磁盘管理

磁盘扩容、挂载和空间告警的排查，需要了解设备、分区、文件系统和挂载点之间的关系。

一、磁盘、分区、文件系统、挂载点

排查磁盘问题时，四个概念容易混：

概念	说明	示例
设备	系统检测到的物理或虚拟磁盘	/dev/sdb
分区	磁盘上划分的一段独立区域	/dev/sdb1
文件系统	组织数据的方式，决定文件怎么存、怎么查	xfs、ext4
挂载点	文件系统在目录树中的入口	/data、/mnt/backup

排查时从底层往上逐层确认：系统有没有识别到盘？分区表对不对？文件系统有没有创建？有没有挂载？

查看块设备和挂载关系：

lsblk               # 块设备树：磁盘→分区→挂载点
blkid               # 看 UUID 和文件系统类型
df -h               # 看文件系统空间使用情况
df -i               # 看 inode 使用情况

lsblk 输出是最直观的设备总览。df -h 看各挂载点的空间，df -i 看 inode 耗尽——空间没满但写不进文件时，几乎可以肯定是 inode 用完了。

二、分区

分区表是磁盘上的"目录"，记录每个分区的起止位置。常见的分区表格式：

格式	特点
MBR（DOS）	老格式，最大支持 2TB 磁盘、4 个主分区
GPT	现代格式，支持大磁盘、128 个分区、有备份分区表

fdisk -l             # 查看所有磁盘分区（MBR 和 GPT 都支持）
parted -l            # 更详细，GPT 操作更方便

给新磁盘分区的流程：

lsblk                # 先看磁盘设备名，比如 /dev/sdb
parted /dev/sdb      # 进入 parted 交互模式

在 parted 交互模式中：

命令	作用
mklabel gpt	创建 GPT 分区表（会清空原有分区信息）
mkpart primary 0% 100%	创建一个主分区，占满整块盘
print	查看当前分区表
quit	退出

分区完成后通知内核重新读取分区表：

partprobe /dev/sdb       # 通知内核重新扫描分区
lsblk                    # 确认 /dev/sdb1 是否出现

云环境中，有些云主机的设备名在重启后可能变化（如 /dev/sdb 变成 /dev/sdc）。挂载时不依赖设备名，而是用 UUID，可以避免这个问题。

三、格式化

在分区上创建文件系统：

mkfs.xfs /dev/sdb1
mkfs.ext4 /dev/sdb1

XFS 和 ext4 的取舍：

	XFS	ext4
在线扩容	支持	支持
在线缩容	不支持	不支持（需卸载）
适用场景	RHEL 7+ 默认，大数据量大文件	通用，Ubuntu 上常见

格式化会清空分区上原有数据。生产环境执行 mkfs 前，一定要再确认一遍设备和挂载情况：

lsblk -f             # 看当前文件系统类型
mount | grep sdb     # 看是否正在挂载使用

四、挂载与 fstab

挂载是把文件系统接入到目录树的某个位置：

mkdir -p /data
mount /dev/sdb1 /data
df -h /data

手动 mount 在重启后失效。持久化挂载需要写入 /etc/fstab。fstab 中推荐用 UUID 指定设备，而不是设备名：

blkid /dev/sdb1            # 获取 UUID

/etc/fstab 格式：

UUID=xxxx-xxxx /data xfs defaults 0 0

每列含义：

列	示例	说明
设备标识	UUID=xxxx-xxxx	推荐 UUID，也可用设备路径
挂载点	/data	挂到哪个目录
文件系统	xfs	文件系统类型
挂载选项	defaults	默认参数（rw、suid、dev、exec、auto、nouser、async）
dump	0	是否被 dump 备份（通常 0）
fsck 顺序	0	开机时文件系统检查顺序（0=跳过，1=根分区，2=其他）

写完 fstab 后用 mount -a 测试——它会按 fstab 尝试挂载所有未挂载的条目。如果 fstab 有语法错误，mount -a 会报错，但系统还在正常运行。fstab 写错直接重启的话，可能进 emergency mode。

五、SWAP

SWAP 是磁盘上划出的一块区域，当内存不够用时，内核会把不活跃的内存页换出到 SWAP 上，腾出物理内存。

free -h              # 看内存和 SWAP 使用量
swapon --show        # 看当前 SWAP 设备

创建 SWAP 文件：

fallocate -l 2G /swapfile          # 创建 2G 大小的文件
chmod 600 /swapfile                # SWAP 文件权限要严格控制
mkswap /swapfile                   # 格式化为 SWAP
swapon /swapfile                   # 启用

写入 /etc/fstab 永久生效：

/swapfile none swap sw 0 0

对于数据库服务器（MySQL、PostgreSQL、Redis 等），通常不希望严重依赖 SWAP。偶尔换出一点是正常的，但频繁大量的 SWAP 活动（thrashing）说明物理内存不足以承载当前负载，需要加内存或优化配置。

六、LVM

LVM（Logical Volume Manager）在物理磁盘和文件系统之间加了一个抽象层，实现动态扩容。

三层结构：

层	名称	说明
PV（Physical Volume）	物理卷	把磁盘分区初始化，标记为由 LVM 管理
VG（Volume Group）	卷组	一个或多个 PV 组成的存储池
LV（Logical Volume）	逻辑卷	从 VG 中划出来的逻辑存储单元，上面建文件系统

创建流程：

pvcreate /dev/sdb1                          # 初始化物理卷
vgcreate vg_data /dev/sdb1                  # 创建卷组
lvcreate -n lv_data -l 100%FREE vg_data    # 用全部剩余空间创建逻辑卷
mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_data               # 在逻辑卷上建文件系统

挂载：

mkdir -p /data
mount /dev/vg_data/lv_data /data

扩容流程（有新磁盘加入时）：

pvcreate /dev/sdc1                # 新磁盘初始化为 PV
vgextend vg_data /dev/sdc1        # 把新 PV 加入卷组
lvextend -r -l +100%FREE /dev/vg_data/lv_data   # 扩 LV 并同步扩文件系统

参数 -r 会自动扩展文件系统（内部调用 xfs_growfs 或 resize2fs），不用手动再跑一遍扩容命令。

查看 LVM 状态：

pvs       # 物理卷概览
vgs       # 卷组概览
lvs       # 逻辑卷概览

LVM 扩容方便，缩容麻烦——XFS 不支持在线缩容，ext4 也需要先卸载。所以规划存储时，"以后再缩"不是个好假设。

七、RAID

RAID（Redundant Array of Independent Disks）用多块磁盘组合成逻辑存储，提供性能提升或冗余保护。

级别	特点
RAID 0	条带化，性能好但无冗余，坏一块盘全丢
RAID 1	镜像，容量减半，坏一块可继续
RAID 5	奇偶校验，可坏 1 块，容量利用率高
RAID 10	镜像+条带，性能好且冗余，最少 4 块盘

Linux 软件 RAID 用 mdadm 管理：

cat /proc/mdstat              # 看当前 RAID 状态
mdadm --detail /dev/md0       # 看指定 RAID 的详细信息

云环境中，底层存储通常已经在云平台侧做了冗余（如多副本、分布式存储），在云主机上再套一层软 RAID 大部分情况下没有额外收益。云盘的可靠性保障和 RAID 解决的问题不是一个层面的。

八、排查空间占用

磁盘告警时分两步：先找到哪个目录在吃空间，再定位具体文件。

df -h                 # 确认哪个分区满了
du -sh /*             # 根目录下各目录的占用排名
du -sh /var/*         # 逐层深入
find /var -type f -size +1G -ls     # 定位大文件

文件删了但空间没释放的情况：

lsof | grep deleted

lsof 输出中出现 (deleted) 标记：文件已经被 rm 删除了文件名，但仍有进程持有该文件的文件描述符，内核不会释放 inode 和数据块。解决方案是重启持有该文件的进程，或者让进程重新打开日志文件（systemctl reload 或发信号）。