Linux 文件系统与磁盘管理：从 inode 到 LVM/RAID 的完整实战

文件名 -> inode（元数据：权限/大小/时间/块指针）-> 数据块
硬链接 = 多个名字指向同一 inode
软链接 = 一个特殊的文件，存目标路径

# 查看 inode 使用
df -i

# 查看目录文件数
ls -la | wc -l
find /dir -type f | wc -l

stat /etc/hostname    # 查看 inode 号、块数、时间戳
ls -li                # 显示 inode 号

默认场景（Linux 发行版）  -> ext4
大文件/数据库日志         -> xfs（RHEL/CentOS 默认）
需要快照/子卷             -> btrfs

df -T                    # 查看类型
lsblk -f                 # 块设备与文件系统
blkid                    # 文件系统 UUID

# 交互式分区（或用 gdisk）
fdisk /dev/sdb
# 命令: n 新建分区, w 写入

# 一步到位（非交互，脚本化）
parted -s /dev/sdb mklabel gpt
parted -s /dev/sdb mkpart primary ext4 1MiB 100%

mkfs.ext4 /dev/sdb1
# 或
mkfs.xfs /dev/sdb1

# 创建挂载点
mkdir -p /data

# 挂载
mount /dev/sdb1 /data

# 卸载
umount /data

# 查看挂载情况
mount | grep /data
df -h

设备         挂载点  文件系统  挂载选项    dump  fsck
UUID=xxx    /data   ext4     defaults   0     2

# 获取 UUID
blkid /dev/sdb1

# 追加到 /etc/fstab
echo "UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/sdb1) /data ext4 defaults 0 2" >> /etc/fstab

# 验证 fstab 正确性（不实际挂载）
mount -a

# 测试挂载新条目
mount /data

# 注意：fstab 写错会导致开机进不了系统，务必先 mount -a 验证

df -h              # 人类可读
df -i              # inode 使用
df -T              # 文件系统类型

du -sh /var/log    # 目录总大小
du -h --max-depth=1 /var | sort -rh | head -10   # 找大目录
du -sh * | sort -rh | head -10                   # 当前目录找大块头

# 1. 先看哪个分区满
df -h
# 2. 进对应分区找大目录
du -h --max-depth=2 / | sort -rh | head -10
# 3. 清理（日志/缓存/旧内核）
sudo journalctl --vacuum-time=7d
sudo apt clean
ls /boot/ | grep vmlinuz   # 删旧内核

PV（物理卷）-> VG（卷组）-> LV（逻辑卷）-> 挂载
/dev/sdb1   /dev/vgdata   /dev/vgdata/lvdata

# 1. 标记物理卷
pvcreate /dev/sdb1

# 2. 创建卷组
vgcreate vgdata /dev/sdb1

# 3. 创建逻辑卷
lvcreate -L 50G -n lvdata vgdata

# 4. 格式化 + 挂载
mkfs.ext4 /dev/vgdata/lvdata
mount /dev/vgdata/lvdata /data

# 1. 新磁盘加入卷组
pvcreate /dev/sdc1
vgextend vgdata /dev/sdc1

# 2. 扩大逻辑卷
lvextend -L +20G /dev/vgdata/lvdata

# 3. 扩大文件系统（ext4）
resize2fs /dev/vgdata/lvdata
# 或（xfs）
xfs_growfs /data

pvdisplay && vgdisplay && lvdisplay
lvs && vgs && pvs

# 安装
apt install mdadm

# 创建 RAID1（/dev/sdb, /dev/sdc）
mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

# 格式化挂载
mkfs.ext4 /dev/md0
mount /dev/md0 /raid

# 保存配置
mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf

cat /proc/mdstat          # 查看阵列状态
mdadm --detail /dev/md0   # 查看详细
# 硬盘故障时替换：
mdadm --fail /dev/md0 /dev/sdb
mdadm --remove /dev/md0 /dev/sdb
mdadm --add /dev/md0 /dev/sdd

# 查看设备状态
smartctl -a /dev/sda

# 坏块检查（非破坏性只读）
badblocks -sv /dev/sda

# 文件系统一致性检查（需先卸载）
fsck -f /dev/sdb1

# 1. 挂载开启配额
mount -o remount,usrquota,grpquota /data

# 2. 初始化配额数据库
quotacheck -cum /data

# 3. 设置用户配额
edquota -u alice
# 编辑 soft/hard 限制（如 soft 5G, hard 6G）

# 4. 查看配额
quota -vs alice

iostat -x 1 5     # 看 %util / await
iotop             # 实时看进程 IO（需 root）

1. 数据盘尽量用 LVM -> 在线扩容免停机
2. 关键数据用 RAID1/RAID10 -> 冗余与性能平衡
3. 日志等易满目录独立分区 + 定期清理
4. 开机自动挂载务必用 UUID + mount -a 验证