Linux 磁盘分区方式

在 Linux 系统中，管理多个分区有两种主流方案：传统磁盘分区（直接操作物理分区）和 LVM（逻辑卷管理）（将多个物理分区/磁盘整合为逻辑卷）。两者各有优劣，传统分区适合固定容量的场景，LVM 则更适合需要动态调整空间的环境。

一、传统磁盘分区

传统分区通过 fdisk、gdisk、parted 等工具直接操作磁盘，每个分区独立存在，调整大小需重新格式化（ext4、xfs 文件系统支持在线扩容，但缩容需先卸载并检查文件系统）。

传统磁盘分区需要以下 4 步：

给磁盘创建分区（fdisk、gdisk、partend）
格式化分区文件系统（mkfs）
挂载使用该分区（mount）
配置开机自动挂载（/etc/fstab）

1、磁盘分区

查看磁盘分区信息：fdisk -l

查看所有设备以及文件系统信息：lsblk -f，可以看到新加的 10G 磁盘 sdb 没有文件系统

下面分别介绍 fdisk、gdisk、partend 命令如何对磁盘进行分区，会将新加的 10G 磁盘 sdb 分 2 个区，挂载点为新建的空目录 /data、/data_backup。

1.1、`fdisk` 磁盘分区

fdisk 命令只能创建 MBR 分区，小于 2TB 的磁盘都可以用 fdisk 分区，最多支持 4 个主分区。

root@nine-test:~# fdisk /dev/sdb	# 对 sdb 进行磁盘分区
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xc6e889e2 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：p		# 打印分区表

磁盘 /dev/sdb：10.7 GB, 10737418240 字节，20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc6e889e2

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System

命令(输入 m 获取帮助)：n		# 添加分区
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p	  # 添加主分区
分区号 (1-4，默认 1)：		 # 回车
起始 扇区 (2048-20971519，默认为 2048)：		 # 回车
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-20971519，默认为 20971519)：+6G   # 指定主分区大小 6G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 6 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：n		# 添加分区
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
Select (default p): e	  # 添加拓展分区
分区号 (2-4，默认 2)：		 # 回车
起始 扇区 (12584960-20971519，默认为 12584960)：		 # 回车
将使用默认值 12584960
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (12584960-20971519，默认为 20971519)：	  # 回车
将使用默认值 20971519
分区 2 已设置为 Extended 类型，大小设为 4 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：n		# 添加分区
Partition type:
   p   primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l	  # 添加逻辑分区
添加逻辑分区 5
起始 扇区 (12587008-20971519，默认为 12587008)：		 # 回车
将使用默认值 12587008
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (12587008-20971519，默认为 20971519)：	  # 回车
将使用默认值 20971519
分区 5 已设置为 Linux 类型，大小设为 4 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：p		# 打印分区表

磁盘 /dev/sdb：10.7 GB, 10737418240 字节，20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc6e889e2

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    12584959     6291456   83  Linux
/dev/sdb2        12584960    20971519     4193280    5  Extended
/dev/sdb5        12587008    20971519     4192256   83  Linux

命令(输入 m 获取帮助)：t		# 修改分区类型
分区号 (1,2,5，默认 5)：1	  # 修改主分区
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：8e  # 修改为 LVM
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”

命令(输入 m 获取帮助)：t		# 修改分区类型
分区号 (1,2,5，默认 5)：5    # 修改逻辑分区
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：8e  # 修改为 LVM
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”

命令(输入 m 获取帮助)：p		# 打印分区表，查看是否修改成功

磁盘 /dev/sdb：10.7 GB, 10737418240 字节，20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc6e889e2

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    12584959     6291456   8e  Linux LVM
/dev/sdb2        12584960    20971519     4193280    5  Extended
/dev/sdb5        12587008    20971519     4192256   8e  Linux LVM

命令(输入 m 获取帮助)：w		# 保存对 /deb/sdb 的分区操作
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

a toggle a bootable flag 设置启动分区 b edit bsd disklabel 编辑分区标签 c toggle the dos compatibility flag d delete a partition 删除一个分区 l list known partition types 列出分区类型 m print this menu 帮助 n add a new partition 建立一个新的分区 o create a new empty DOS partition table 创建一个新的空白 DOS 分区表 p print the partition table 打印分区表 q quit without saving changes 退出不保存设置 s createa new empty Sun disklabel 创建一个新的空的 SUN 标示 t changea partition’s system id 改变分区的类型 u changedisplay/entry units 改变显示的单位 v verifythe partition table 检查验证分区表 w write table to disk and exit 保存分区表

1.2、`gdisk` 磁盘分区

gdisk 命令是 Linux 上管理 GPT（GUID 分区表）分区的强大工具，分区时 MBR 格式分区会在操作保存后转为 GTP 分区格式，GTP 分区格式没有主分区、扩展分区、逻辑分区的概念，所有分区地位平等。

# 安装 gdisk
yum install -y gdisk

root@nine-test:~# gdisk /dev/sdb	# 对 sdb 进行磁盘分区
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.

Command (? for help): p		# 打印分区表
Disk /dev/sdb: 20971520 sectors, 10.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): C2607E36-10B8-4150-B652-35520DDD1EB3
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 20971486
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 20971453 sectors (10.0 GiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name

Command (? for help): n		# 添加分区
Partition number (1-128, default 1):		 # 回车
First sector (34-20971486, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:		 # 回车
Last sector (2048-20971486, default = 20971486) or {+-}size{KMGTP}: +6G   # 指定分区大小 6G
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): 8e00		# 分区类型为 LVM
Changed type of partition to 'Linux LVM'

Command (? for help): n		# 添加分区
Partition number (2-128, default 2):		 # 回车
First sector (34-20971486, default = 12584960) or {+-}size{KMGTP}:		 # 回车
Last sector (12584960-20971486, default = 20971486) or {+-}size{KMGTP}:	 # 回车
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): 8e00		# 分区类型为 LVM
Changed type of partition to 'Linux LVM'

Command (? for help): p		# 打印分区表
Disk /dev/sdb: 20971520 sectors, 10.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): C2607E36-10B8-4150-B652-35520DDD1EB3
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 20971486
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 2014 sectors (1007.0 KiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048        12584959   6.0 GiB     8E00  Linux LVM
   2        12584960        20971486   4.0 GiB     8E00  Linux LVM

Command (? for help): w		# 保存分区操作并退出

Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!

Do you want to proceed? (Y/N): y	# 确认
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.
The operation has completed successfully.

b 将 GPT 数据备份到一个文件 c 更改分区名称 d 删除一个分区 i 显示分区详细信息 l 列出已知分区类型。此处 8200 是 Linux swap，8300 是 Linux filesystem（对应 fdisk 的 82 和 83）。还有一个 8e00 是 Linux LVM n 增加一个新的分区 o 创建一个新的空白的 GPT 分区表 p 显示当前磁盘的分区表 q 退出 gdisk 程序，不保存任何修改 r 恢复和转换选项（仅限专家） s 排序分区 t 改变分区的类型 v 验证磁盘分区表 w 将分区表写入裁判并退出（保存并退出） x 额外功能（仅限专家） ? 显示帮助信息

1.3、`parted` 磁盘分区

parted 是 Linux 系统的磁盘分区工具，用于创建、调整和管理硬盘分区，支持 MBR、GPT 分区格式。

parted 命令实时生效，命令执行后会立刻修改分区表，需格外小心。

root@nine-test:~# parted /dev/sdb	# 对 sdb 进行磁盘分区
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) p		# 打印分区表
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdb: 10.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start  End  Size  Type  File system  标志

(parted) mkpart primary 1M 6G		# 起始扇区 1M 开始，保证 4K 对齐
(parted) mkpart extended 6G 100%	# 拓展分区
(parted) mkpart logical 6G 100%		# 逻辑分区 6G 大小
(parted) p		# 打印分区表
Model: VMware Virtual disk (scsi)
Disk /dev/sdb: 10.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    Type      File system  标志
 1      1049kB  6000MB  5999MB  primary   xfs
 2      6000MB  10.7GB  4737MB  extended               lba
 5      6001MB  10.7GB  4736MB  logical

(parted) q	# 退出
信息: You may need to update /etc/fstab.

mkpart 分区名文件系统类型起始位置结束位置，对 GPT 格式进行分区时分区名可以自定义。

2、格式化文件系统

mkfs（make filesystem）是 Ubuntu（以及其他 Linux 系统）中用于在磁盘分区或存储设备上创建文件系统的命令，这一过程会擦除设备上原有的所有数据和文件系统结构。

只需格式化主分区和逻辑分区，拓展分区是一个容器，用于存放一个或多个逻辑分区，它本身不直接存储数据，只是作为逻辑分区的管理结构，因此不需要格式化。
EXT4 单个文件最大支持 16TB，最大支持 1EB 文件系统，Centos7 之前用这个多 XFS 比 EXT4 更先进的文件系统，最大支持 8EB 文件系统，单个文件最大支持 8EB，也是 Centos7 默认的文件系统。

# 查看所有设备及文件系统
lsblk -f

# 格式化为 xfs 文件系统
mkfs.xfs /dev/sdb1

# 格式化为 ext4 文件系统
mkfs.ext4 /dev/sdb5

# 查看所有设备及文件系统
lsblk -f

3、分区挂载

mount 命令可以 将指定的文件系统 挂载到 指定目录（挂载点），在 Linux 系统下必须先挂载后才能访问设备资料，挂载操作会隐藏原本 Linux 目录中的文件，因此最好是新建空目录用于挂载，挂载之后，这个目录被称为挂载点。

# 查看当前挂载情况
df -Th

# 新建空目录
mkdir /data /data_backup

# 挂载分区（临时生效），重启服务器后会失效
mount /dev/sdb1 /data
mount /dev/sdb5 /data_backup

# 查看当前挂载情况
df -Th

只读挂载：mount -o ro /dev/sdb1 /data
禁止可执行文件挂载：mount -o noexec /dev/sdb1 /data
正常卸载：umount /data，需无进程在使用时才可卸载

4、开机自动挂载

# 往配置文件中添加 sdb 设备挂载信息，避免服务器重启后挂载点下的程序无法访问
echo "/dev/sdb1    /data     xfs     defaults        0 0" >> /etc/fstab
echo "/dev/sdb5    /data_backup     ext4     defaults        0 0" >> /etc/fstab

# 查看文件内容
cat /etc/fstab

# 先卸载设备，再挂载所有设备测试
umount /data
umount /data_backup
mount -a

# 检查挂载情况，今后重启服务器不会丢失挂载点
df -Th

第 1 列表示需要挂载的设备
第 2 列表示挂载点
第 3 列表示挂载的文件系统
第 4 列表示挂载参数
第 5 列表示是否备份：0 不备份、1 每天备份、2 每隔一天备份
第 6 列表示是否检查分区：0 不检查、1 先检查该设备、2 排第二检查

5、分区格式修改

root@nine-test:~# parted /dev/sdb

# 改为 MBR 分区格式
(parted) mktable msdos

# 查看是否修改成功
(parted) p

# 退出
(parted) q

改成 GPT 分区格式：mktable gpt

6、是否 4K 对齐

# 列出所有磁盘及其分区信息，可以看到 /dev/sdb1 起始扇区从 1 开始不能整除 8，没有 4K 对齐
fdisk -l /dev/sdb

现代硬盘物理扇区是 4K，操作系统逻辑扇区仍是 512B
未对齐会导致磁盘性能下降 20%~70%，SSD 寿命缩短

二、LVM（逻辑卷管理）

LVM 通过“物理卷（PV）→ 卷组（VG）→ 逻辑卷（LV）”的层级结构，将多个物理分区/磁盘整合为一个逻辑卷组，逻辑卷可动态调整大小（扩展/缩容），无需重新格式化（部分文件系统需同步）。

LVM 磁盘分区需要以下 4 步：

LVM 分区
1. 磁盘分区（fdisk、gdisk、partend）
2. 创建物理卷 pv（pvcreate）
3. 创建卷组 vg（vgcreate）
4. 创建逻辑卷 lv（lvcreate）
格式化 lv 文件系统（mkfs）
分区挂载（mount）
配置开机自动挂载（/etc/fstab）

优点：

文件系统可以跨多个磁盘，大小不会受到磁盘限制
可在系统运行的情况下，动态扩展文件系统大小
可以增加新的磁盘到 LVM 的存储池中

LVM 概念：

物理卷（PV，Physical Volume）：基础的存储设备（如磁盘分区/dev/sdb1、整个磁盘/dev/sdc），使用 pvcreate 命令创建。

卷组（VG，Volume Group）：由一个或多个物理卷组成的存储池，使用 vgcreate 命令创建，可动态添加物理卷。

逻辑卷（LV，Logical Volume）：从卷组中划分的虚拟分区，使用 lvcreate 命令创建，可动态调整大小（lvextend/lvreduce）。

物理块（PE，Physical Extends）：物理区域，PV 中可以用于分配的最小存储单元（默认为 4 M），多个物理块将被分配给一个逻辑卷。

扩容原理：

LVM 是通过 交换PE 的方式，达到弹性变更文件系统大小的

剔除原本 LV 中的 PE，就可以减少 LV 容量
把其他 PE 添加到 LV，就可以扩容 LV 容量
一般默认 PE 大小是 4M，LVM 最多有 65534 个 PE，所以 LVM 最大的 VG 是 256G 单位
PE 是 LVM 最小的存存储单位，类似文件系统的 block 单位，因此 PE 大小影响 VG 容量

1、LVM 分区

1.1、磁盘分区

新增两块磁盘：/dev/sdb 10G、/dev/sdc 20G，用 lvm 来管理磁盘

# 查看所有设备以及文件系统信息，可以看到 sdb、sdc 未使用，没有文件系统
lsblk -f

# 查看磁盘分区信息
fdisk -l

# MBR 分区格式，创建主分区 sdb1
fdisk /dev/sdb

# GPT 分区格式，创建分区 sdc1
gdisk /dev/sdc

1.2、创建物理卷 pv

# 列出可被用作物理卷的设备
lvmdiskscan

# 创建物理卷 PV：使用未分区的整个磁盘或磁盘已有的分区
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 查看所有物理卷
pvs

不对磁盘分区，直接使用整个磁盘创建 PV 也是完全支持的 pvcreate /dev/sdb，但这样磁盘上没有任何分区表标记，fdisk -l 查看磁盘信息时容易误认为是未使用磁盘而增加误操作的风险。

1.3、创建卷组 vg

# 当前逻辑卷信息，当前仅有系统自带的逻辑卷 centos
vgs

# 创建卷组 VG，把分区 sdb1、sdc1 加入卷组
vgcreate vg01 /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 当前逻辑卷信息，刚才新增的卷组共 30G
vgs

1.4、创建逻辑卷 lv

# 查看当前逻辑卷信息
lvs

# 使用卷组 vg01 创建逻辑卷 lv_data，指定大小 12G
lvcreate -L 12G -n lv_data vg01

# 将卷组 vg01 所有剩余空间给创建的逻辑卷 lv_databackup
lvcreate -l 100%free -n lv_databackup vg01

# 查看当前逻辑卷信息
lvs

2、格式化 lv 文件系统

# 查看所有设备及文件系统
lsblk -f

# 格式化为 xfs 文件系统
mkfs.xfs /dev/vg01/lv_data

# 格式化为 ext4 文件系统
mkfs.ext4 /dev/vg01/lv_databackup

# 查看所有设备及文件系统
lsblk -f

3、分区挂载

# 查看当前挂载情况
df -Th

# 新建空目录
mkdir /data /data_backup

# 挂载分区（临时生效），重启服务器后会失效
mount /dev/vg01/lv_data /data
mount /dev/vg01/lv_databackup /data_backup

# 查看当前挂载情况
df -Th

4、开机自动挂载

# 往配置文件中添加 sdb 设备挂载信息，避免服务器重启后挂载点下的程序无法访问
echo "/dev/vg01/lv_data    /data     xfs     defaults        0 0" >> /etc/fstab
echo "/dev/vg01/lv_databackup    /data_backup     ext4     defaults        0 0" >> /etc/fstab

# 查看文件内容
cat /etc/fstab

# 先卸载设备
umount /data
umount /data_backup

# 再挂载所有设备测试
df -Th
mount -a

# 检查挂载情况，今后重启服务器不会丢失挂载点
df -Th

5、LVM 环境清理

当你需要删除逻辑卷，需要提前把数据备份好，然后依次删除：逻辑卷-> 卷组-> 物理卷

# 删除逻辑卷 lv
lvremove /dev/vg01/lv_data /dev/vg01/lv_databackup

# 查看当前逻辑卷信息
lvs

# 删除卷组 vg
vgremove vg01

# 当前逻辑卷信息
vgs

# 删除物理卷 pv
pvremove /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 查看所有物理卷
pvs

6、分区扩容

对系统根目录 / 进行扩容：先扩底层设备，再扩文件系统，增加 10G 大小

# 查看当前挂载情况，扩容前根目录大小 17G，文件系统为 xfs
df -Th

# 查看根目录逻辑卷的具体参数，根目录逻辑卷 lv 为 /dev/centos/root，卷组 vg 是 centos
lvdisplay /dev/mapper/centos-root

# 查看卷组信息，当前卷组 centos 无可用空间
vgs

# 查看所有设备以及文件系统信息，当前 /dev/sdb1 未使用，没有文件系统
lsblk -f

# 将分区新增为物理卷 PV
pvcreate /dev/sdb1

# 卷组扩容：添加物理卷到根目录分区所在的卷组
vgextend centos /dev/sdb1

# 查看扩容后的卷组，可以看到多了 10G 可用空间
vgs

# 扩容逻辑卷，将卷组剩余空间分配给根目录逻辑卷
lvextend -l +100%free /dev/centos/root

# 指定扩容大小
lvextend -L +10G /dev/centos/root

# 扩容 xfs 文件系统
xfs_growfs /dev/centos/root

# 扩容 ext4 文件系统
resize2fs /dev/centos/root

# 查看当前挂载情况，扩容后根目录大小 27G
df -Th

XFS 文件系统扩容必须在挂载状态下进行，且只能扩容不能缩容。

7、分区缩容

对 /data 进行缩容：先缩文件系统，再缩分区/逻辑卷，缩小为 3G 大小

# 查看当前挂载情况，缩容分区 /dev/vg01/lv_data 大小 9.8G，文件系统为 ext4
df -Th

# 查看根目录逻辑卷的具体参数，根目录逻辑卷 lv 为 /dev/vg01/lv_data，卷组 vg 是 vg01
lvdisplay /dev/mapper/vg01-lv_data

# 查看卷组信息，当前卷组 vg01 无可用空间
vgs

# 缩容前必须先卸载分区
umount /data

# 检查文件系统
e2fsck -f /dev/vg01/lv_data

# 缩小文件系统
resize2fs /dev/vg01/lv_data 3G

# 缩小逻辑卷
lvreduce -L 3G /dev/vg01/lv_data

# 查看缩容后的卷组，可以看到多了不到 7G 可用空间
vgs

# 重新挂载
mount /dev/vg01/lv_data /data

# 查看当前挂载情况，缩容后 /dev/vg01/lv_data 分区大小 2.9G
df -Th

Ext2/Ext3/Ext4 (需要先卸载）和 Btrfs （支持在线缩容）是支持缩容的主流文件系统。

参考：

本文作者：Nine
本文链接：https://blog.nine.gt.tc/2020/05/10/linux-disk-management/
版权声明：自由转载-非商用-非衍生-保持署名（创意共享3.0许可证）

Nine

Linux 磁盘分区方式

一、传统磁盘分区

1、磁盘分区

1.1、`fdisk` 磁盘分区

1.2、`gdisk` 磁盘分区

1.3、`parted` 磁盘分区

2、格式化文件系统

3、分区挂载

4、开机自动挂载

5、分区格式修改

6、是否 4K 对齐

二、LVM（逻辑卷管理）

1、LVM 分区

1.1、磁盘分区

1.2、创建物理卷 pv

1.3、创建卷组 vg

1.4、创建逻辑卷 lv

2、格式化 lv 文件系统

3、分区挂载

4、开机自动挂载

5、LVM 环境清理

6、分区扩容

7、分区缩容

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Linux 磁盘分区方式

一、传统磁盘分区

1、磁盘分区

1.1、fdisk 磁盘分区

1.2、gdisk 磁盘分区

1.3、parted 磁盘分区

2、格式化文件系统

3、分区挂载

4、开机自动挂载

5、分区格式修改

6、是否 4K 对齐

二、LVM（逻辑卷管理）

1、LVM 分区

1.1、磁盘分区

1.2、创建物理卷 pv

1.3、创建卷组 vg

1.4、创建逻辑卷 lv

2、格式化 lv 文件系统

3、分区挂载

4、开机自动挂载

5、LVM 环境清理

6、分区扩容

7、分区缩容

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1.1、`fdisk` 磁盘分区

1.2、`gdisk` 磁盘分区

1.3、`parted` 磁盘分区