Linux-磁盘管理

磁盘结构

物理结构

机械硬盘（HDD, Hard Disk Drive）
- 组成：由盘片、磁头、主轴电机、控制电路等机械部件构成。
- 读写原理：通过磁头在高速旋转的盘片上移动进行磁记录。
- 特点：容量大、成本低，但速度较慢（受转速影响，如5400/7200/10000 RPM）、易受震动损坏。
固态硬盘（SSD, Solid State Drive）
- 组成：由NAND闪存芯片、主控、缓存等电子元件构成，无机械部件。
- 读写原理：通过电信号直接访问存储单元。
- 特点：速度快、抗震、低功耗，但寿命受写入次数限制（TBW参数），单位容量成本较高。
混合硬盘（SSHD, Solid State Hybrid Drive）
- 结合HDD和SSD：用小容量闪存缓存频繁访问数据，提升性能，同时保留大容量机械存储。

对比项	机械硬盘（HDD）	固态硬盘（SSD）
存储原理	磁性盘片 + 机械磁头读写	NAND闪存芯片（无机械部件）
读写速度	较慢（100-200 MB/s，随机访问延迟高）	极快（500-7000 MB/s，随机访问延迟极低）
抗震性	差（机械部件易受震动损坏）	强（无活动部件，耐冲击）
噪音	有（盘片旋转和磁头移动声）	无（完全静音）
功耗	较高（需驱动电机）	较低（无机械运动，更省电）
发热量	较高（机械摩擦产生热量）	较低（主控和闪存芯片发热较小）
寿命	较长（磁记录无写入次数限制）	有限（NAND闪存有擦写次数限制，但足够家用）
容量	大（单盘可达20TB+）	较小（主流1TB-4TB，大容量价格高）
价格（每GB）	低（适合大容量存储）	高（但价格持续下降）
接口	SATA、SAS	SATA、NVMe（PCIe）、M.2、U.2
启动时间	较慢（需等待盘片加速）	瞬间启动（无机械延迟）
碎片影响	明显（碎片化会降低性能）	几乎无影响（无磁头寻道问题）
适用场景	大容量存储、冷数据备份、NAS	系统盘、游戏、高性能计算、笔记本电脑

选HDD：需要大容量、低成本存储（如电影、备份）。
选SSD：追求速度、响应时间（如操作系统、游戏、生产力工具）。
混合方案：SSD（系统+常用软件） + HDD（数据存储）是性价比之选。

接口类型

并口

特点

多线传输：同时使用多根数据线（如8/16/32根）并行传输数据，每个时钟周期可发送多位数据。
高带宽（理论）：早期因并行传输被认为速度更快。
信号干扰：由于多线并行，容易产生串扰（Crosstalk）和时钟偏移（Skew），影响稳定性。
短距离适用：长距离传输时信号衰减严重，故主要用于机内连接。

硬盘接口

PATA（Parallel ATA，又称IDE）

用途：早期机械硬盘（HDD）和光驱接口。
带宽：最高 133 MB/s（ATA-7标准）。
连接方式：40/80针排线，支持主从设备（Master/Slave跳线设置）。
缺点：线缆宽大（影响机箱散热）、速度受限、不支持热插拔。

SCSI（Parallel SCSI）

用途：企业级服务器、工作站存储。
带宽：最高 320 MB/s（Ultra320 SCSI）。
特点：支持多设备串联（Daisy Chain）、高延迟但稳定性强。

IEEE 1284（并口打印机接口）

用途：老式打印机、扫描仪。
速度：约 2 MB/s（EPP/ECP模式）。

串口

特点

单线/差分传输：数据按位依次传输（如1根数据线+时钟线），或使用差分信号（如LVDS）抗干扰。
高频率低延迟：通过提高时钟频率弥补单线带宽限制，实际速度远超并口。
抗干扰强：差分信号（如PCIe、SATA）适合长距离和高速传输。
简化布线：线缆更细（如SATA仅7针），支持热插拔。

硬盘接口

SATA（Serial ATA）

用途：取代PATA，成为HDD/SSD主流接口。
带宽：
- SATA I：1.5 Gbps（~150 MB/s）
- SATA II：3 Gbps（~300 MB/s）
- SATA III：6 Gbps（~600 MB/s）
优势：线缆小巧、支持热插拔（部分主板需配置）。

SAS（Serial Attached SCSI）

用途：企业级存储，兼容SATA（但SATA设备不能用于SAS接口）。
带宽：
- SAS 12Gbps（~1200 MB/s）
- SAS 24Gbps（新一代）
特点：双端口冗余、高可靠性、支持全双工。

PCIe/NVMe

用途：高性能SSD（如M.2 NVMe、U.2）。
带宽：
- PCIe 3.0 x4：4 GB/s
- PCIe 4.0 x4：8 GB/s
- PCIe 5.0 x4：16 GB/s
优势：直接连接CPU，超低延迟，适合高速存储。

USB（串行通信）

用途：外接存储设备（移动硬盘、U盘）。
带宽：
- USB 3.2 Gen 2x2：20 Gbps（~2.5 GB/s）
- USB4（雷电3兼容）：40 Gbps

并口 vs 串口对比表

对比项	并口（Parallel）	串口（Serial）
传输方式	多根数据线同时传输	单根数据线按位传输
典型接口	PATA（IDE）、Parallel SCSI	SATA、SAS、PCIe/NVMe、USB
带宽上限	低（PATA 133 MB/s，SCSI 320 MB/s）	高（NVMe PCIe 4.0 x4 可达 8 GB/s）
抗干扰能力	差（易受串扰影响）	强（差分信号抗干扰）
线缆复杂度	宽大（如40/80针IDE排线）	细小（如SATA 7针、M.2无缆线）
适用场景	早期硬盘、老式外设	现代SSD、高速外设、企业存储
发展趋势	已被淘汰（SATA/NVMe取代）	主流（未来向PCIe 5.0/6.0演进）

总结

并口（PATA/SCSI）：早期技术，受限于信号干扰和带宽，已被串口取代。
串口（SATA/SAS/NVMe）：现代主流，凭借高速度、低延迟和抗干扰优势，成为存储接口标准。
未来趋势：PCIe 5.0/6.0和NVMe协议将进一步推动串口存储性能提升。

Linux 磁盘分区表示

磁盘设备命名

IDE 硬盘（旧式）：/dev/hdX
- 例如：/dev/hda（第一块 IDE 硬盘），/dev/hdb（第二块 IDE 硬盘）。
SATA/SCSI/SAS/NVMe 硬盘（现代）：/dev/sdX
- 例如：/dev/sda（第一块 SATA/SCSI 硬盘），/dev/sdb（第二块）。
NVMe SSD：/dev/nvmeXnY
- 例如：/dev/nvme0n1（第一块 NVMe 硬盘），/dev/nvme0n1p1（第一个分区）。

分区命名

主分区/扩展分区：/dev/sdXN（X 是磁盘字母，N 是分区号，1~4）
- 例如：/dev/sda1（第一块硬盘的第一个主分区）。
逻辑分区：/dev/sdXN（N 从 5 开始）
- 例如：/dev/sda5（第一块硬盘的第一个逻辑分区）。

磁盘命名的区别

设备名	接口类型	典型用途
`/dev/sda`	SATA/SCSI/SAS	第一块普通硬盘（系统盘）
`/dev/sdb`	SATA/SCSI/SAS	第二块普通硬盘（数据盘）
`/dev/nvme0n1`	NVMe SSD	高速固态硬盘（现代电脑）
`/dev/hda`	IDE（旧式）	老式机械硬盘

文件系统分类

Windows 常用文件系统

文件系统	最大卷/文件大小	特点
FAT32	卷: 2TB 文件: 4GB	- 兼容性极强（U盘、游戏机、车载设备等） - 不支持大文件（如高清视频）
exFAT	卷: 128PB 文件: 16EB	- 专为闪存设计（U盘、SD卡） - 支持大文件，无日志功能，跨平台兼容
NTFS	卷: 256TB 文件: 16EB	- Windows 默认文件系统 - 支持日志、加密、压缩、权限控制 - macOS/Linux 需额外驱动写入

Linux 常用文件系统

文件系统	特点
ext4	- Linux 默认文件系统 - 支持日志、大文件（16TB）、快照 - 稳定性高
XFS	- 高性能（适合大文件/服务器） - 动态扩展，但收缩困难
Btrfs	- 支持写时复制（COW）、快照、RAID - 适合数据完整性要求高的场景
ZFS	- 高级文件系统（整合卷管理） - 支持数据去重、压缩、快照（需高资源）

macOS 常用文件系统

文件系统	特点
APFS	- macOS 默认文件系统（SSD优化） - 支持加密、快照、空间共享
HFS+	- 旧版 macOS 文件系统 - 兼容性较好但逐渐被淘汰

通用/网络文件系统

文件系统	用途
ISO 9660	光盘标准格式（兼容所有系统）
UDF	可擦写光盘/蓝光文件系统
NFS	网络文件系统（Linux/Unix 间共享）
SMB/CIFS	Windows 网络共享协议（跨平台文件访问）

对比总结

选择依据	推荐文件系统
Windows 系统盘	NTFS
Linux 系统盘	ext4（通用）、XFS（大文件）
macOS 系统盘	APFS
U盘/SD卡	exFAT（跨平台）、FAT32（老旧设备）
网络共享	NFS（Linux）、SMB（Windows/macOS）
高性能存储	XFS（Linux）、NTFS（Windows）、APFS（macOS）

注意事项

跨平台兼容性：exFAT 是 Windows/macOS/Linux 通用选择。
日志功能：NTFS/ext4/XFS 等支持日志，意外断电时数据更安全。
SSD 优化：APFS（macOS）、F2FS（Linux/Android）可延长闪存寿命。

磁盘分区管理（MBR和GPT）

MBR（Master Boot Record，主引导记录）

MBR是Master Boot Record的简称，也就是主引导记录，是位于磁盘最前边的一段引导（Loader）代码，主要用来引导操作系统的加载与启动。MBR 中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表。分区表有 4 个分区记录区，每个分区记录区占 16 个字节，共 64 字节。446 字节存放主引导程序，2 字节校验。

主分区可以直接使用，而逻辑分区必须包含在扩展分区内。

特点

项目	MBR 的限制
最大磁盘容量	2TB（受限于32位寻址）
分区数量	最多4个主分区，或3主分区+1扩展分区（扩展分区内可再分逻辑分区）
兼容性	广泛兼容（所有BIOS系统、Windows/Linux旧版本）
安全性	无冗余校验，分区表损坏可能导致数据丢失
主导位置	硬盘的第一个扇区（512字节）。引导代码（446字节），分区表（64字节，最多4个主分区），签名（2字节，0x55AA）

何时使用主分区？

系统关键分区（如 /boot、/、/efi 等），因为某些引导加载程序（如 GRUB）可能要求这些分区是主分区。
分区数量 ≤ 4，不需要额外逻辑分区时。
需要直接引导的分区（如 Windows 的 C: 盘通常必须是主分区）。

示例：

/dev/sda1 → /boot（主分区）
/dev/sda2 → /（主分区）
/dev/sda3 → /home（主分区）
/dev/sda4 → 扩展分区（用于逻辑分区）

何时使用逻辑分区？

需要超过 4 个分区（因为 MBR 只允许 4 个主分区）。
数据存储分区（如 /data、/backup 等非关键分区）。
不需要引导的分区（逻辑分区通常不用于 /boot 或 /）。

示例：

/dev/sda4 → 扩展分区（不直接使用）
- /dev/sda5 → /data（逻辑分区）
- /dev/sda6 → /backup（逻辑分区）
- /dev/sda7 → swap（逻辑分区）

MBR管理硬盘 - fdisk

语法格式

bash

fdisk [选项] <磁盘设备>

常见交互选项

bash

m   查看帮助菜单
p   打印当前分区表
n   新建分区
d   删除分区
t   修改分区类型（如 82=swap, 83=Linux）
w   保存并退出
q   不保存退出

输出示例解析

磁盘整体信息

bash

Disk /dev/sda: 238.5 GiB, 256060514304 bytes, 500118192 sectors
Disk model: Samsung SSD 860 
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 3A1B2C3D-4E5F-6789-ABCD-EF0123456789

字段	说明
`Disk /dev/sda`	磁盘设备名（这里是第一块 SATA 硬盘）。
`238.5 GiB`	磁盘总容量（GiB = Gibibyte，约 238.5 GB）。
`256060514304 bytes`	磁盘总字节数。
`500118192 sectors`	总扇区数（每个扇区默认 512 字节）。
`Disk model`	磁盘型号（部分硬盘会显示厂商信息，如 Samsung SSD 860）。
`Units`	计算单位（这里显示扇区大小，1 sector = 512 bytes）。
`Sector size`	逻辑扇区/物理扇区大小（通常相同，高级硬盘可能不同，如 4K 对齐）。
`I/O size`	最小/最佳 I/O 操作大小（影响性能）。
`Disklabel type`	分区表类型（`gpt` 或 `dos`（即 MBR））。
`Disk identifier`	磁盘的唯一标识符（GPT 是 UUID，MBR 是随机生成的 16 进制码）。

分区详细信息

Device       Start       End   Sectors   Size Type
/dev/sda1     2048   1050623   1048576   512M EFI System
/dev/sda2  1050624   2050047    999424   488M Linux filesystem
/dev/sda3  2050048 500117503 498067456 237.5G Linux filesystem

字段	说明
`Device`	分区设备名（如 `/dev/sda1`）。
`Start`	分区的起始扇区（从磁盘开头计算的偏移量）。
`End`	分区的结束扇区。
`Sectors`	该分区占用的扇区数（`End - Start + 1`）。
`Size`	分区大小（自动换算为易读单位，如 512M、237.5G）。
`Type`	分区类型： - `EFI System`（UEFI 启动分区） - `Linux filesystem`（普通 Linux 分区） - `Linux swap`（交换分区） - `Microsoft basic data`（Windows NTFS/FAT）

注意事项

数据风险：误操作会导致数据丢失，操作前务必确认设备名
生效需重启：部分操作需要 partprobe 或重启生效
GPT 磁盘：如需操作 GPT 分区表，建议使用 gdisk 或 parted
SSD 对齐：现代 SSD 建议使用 -u=sectors 参数确保对齐

扩展知识

分区后需用 mkfs 格式化文件系统
使用 blkid 查看新分区的 UUID
通过 /etc/fstab 实现自动挂载

常见问题

（1）为什么第一个分区从 2048 扇区开始？

早期磁盘从 63 扇区开始，但现代系统默认 1MB 对齐（2048 × 512B = 1MB），避免 SSD 性能下降。

（2）如何判断磁盘是 MBR 还是 GPT？

查看 Disklabel type：
```
sudo fdisk -l /dev/sda | grep "Disklabel"
```
输出可能是 dos（MBR）或 gpt。

（3）如何查看分区的文件系统类型？

使用 blkid 命令：
```
sudo blkid /dev/sda1
```
输出示例：
```
/dev/sda1: UUID="1234-5678" TYPE="vfat" PARTUUID="abcd-efgh"
```
- TYPE="vfat" 表示 FAT32（常见于 EFI 分区）。
- TYPE="ext4" 表示 Linux ext4 分区。

GPT（GUID Partition Table，GUID 分区表）

GPT磁盘是指使用GUID分区表的磁盘，GUID磁盘分区表（GUID Partition Table，缩写：GPT）其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准

特点

项目	GPT 的优势
最大磁盘容量	支持 9.4ZB（1ZB = 10亿TB，理论无实际限制）
分区数量	最多 128 个主分区（Windows 默认限制）
兼容性	需 UEFI 启动（现代操作系统均支持，如 Win8+/Linux/macOS）
安全性	支持 CRC 校验，分区表损坏可恢复
功能扩展	支持 >2TB 磁盘，适合 NVMe SSD 和大容量存储
引导位置	保护性MBR（第一个扇区，兼容旧系统），主GPT头（第二个扇区），分区表（随后的多个扇区），备份分区表和GPT头（磁盘末尾）

GPT 分区适用场景

推荐所有新系统使用 GPT，特别是：

UEFI 引导的计算机（必须使用 GPT）。
大容量磁盘（>2TB）。
需要多个分区（>4）。

示例：

/dev/nvme0n1p1 → /boot/efi（ESP 分区，FAT32）
/dev/nvme0n1p2 → /（ext4）
/dev/nvme0n1p3 → /home（ext4）
/dev/nvme0n1p4 → swap
/dev/nvme0n1p5 → /data（可以继续增加，无限制）

GPT管理硬盘

parted - 语法格式

bash

parted [选项] <磁盘设备> [命令]

交互模式常用命令

命令	功能	示例
`print`	显示当前分区表	`print`
`mklabel`	创建分区表类型	`mklabel gpt`
`mkpart`	新建分区	`mkpart primary ext4 1MiB 10GiB`
`resizepart`	调整分区大小	`resizepart 2 20GiB`
`rm`	删除分区	`rm 3`
`unit`	设置单位	`unit GB`
`quit`	退出	`quit`

注意事项

数据安全：
- 操作前务必备份数据
- 调整分区大小需文件系统支持（如 ext4/xfs）
单位规范：
- 建议使用 MiB/GiB 避免歧义（1MiB=1048576B）
- 起始位置从 1MiB 开始以保证对齐
与文件系统的关系：
- parted 只操作分区表，格式化需用 mkfs
- 调整大小后可能需要 resize2fs/xfs_growfs

MBR vs GPT 对比表

对比项	MBR	GPT
最大磁盘容量	2TB	9.4ZB（理论值）
分区数量	4个主分区（或扩展分区+逻辑分区）	128个主分区（Windows 默认）
启动模式	仅支持 BIOS（Legacy）	需 UEFI（但可通过 CSM 兼容 BIOS 启动）
数据安全性	无校验，易损坏	CRC 校验，冗余备份
兼容性	兼容所有老系统	需现代系统（Win8+/Linux/macOS）
适用场景	旧电脑、小容量磁盘	新硬件、大容量 SSD/HDD

文件系统与LVM

创建文件系统

语法格式

bash

mkfs [选项] 分区设备
mkfs.[文件类型] 分区设备
# 文件类型常用ext4或xfs

查看分区设备信息

语法格式

bash

blkid [选项] 分区设备

swap交换分区

定义

交换分区是磁盘上的一块区域，可以是一个分区，也可以是一个文件，或者是他们的组合。当系统物理内存不够用时，操作系统会将内存中暂时不用的数据保存到交换分区上，从而腾出内存空间供其他程序使用，相当于一块临时的“虚拟内存”。

作用

释放内存空间 ：当物理内存使用完毕后，系统会将一些暂时不用的进程credential 交换到交换分区中，为其他正在运行的进程腾出物理内存空间，避免系统因内存不足而无法正常运行。
提高系统稳定性 ：在系统内存紧张的情况下，交换分区可以作为一种应急缓冲，防止因内存耗尽而导致系统崩溃或出现“application is out of memory”等错误，增强了系统的稳定性和可靠性。
平衡内存使用 ：通过调整 swappiness 参数，可以控制内核使用交换分区的积极程度，从而平衡系统的内存使用策略，以适应不同的应用场景和性能需求。

配置方法

创建交换分区 ：可以使用fdisk等工具对磁盘进行分区操作，创建一个专门用于交换的分区，然后使用mkswap命令将该分区格式化为交换分区格式，例如mkswap /dev/sdb2。
创建交换文件 ：使用dd命令创建一个指定大小的空文件，如sudo dd if=/dev/zero of=/var/swap bs=1M count=1024创建一个1GB大小的交换文件，再使用mkswap命令将其格式化为交换分区文件，最后使用swapon命令启用该交换文件。
启用交换分区 ：对于分区，使用swapon命令即可启用交换分区，如swapon /dev/sdb2。对于文件，同样使用swapon命令启用，如swapon /var/swap。
设置开机自动挂载 ：编辑/etc/fstab文件，添加相应的挂载信息，使得交换分区或交换文件在系统启动时自动挂载。例如，对于交换分区，可添加UUID=device_UUID none swap defaults 0 0；对于交换文件，可添加/swapfile none swap sw 0 0

注意事项

大小设置 ：通常建议交换分区的大小为物理内存的 2 倍左右，但具体大小应根据系统实际负载、运行情况及未来可能的应用来综合考虑。例如，4GB 或 4GB 以下内存的系统，最少需要 2GB 交换分区；大于 4GB 而小于 16GB 内存的系统，最少需要 4GB 交换分区。
性能影响 ：由于硬盘的读写速度远低于内存，频繁地使用交换分区会导致系统性能下降，因此在实际使用中应尽量避免过度依赖交换分区，可通过增加物理内存等方式来提升系统性能。
安全与备份 ：交换分区中的数据在系统重启后会丢失，因此重要数据不应存储在交换分区中。同时，为了确保系统的正常运行，应定期备份交换分区的相关配置信息。

操作命令

free - 查看内存和交换空间使用情况

free 命令用于显示系统的物理内存和交换空间使用情况，包括总内存、已用内存、空闲内存等信息。

语法格式

bash

free [选项]

输出字段说明

              total        used        free      shared  buff/cache   available
Mem:        8169348     2345232     3412345      123456     2411771     5123456
Swap:       2097148           0     2097148

total: 总内存量
used: 已使用内存（包括buffers/cache）
free: 完全空闲内存
shared: 共享内存
buff/cache: 缓存和缓冲区使用的内存
available: 估计可用于启动新应用的内存

mkswap – 初始化交换分区或文件

mkswap 命令用于将磁盘分区或文件初始化为Linux交换空间(swap area)，这是虚拟内存系统的重要组成部分。

bash

mkswap [选项] 设备/文件 [大小]

注意事项

交换分区/文件创建后需要swapon才能生效
交换文件大小建议为物理内存的1-2倍
生产环境建议使用专用交换分区而非文件
使用free -h或swapon --show验证交换空间状态
永久生效需在/etc/fstab中添加条目：
bash
```
/swapfile none swap sw 0 0
```

swapon – 启用交换空间

swapon 是 Linux 系统中用于激活交换空间（swap space）的命令，将指定的设备或文件作为虚拟内存使用。通常用于系统内存不足时扩展可用内存。

bash

swapon [选项] [设备/文件]

注意事项

需要 root 权限执行
交换文件/分区需先通过 mkswap 初始化
永久生效需在/etc/fstab添加配置：
```
/swapfile none swap sw 0 0
```
使用 swapoff 命令可停用交换空间
生产环境建议交换空间大小为物理内存的1-2倍

swapoff - 停止交换空间

swapoff 是 Linux 系统中用于 停用交换空间（swap space） 的命令，可以释放交换分区或交换文件占用的资源。通常在调整交换空间或维护系统时使用。

bash

swapoff [选项] [设备/文件]

注意事项

需要 root 权限（使用 sudo 执行）。
确保系统有足够的内存，否则停用交换空间可能导致 OOM（内存不足）错误。
永久停用交换空间 需要修改 /etc/fstab，删除或注释掉对应的 swap 行。
重新启用交换空间 可使用 swapon 命令。

LVM 逻辑卷

LVM（Logical Volume Manager）是一种灵活的磁盘管理技术，它提供了一种逻辑层面的磁盘管理方式，允许用户将多个物理磁盘组合成逻辑卷，从而实现更灵活的存储管理

LVM 的基本概念

物理卷（Physical Volume, PV）：物理卷是 LVM 管理的最小物理单元，可以是一个磁盘或磁盘分区。物理卷被格式化为 LVM 可以识别的格式后，可以被添加到卷组中。
卷组（Volume Group, VG）：卷组是物理卷的容器，可以包含一个或多个物理卷。卷组提供了存储空间池，用于创建逻辑卷。
逻辑卷（Logical Volume, LV）：逻辑卷是卷组中划分出来的虚拟存储设备，可以被格式化为文件系统并挂载使用。逻辑卷的大小可以动态调整，这是 LVM 灵活性的体现。

命令	作用
`pvcreate`	创建物理卷
`pvremove`	移除物理卷
`pvs` / `pvdisplay`	查看物理卷信息
`vgcreate`	创建卷组
`vgs/vgscan/vgdisplay`	查看卷组信息
`vgreduce`	从卷组移除物理卷
`vgextend`	扩容卷组
`lvcreate`	创建逻辑卷
`lvs/lvdisplay`	查看逻辑卷
`lvextent`	扩容逻辑卷
`lvresize`	动态调整逻辑卷（LV）的容量支持扩展和收缩操作
`lvremove`	删除逻辑卷
`resize2fs`	在线格式化ext格式文件系统。调整ext文件系统
`xfs_growfs`	在线格式化xfs格式文件系统。扩展XFS文件系统

使用缓存卷提高性能

LVM 支持使用缓存卷来提高逻辑卷的性能。以下是使用缓存卷的步骤：

创建缓存池。使用 lvcreate 命令创建缓存池。例如：
bash
```
lvcreate --type cache-pool --name datalv-cache /dev/sdd
```
这条命令使用 /dev/sdd 磁盘创建一个缓存池，命名为 datalv-cache。
将缓存池附加到逻辑卷。使用 lvcreate 命令将缓存池附加到逻辑卷。例如：
bash
```
lvcreate --type cache --name datalv-cached --cache-pool datalv-cache /dev/datavg/datalv
```
这条命令将缓存池 datalv-cache 附加到逻辑卷 datalv，创建一个缓存卷 datalv-cached。

挂载缓存卷并使用。例如：

bash

mkdir /mnt/cached-data
mount /dev/datavg/datalv-cached /mnt/cached-data

调整性能设置

可以调整 LVM 的性能设置，以优化逻辑卷的性能。例如，可以调整 I/O 调度算法和缓存策略。以下是调整性能设置的示例：

调整 I/O 调度算法。可以使用 ionice 命令调整逻辑卷的 I/O 调度优先级。例如：
bash
```
ionice -c 2 -n 0 -p $(pidof process_name)
```
这条命令将指定进程的 I/O 调度优先级设置为实时级别。
调整缓存策略。可以使用 lvchange 命令调整缓存策略。例如：
bash
```
lvchange --poll y /dev/datavg/datalv
```
这条命令启用对逻辑卷 datalv 的轮询，以提高其性能。

最佳实践和注意事项

备份数据：在进行任何 LVM 操作之前，建议备份重要数据，以防止操作失误导致数据丢失。
监控空间使用：定期监控卷组和逻辑卷的空间使用情况，以避免空间不足导致的问题。
性能优化：根据实际需求调整 LVM 的性能设置，以获得最佳的存储性能。
快照管理：合理设置快照卷的大小，并及时删除不再需要的快照卷，以释放空间。

Linux-磁盘管理 ​

磁盘结构 ​

物理结构 ​

接口类型 ​

并口 ​

特点 ​

硬盘接口 ​

PATA（Parallel ATA，又称IDE） ​

SCSI（Parallel SCSI） ​

IEEE 1284（并口打印机接口） ​

串口 ​

特点 ​

硬盘接口 ​

SATA（Serial ATA） ​

SAS（Serial Attached SCSI） ​

PCIe/NVMe ​

USB（串行通信） ​

并口 vs 串口对比表 ​

总结 ​

Linux 磁盘分区表示 ​

磁盘设备命名 ​

分区命名 ​

磁盘命名的区别 ​

文件系统分类 ​

Windows 常用文件系统 ​

Linux 常用文件系统 ​

macOS 常用文件系统 ​

通用/网络文件系统 ​

对比总结 ​

注意事项 ​

磁盘分区管理（MBR和GPT） ​

MBR（Master Boot Record，主引导记录） ​

特点 ​

何时使用主分区？ ​

何时使用逻辑分区？ ​

MBR管理硬盘 - fdisk ​

语法格式 ​

常见交互选项 ​

输出示例解析 ​

磁盘整体信息 ​

分区详细信息 ​

注意事项 ​

扩展知识 ​

常见问题 ​

（1）为什么第一个分区从 2048 扇区开始？ ​

（2）如何判断磁盘是 MBR 还是 GPT？ ​

（3）如何查看分区的文件系统类型？ ​

GPT（GUID Partition Table，GUID 分区表） ​

特点 ​

GPT 分区适用场景 ​

GPT管理硬盘 ​

parted - 语法格式 ​

交互模式常用命令 ​

注意事项 ​

MBR vs GPT 对比表 ​

文件系统与LVM ​

创建文件系统 ​

语法格式 ​

查看分区设备信息 ​

语法格式 ​

swap交换分区 ​

定义 ​

作用 ​

配置方法 ​

注意事项 ​

操作命令 ​

free - 查看内存和交换空间使用情况 ​

语法格式 ​

输出字段说明 ​

mkswap – 初始化交换分区或文件 ​

注意事项 ​

swapon – 启用交换空间 ​

注意事项 ​

swapoff - 停止交换空间 ​

注意事项 ​

LVM 逻辑卷 ​

LVM 的基本概念 ​

相关命令 ​

使用缓存卷提高性能 ​

调整性能设置 ​

Linux-磁盘管理

磁盘结构

物理结构

接口类型

并口

特点

硬盘接口

PATA（Parallel ATA，又称IDE）

SCSI（Parallel SCSI）

IEEE 1284（并口打印机接口）

串口

特点

硬盘接口

SATA（Serial ATA）

SAS（Serial Attached SCSI）

PCIe/NVMe

USB（串行通信）

并口 vs 串口对比表

总结

Linux 磁盘分区表示

磁盘设备命名

分区命名

磁盘命名的区别

文件系统分类

Windows 常用文件系统

Linux 常用文件系统

macOS 常用文件系统

通用/网络文件系统

对比总结

注意事项

磁盘分区管理（MBR和GPT）

MBR（Master Boot Record，主引导记录）

特点

何时使用主分区？

何时使用逻辑分区？

MBR管理硬盘 - fdisk

语法格式

常见交互选项

输出示例解析

磁盘整体信息

分区详细信息

注意事项

扩展知识

常见问题

（1）为什么第一个分区从 2048 扇区开始？

（2）如何判断磁盘是 MBR 还是 GPT？

（3）如何查看分区的文件系统类型？

GPT（GUID Partition Table，GUID 分区表）

特点

GPT 分区适用场景

GPT管理硬盘

parted - 语法格式

交互模式常用命令

注意事项

MBR vs GPT 对比表

文件系统与LVM

创建文件系统

语法格式

查看分区设备信息

语法格式

swap交换分区

定义

作用

配置方法

注意事项

操作命令

free - 查看内存和交换空间使用情况

语法格式

输出字段说明

mkswap – 初始化交换分区或文件

注意事项

swapon – 启用交换空间

注意事项

swapoff - 停止交换空间

注意事项

LVM 逻辑卷

LVM 的基本概念

相关命令

使用缓存卷提高性能

调整性能设置