 会跳过它
chmod +x /etc/grub.d/40_custom
ls -l /etc/grub.d/ # 所有脚本都应是 755
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg # 重新生成
grep -A5 'Windows 7' /boot/grub2/grub.cfg # 验证已写入/etc/grub.d/ 下各脚本的作用（按文件名数字顺序执行）：
| 脚本 | 作用 |
|---|---|
00_header |
生成头部：timeout、default、显示模式等 |
01_users |
GRUB 菜单密码保护相关 |
10_linux |
扫描 /boot 下的内核，生成 Linux 启动项 |
20_linux_xen |
Xen 虚拟化启动项 |
20_ppc_terminfo |
PowerPC 终端 |
30_os-prober |
探测其它操作系统（Windows 等）并生成启动项 |
40_custom |
用户自定义菜单项（推荐在此添加） |
41_custom |
读取 /boot/grub2/custom.cfg 的内容 |
给 GRUB 菜单加密码保护（防止他人用单用户模式绕过 root 密码）：
grub2-mkpasswd-pbkdf2 # 输入密码，得到 grub.pbkdf2.sha512.xxx 串
vi /etc/grub.d/40_custom
# set superusers="admin"
# password_pbkdf2 admin grub.pbkdf2.sha512.10000.XXXX...
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
# CentOS 6 的做法：
grub-md5-crypt # 生成 md5 串
# 在 /boot/grub/grub.conf 的 title 行之前加：password --md5 $1$xxxxC.9 BIOS 与 UEFI 的差异对照
| 项目 | BIOS（Legacy） | UEFI |
|---|---|---|
| 分区表 | 通常搭配 MBR（也可 GPT） | 必须搭配 GPT |
| 引导代码位置 | 硬盘的 MBR 前 446 字节 + 后续扇区 | ESP 分区（FAT32）内的 .efi 文件 |
| 磁盘容量上限 | MBR 限制 2TB | 8 ZiB |
| grub2 配置文件路径 | /boot/grub2/grub.cfg |
/boot/efi/EFI/centos/grub.cfg |
| grub2 模块目录 | /boot/grub2/i386-pc/ |
/boot/efi/EFI/centos/ + /usr/lib/grub/x86_64-efi/ |
| 内核加载指令 | linux16 / initrd16 |
linuxefi / initrdefi |
| 安装引导命令 | grub2-install /dev/sda |
不用 grub2-install，重装 grub2-efi+shim 包后 grub2-mkconfig |
| 必需的特殊分区 | GPT+BIOS 时需 BIOS Boot Partition（1~2MB，类型 ef02，无文件系统） |
ESP（200~500MB，FAT32，类型 ef00，挂载 /boot/efi） |
| 安全启动 | 不支持 | 支持 Secure Boot（需 shim 签名） |
| 启动项管理 | 只能靠引导程序 | 固件中有 NVRAM 启动项，用 efibootmgr 管理 |
# 判断当前系统是 BIOS 还是 UEFI 启动
[ -d /sys/firmware/efi ] && echo "UEFI" || echo "BIOS"
ls /sys/firmware/efi
dmesg | grep -i efi
efibootmgr -v # UEFI 下列出固件启动项
# UEFI 启动项管理
efibootmgr -v # 查看
efibootmgr -o 0002,0000,0001 # 调整启动顺序
efibootmgr -b 0003 -B # 删除编号为 0003 的启动项
efibootmgr -c -d /dev/sda -p 1 -L "CentOS" -l '\EFI\centos\shimx64.efi' # 新建启动项
# ESP 分区的典型内容
ls -R /boot/efi/EFI/
# EFI/BOOT/BOOTX64.EFI 通用后备引导文件
# EFI/centos/shimx64.efi 签名的第一阶段引导（Secure Boot 用）
# EFI/centos/grubx64.efi grub2 主体
# EFI/centos/grub.cfg grub2 配置
# EFI/Microsoft/Boot/bootmgfw.efi Windows 引导管理器GPT + BIOS 的特殊要求：在 BIOS 模式下用 GPT 分区表引导 Linux，必须额外创建一个 1~2MB 的 BIOS Boot Partition（
parted中设set N bios_grub on，gdisk中类型码ef02），用来存放 GRUB 的 core.img。否则grub2-install会报 "embedding area is unusually small" 而失败。
# 用 parted 创建 BIOS Boot Partition
parted /dev/sda mkpart primary 1MiB 3MiB
parted /dev/sda set 1 bios_grub on
parted /dev/sda print # Flags 列显示 bios_grub
# 用 sgdisk
sgdisk -n 1:2048:+2M -t 1:ef02 -c 1:"BIOS boot" /dev/sda附录 D：从硬盘安装操作系统
本节内容属于系统安装范畴，因涉及分区、引导、loop 挂载而在此完整保留原文。 详见 阶段01（Linux 系统安装与初始化）
在没有光驱、没有 U 盘的情况下，可以把安装镜像（ISO）放在硬盘的某个分区上，通过 GRUB 直接引导安装程序。这是运维现场常用的技巧。
通用前提条件：
- ISO 文件放在一个能被引导程序读取的分区上（ext4、xfs、NTFS、FAT32 均可，FAT32 注意单文件 4GB 上限）；
- 记住该分区在 GRUB 中的编号（
(hd0,msdos1)）和在 Linux 中的设备名（/dev/sda1）； - 从 ISO 中把
vmlinuz（内核） 和initrd.img（初始内存文件系统） 提取到/boot或该分区根目录，因为 GRUB 需要先加载这两个文件才能启动安装程序； - 安装目标分区不能是存放 ISO 的那个分区（会被格式化）。
D.1 安装 CentOS 7
# 1. 把 ISO 放到某个分区，例如 /dev/sda1 的根目录
cp CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso /boot/ # 或放在 /dev/sda1 挂载点的根下
# 2. 从 ISO 中提取内核与 initrd
mount -o loop CentOS-7-x86_64-DVD-2009.iso /mnt
ls /mnt/isolinux/ # vmlinuz、initrd.img 在这里
cp /mnt/isolinux/vmlinuz /boot/vmlinuz-install
cp /mnt/isolinux/initrd.img /boot/initrd-install.img
umount /mnt
# 3. 添加 GRUB 菜单项
vi /etc/grub.d/40_custommenuentry "Install CentOS 7 from HDD" {
set root=(hd0,msdos1)
linux /vmlinuz-install repo=hd:/dev/sda1:/ quiet
initrd /initrd-install.img
}chmod +x /etc/grub.d/40_custom
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg
reboot # 重启后选择该菜单项关键内核参数 repo=（CentOS 7）：
repo=hd:/dev/sda1:/ ISO 位于 /dev/sda1 分区的【根目录】
repo=hd:/dev/sda1:/iso/ ISO 位于 /dev/sda1 的 iso 子目录
repo=hd:UUID=xxxx-xxxx:/ 用 UUID 指定分区（设备名不确定时更可靠）
repo=hd:LABEL=DATA:/ 用卷标指定
inst.repo=hd:/dev/sda1:/ CentOS 7.x 新写法（inst. 前缀）
inst.stage2=hd:/dev/sda1:/ 指定 stage2 镜像位置
inst.ks=hd:/dev/sda1:/ks.cfg 自动化安装的 kickstart 文件
linux dd 进入驱动加载模式CentOS 6 的对应参数写法为
repo=hd:/dev/sda1:/或旧式的method=hd:/dev/sda1:/；CentOS 6 在安装界面中也可选择 "Hard drive" 作为安装源，然后手工指定分区和目录。
D.2 安装 Linux Mint 19 / Ubuntu（loopback 方式）
Debian 系的安装镜像使用 casper（Live 系统），参数与 CentOS 不同，用 iso-scan/filename 指定 ISO 路径。
# 1. 把 ISO 放到分区上，例如 /dev/sda1 的根目录
# 2. 从 ISO 中提取 casper 目录下的内核与 initrd
mount -o loop linuxmint-19-cinnamon-64bit.iso /mnt
ls /mnt/casper/ # vmlinuz、initrd.lz
cp /mnt/casper/vmlinuz /boot/vmlinuz-mint
cp /mnt/casper/initrd.lz /boot/initrd-mint.lz
umount /mnt
# 3. GRUB 菜单项（用 loopback 模块直接把 ISO 当作设备挂载）
vi /etc/grub.d/40_custommenuentry "Install Linux Mint 19 from HDD" {
insmod part_msdos
insmod ext2
insmod loopback
insmod iso9660
set isofile="/linuxmint-19-cinnamon-64bit.iso"
set root=(hd0,msdos1)
loopback loop $isofile
linux (loop)/casper/vmlinuz boot=casper iso-scan/filename=$isofile noeject noprompt splash --
initrd (loop)/casper/initrd.lz
}chmod +x /etc/grub.d/40_custom
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg关键参数说明：
| 参数 | 作用 |
|---|---|
loopback loop $isofile |
把 ISO 文件映射为 GRUB 的 (loop) 设备，之后可直接读取其内部文件 |
boot=casper |
告诉 initrd 使用 casper 引导 Live 系统 |
iso-scan/filename= |
最关键：让 casper 在各分区上搜索这个 ISO 文件并挂载为安装源 |
noeject noprompt |
安装结束时不提示弹出介质 |
splash |
显示启动画面 |
-- |
参数结束标记 |
Ubuntu 的 ISO 内核路径可能是
/casper/vmlinuz.efi、initrd 可能是/casper/initrd（不带.lz），需先用ls (loop)/casper/在 GRUB 命令行中确认实际文件名。
D.3 安装 Windows 7（memdisk + ghost 镜像方式）
Windows 的安装程序无法像 Linux 那样直接从 ISO 引导，需要借助 memdisk（syslinux 家族的工具）把镜像整体加载到内存中模拟为软驱/硬盘，或使用 ghost 镜像还原。
# 1. 准备文件（放在 /boot 或某个分区根目录）
# memdisk —— 来自 syslinux 包：/usr/share/syslinux/memdisk
# ghost.img —— 制作好的 DOS 启动镜像，内含 Ghost 程序
# win7.gho —— Windows 7 的 ghost 备份文件
yum install syslinux -y
cp /usr/share/syslinux/memdisk /boot/
cp ghost.img /boot/
# win7.gho 放在数据分区上，如 /dev/sda5 的根目录
# 2. GRUB 菜单项：用 memdisk 加载 DOS 镜像
vi /etc/grub.d/40_custommenuentry "Ghost for Windows 7 (memdisk)" {
insmod part_msdos
insmod ext2
set root=(hd0,msdos1)
linux16 /memdisk
initrd16 /ghost.img
}
menuentry "DOS Tools (memdisk floppy image)" {
set root=(hd0,msdos1)
linux16 /memdisk floppy
initrd16 /dos.img
}
menuentry "Windows 7 Installer (bootmgr)" {
insmod ntfs
set root=(hd0,msdos3)
ntldr /bootmgr
}chmod +x /etc/grub.d/40_custom
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfgmemdisk 的常用参数：
| 参数 | 作用 |
|---|---|
floppy |
把镜像模拟为软驱（A:），适合 1.44MB / 2.88MB 的 DOS 启动盘 |
harddisk |
模拟为硬盘（C:） |
iso |
模拟为光驱（配合可引导 ISO） |
raw |
原始模式，不做几何结构转换 |
bigraw |
用于大镜像 |
c=N h=N s=N |
手工指定柱面/磁头/扇区数 |
进入 DOS 后的 Ghost 操作：
1. 启动 Ghost（ghost.exe）
2. Local → Partition → From Image
3. 选择镜像文件：找到 win7.gho（在 1:5 之类的分区里，Ghost 用自己的编号）
4. 选择源分区（镜像中的分区）
5. 选择目标磁盘与目标分区（务必看清容量与卷标，选错会覆盖数据！）
6. 确认 Yes 开始还原
7. 还原完成后重启还原后必须修复 Windows 引导（否则 Windows 起不来）：
方式一：用 Windows 安装盘/PE 的"修复计算机"功能
方式二：在 PE 或 DOS 下执行
bootsect /nt60 C: /mbr 写入 Windows 7 的引导代码
bcdboot C:\Windows /s C: 重建 BCD 引导配置
方式三：用 NTBOOTautofix、BOOTICE 等第三方工具自动修复注意：bootsect /nt60 C: /mbr 会覆盖 MBR 的引导代码，导致 GRUB 被冲掉、Linux 无法启动。修完 Windows 后需要按附录 C.6 的方法重装 GRUB。
D.4 三种方式的对比与选择
| 方式 | 适用系统 | 关键参数/工具 | 难点 |
|---|---|---|---|
repo=hd: |
CentOS / RHEL / Fedora | repo= 或 inst.repo= |
需提取 isolinux/vmlinuz 与 initrd.img |
loopback + iso-scan |
Ubuntu / Mint / Debian | boot=casper iso-scan/filename= |
内核与 initrd 在 /casper/ 下，文件名版本间有差异 |
memdisk |
Windows / DOS / 各类工具盘 | linux16 /memdisk + initrd16 镜像 |
镜像整体载入内存，受内存大小限制；还原后需修 Windows 引导 |
通用排错要点：
file not found：GRUB 的分区编号写错（记住 grub2 分区从 1 开始），用grub> ls逐个确认；- 加载内核后卡住或找不到安装源：
repo=/iso-scan/filename=的路径写错，或分区设备名变了（改用UUID=或LABEL=）； Kernel panic：内核与 initrd 版本不匹配（必须来自同一个 ISO）；- 提取的
vmlinuz无法引导：BIOS 模式要用linux16/initrd16，UEFI 模式要用linuxefi/initrdefi； - 安装过程中不要格式化存放 ISO 的分区，否则安装源会中途消失导致失败；
- 装完 Linux 后，
/etc/grub.d/40_custom里的安装项应删除并重新grub2-mkconfig。
附录 E：命令速查总表
| 命令 | 用途说明 |
|---|---|
lsblk |
树形列出所有块设备、容量、类型与挂载点（-f 带文件系统与 UUID） |
fdisk -l |
列出所有磁盘的分区表；fdisk /dev/sdb 交互式分区（MBR，CentOS 7 也支持 GPT） |
parted |
交互/脚本式分区工具，支持 GPT 与 2TB 以上磁盘，操作即时写入 |
gdisk / sgdisk |
专用于 GPT 的分区工具，交互界面与 fdisk 类似 |
partprobe |
通知内核重新读取分区表 |
partx -a/-d/-u |
逐个添加/删除/更新分区到内核（比 partprobe 更细粒度） |
kpartx -av |
映射设备/镜像文件内的分区 |
sfdisk -d |
导出/导入分区表（备份分区结构的脚本化手段） |
mkfs / mkfs.ext4 / mkfs.xfs / mkfs.vfat / mkfs.ntfs |
创建文件系统（格式化） |
mke2fs |
ext 系列格式化的底层命令，选项最全 |
mount / umount |
挂载/卸载文件系统；mount -a 挂载 fstab 中所有条目 |
mount -o loop |
挂载 ISO 镜像或大文件模拟的磁盘 |
mount --bind |
把一个目录挂载到另一个位置（可用于探查被覆盖的挂载点） |
findmnt |
树形显示挂载关系；--verify 校验 fstab（CentOS 7） |
blkid |
查看各分区的 UUID、LABEL、TYPE |
df -h / df -i / df -T |
查看空间用量 / inode 用量 / 文件系统类型 |
du -sh / du -h --max-depth=1 |
统计目录占用；逐层定位大目录 |
lsof / fuser |
查找占用文件或挂载点的进程（解决 device is busy） |
lsof +L1 |
列出已删除但仍被占用的文件（df 与 du 不一致的元凶） |
e2label / xfs_admin -L |
设置 ext / xfs 的卷标 |
tune2fs |
调整 ext 文件系统参数（-l 查看、-m 预留比例、-U 改 UUID、-c/-i 自检周期、-L 卷标） |
dumpe2fs -h |
查看 ext 文件系统的超级块与详细信息 |
xfs_info |
查看 xfs 文件系统信息（参数是挂载点） |
xfs_admin -U/-L/-u/-l |
修改/查看 xfs 的 UUID 与卷标（需卸载） |
fsck / e2fsck -f -y |
检查修复文件系统（ext）；必须在未挂载状态下操作 |
xfs_repair |
修复 xfs（-n 只检查，-L 清空日志、会丢数据） |
resize2fs |
调整 ext 文件系统大小（参数是设备名，可增可减） |
xfs_growfs |
扩大 xfs 文件系统（参数是挂载点，只能增大） |
xfs_fsr / e4defrag |
xfs / ext4 碎片整理 |
filefrag |
查看文件的碎片与 extent 分布 |
mkswap / swapon / swapoff |
创建、启用、停用交换空间；swapon -s 查看，swapon -p 设优先级 |
free -m |
查看内存与 swap 使用情况 |
dd |
底层块复制：备份 MBR、创建 swap 文件、整盘克隆、性能测试 |
head -c / truncate / fallocate |
创建指定大小的文件（用于 loop 设备或 swap 文件） |
losetup -a/-P/-d |
管理 loop 设备 |
pvcreate / pvs / pvdisplay / pvscan / pvremove |
物理卷（PV）的创建、查看、删除 |
pvmove |
在线把 PV 上的数据迁移到其它 PV（换盘不停机的关键命令） |
vgcreate -s / vgs / vgdisplay / vgscan / vgremove |
卷组（VG）管理，-s 指定 PE 大小 |
vgextend / vgreduce |
向 VG 添加/移除 PV；vgreduce --removemissing 处理丢失的 PV |
vgchange -ay/-an |
激活/停用 VG |
vgcfgbackup / vgcfgrestore |
备份/恢复 LVM 元数据（/etc/lvm/backup、/etc/lvm/archive） |
vgexport / vgimport |
卷组的导出与导入（迁移磁盘到另一台主机） |
lvcreate -L/-l/-n/-s/-i/-m |
创建逻辑卷、快照、条带卷、镜像卷 |
lvs / lvdisplay / lvscan / lvremove |
逻辑卷的查看与删除 |
lvextend -L/-l/-r |
扩大 LV（-r 同时扩文件系统） |
lvreduce -L/-r |
缩小 LV（危险，必须先缩文件系统） |
lvresize -r |
可增可减的统一命令（-r 自动处理文件系统） |
lvconvert --merge |
把快照合并回源卷（回滚） |
lvconvert -m1 |
把线性卷转为镜像卷 |
mdadm -C/-D/-E/-a/-r/-f/-S/-A/-G |
软 RAID 的创建、查看、添加、移除、标记故障、停止、组装、扩容 |
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf |
保存 RAID 配置（不做这步重启后阵列名会变） |
cat /proc/mdstat |
查看 RAID 状态与同步/重建进度 |
mdadm --zero-superblock |
清除成员盘上的 RAID 超级块（彻底删除阵列必需） |
wipefs -a |
擦除设备上的所有文件系统/RAID/分区表签名 |
cryptsetup luksFormat/luksOpen/luksClose/luksDump |
LUKS 磁盘加密的格式化、打开、关闭、查看 |
cryptsetup luksHeaderBackup |
备份 LUKS 头部（头部丢失等于数据永久丢失） |
quotacheck -cugv |
初始化 ext 的配额数据库 |
quotaon / quotaoff |
启用/停用配额 |
edquota / setquota |
交互式/非交互式设置配额；edquota -t 设宽限期，edquota -p 复制模板 |
quota / repquota -a |
查看用户配额 / 输出配额报表 |
warnquota |
给超限用户发送邮件告警 |
xfs_quota -x -c |
xfs 的配额管理（limit、report、state、timer、project） |
dump / restore |
ext 文件系统的分级备份与恢复（0~9 级） |
xfsdump / xfsrestore |
xfs 的分级备份与恢复（-l 级别、-L 会话标签、-f 目标、-I 查看清单） |
tar / rsync -avHAX |
通用的文件级备份（跨文件系统类型，最常用） |
badblocks -sv |
检测磁盘坏道（-n 非破坏性读写、-w 破坏性写测试） |
smartctl -H/-A/-a/-t |
读取 SMART 信息、判断磁盘健康、发起自检 |
hdparm -tT/-I |
磁盘读取性能测试与参数查询 |
iostat -x 2 |
磁盘 I/O 统计（关注 %util、await、avgqu-sz） |
iotop -o |
实时查看各进程的 I/O 占用 |
fio |
专业 I/O 压测工具（可指定读写模型、块大小、并发、队列深度） |
fstrim -av |
对 SSD / 精简置备存储执行 TRIM 回收 |
lsscsi / rescan-scsi-bus.sh |
列出 SCSI 设备 / 重新扫描 SCSI 总线 |
echo '- - -' > /sys/class/scsi_host/hostX/scan |
在线扫描新添加的磁盘 |
echo 1 > /sys/block/sdX/device/rescan |
刷新磁盘容量（虚拟磁盘扩容后使用） |
growpart |
在线扩大分区（cloud-utils-growpart 包） |
grub2-mkconfig -o / grub2-install |
重新生成 GRUB 配置 / 重装引导程序 |
grub2-set-default / grub2-editenv list / grub2-reboot |
设置默认启动项 / 查看 / 一次性指定下次启动项 |
dracut -f |
重建 initramfs（改了 RAID/LVM/加密配置后必做） |
efibootmgr -v |
管理 UEFI 固件中的启动项 |
附录 F：注意事项与最佳实践
-
分区、格式化、缩容都是高危操作，动手前必须确认设备名。
fdisk /dev/sdb与fdisk /dev/sda只差一个字母，后者可能直接摧毁系统盘。执行前用lsblk、fdisk -l、df -h三重确认，虚拟机上先做快照。 -
parted是即时写入的，没有 fdisk 的w确认环节。 一旦回车，mklabel、rm、mkpart立刻生效且不可撤销。生产环境用parted时格外小心，脚本化操作前先在测试机验证。 -
mkfs之前务必确认分区上没有数据。 格式化不会询问，也没有回收站。养成blkid、mount | grep、lsof三查的习惯。 -
改完
/etc/fstab必须立即执行mount -a（CentOS 7 再加findmnt --verify）验证。 报错就说明重启会出问题。改之前先cp /etc/fstab /etc/fstab.bak.$(date +%F)。非关键数据盘一律加nofail。 -
挂载点要用 UUID 或 LABEL，不要用
/dev/sdb1。 设备名会随磁盘发现顺序变化，可能导致挂载到错误的分区。LVM 设备名（/dev/mapper/vg-lv）是稳定的，可以直接用。 -
扩容与缩容的顺序是相反的，记错就丢数据：
- 扩容：先扩底层（
lvextend/resizepart），再扩文件系统（resize2fs/xfs_growfs）； - 缩容：先缩文件系统（
resize2fs），再缩底层（lvreduce）； - 用
-r选项（lvextend -r/lvreduce -r/lvresize -r）让工具自动按正确顺序处理，可有效避免人为失误。
- 扩容：先扩底层（
-
xfs 不能缩小，任何版本都不行。 CentOS 7 默认用 xfs，规划时就要考虑清楚：LV 初始只分配所需容量，靠后续在线扩容，从根本上避免缩容需求。确实需要频繁伸缩则选 ext4 或 LVM thin。
-
fsck、e2fsck、xfs_repair必须在文件系统未挂载时执行。 对已挂载（尤其是读写挂载）的文件系统执行修复，会造成更严重的损坏。根分区需要修复时，用救援模式或在 fstab 第 6 列设1/2让开机自动检查。 -
RAID 不是备份。 RAID 只能防硬盘物理故障，不能防误删除、误格式化、勒索病毒、逻辑错误、机房灾难。备份必须独立于生产存储，并且要定期做恢复演练——没验证过能恢复的备份等于没有备份。
-
创建 RAID 后必须
mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf，否则重启后阵列可能被识别为/dev/md127，导致 fstab 挂载失败。同时启用mdmonitor并配置MAILADDR，否则盘坏了没人知道，等第二块盘也坏就来不及了。 -
LUKS 的口令与头部都必须妥善保管。 口令全部遗忘 = 数据永久丢失；头部（前 1~2MB）被覆盖 = 数据永久丢失。务必
luksHeaderBackup并异地保存备份文件（该文件含密钥材料，需chmod 400严格保护）。 -
dd是双刃剑，if与of写反就是灾难。 备份 MBR 是if=/dev/sda of=./mbr.bak，恢复是if=./mbr.bak of=/dev/sda。执行前把命令读三遍，尤其注意of=后面跟的是不是你想写入的目标。 -
不要直接
rm正在被写入的日志文件。 会导致空间不释放（lsof +L1可见）且服务丢失日志句柄。正确做法是> file清空，或交给logrotate管理。 -
/boot要留足空间并定期清理旧内核。/boot满会导致内核升级失败、dracut无法生成 initramfs。用package-cleanup --oldkernels --count=2清理，并在/etc/yum.conf设installonly_limit=2。 -
/var、/var/log、/home、/tmp生产环境建议单独分区或做成 LV。 根分区被撑满会导致系统性故障（无法登录、服务无法启动、sudo失效）。/bin、/sbin、/lib、/etc、/dev绝对不能单独分区。 -
配置磁盘空间与 inode 双重监控。
df -h正常但df -i满的情况极易被忽略，报错同样是No space left on device。 -
4K 对齐会显著影响性能。 用
parted的百分比方式或align-check optimal验证；现代fdisk/parted默认从 2048 扇区开始，一般已对齐，但从旧系统迁移或手工指定起始扇区时要复核。 -
虚拟机磁盘扩容需要刷三层：设备容量（
echo 1 > /sys/block/sdX/device/rescan）→ 分区（growpart/parted resizepart）→ 文件系统（xfs_growfs/resize2fs）。少一层就会出现"磁盘变大了但df没变"的困惑。 -
克隆虚拟机或整盘
dd后，必须处理 UUID 冲突。 两块 UUID 相同的盘会导致挂载结果不可预测。用xfs_admin -U generate/tune2fs -U random/pvchange -u/vgchange -u重新生成。 -
重要变更前后都要留痕：变更前备份配置文件（
fstab、mdadm.conf、lvm.conf）与分区表（sfdisk -d、sgdisk --backup、ddMBR），变更后记录lsblk -f、pvs/vgs/lvs、cat /proc/mdstat的输出，出问题时才有对照基准。
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