项目5 案例答案册 · 教材同步

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怎么用这页：① 先看「步骤总览表」——它只回答这一步在干什么，不看命令也能建立流程感；② 再看「命令实录」——带注释，可直接照敲；③ 卡在某个参数上时，翻「命令详解」；④ 做完对照「成功标志」自查。所有写盘类命令（fdisk 的 w、mkfs、mdadm --create、pvcreate、lvremove）都会清空数据，先在虚拟机快照后练。

#	案例（课件任务）	对应课件页	核心命令链	最终交付
1	新增一块 NVMe 硬盘，分区→格式化→挂载→开机自动挂载	第 5–15 页任务1	`lsblk → fdisk → mkfs.xfs → mount → fstab`	重启后 `/media/nvme1` 自动可用
2	在 1G 的 xfs 分区上给用户 `gdqg_wangluo` 做磁盘配额	第 16–26 页任务2	`uquota → xfs_quota limit/timer → dd 验证`	写 200M 被拦、文件数到 1500 被拦
3	用 4 块 20G 盘做软 RAID5，并完成故障热替换	第 27–40 页任务3	`fdisk(fd) → mdadm -C → mkfs → mount → fail/add`	60G 可用空间；坏一块仍可读写
4	建 PV/VG/LV 并在线把 3G 逻辑卷扩到 6G	第 41–44 页任务4	`pvcreate → vgcreate → lvcreate → lvextend → xfs_growfs`	`df` 显示 6G 且数据不丢

案例 1

给服务器加一块 NVMe 盘并真正用起来

课件任务1 · 第 5–15 页 · 分区 → 格式化 → 挂载 → fstab

场景课件原文

「前期建立操作系统时划分的磁盘空间太小，存储空间不能满足后续发展，这时需要为 Linux 主机增加一块硬盘，并对硬盘进行分区、格式化和挂载，从而增大机器的磁盘容量。」思考题是：怎样给 Linux 系统增加一块 NVMe 硬盘？

环境假设新增盘 /dev/nvme0n2（20G，未分区）；挂载点 /media/nvme1（课件第 15 页给的例子）；文件系统 xfs（RHEL 9 默认）。

答案①步骤总览：11 步，每步只听一句话

步	命令	这一环节的作用（为什么必须做）	看到什么算成功
1	`lsblk`	认盘。先确认新盘的设备名和容量——把系统盘当成新盘格式化，是整个项目最贵的错误。	出现 20G 的 `nvme0n2`，TYPE=disk、MOUNTPOINT 为空
2	`fdisk /dev/nvme0n2`	写分区表。把整块盘划成若干段，并在地图上登记「这段归谁」。此时数据一个字节都没动。	按 `w` 后提示分区表已修改
3	`partprobe /dev/nvme0n2`	让内核重读分区表。否则可能出现「分区建了但 /dev/nvme0n2p1 不存在」的假象。	无输出即成功；再 `lsblk` 能看到 p1
4	`mkfs.xfs /dev/nvme0n2p1`	建文件系统。分区只是空地，格式化才写进超级块、位图、inode 表，此后才「能存文件」。	输出 `meta-data=...` `isize=512` `agcount=4`
5	`mkdir -p /media/nvme1`	准备挂载点。挂载点必须是已存在的目录，否则 `mount` 直接报错。	目录存在且为空（非空目录会被「遮住」）
6	`mount /dev/nvme0n2p1 /media/nvme1`	接入目录树。只有挂载后，才能用路径访问这块盘。	`findmnt` 能看到该挂载
7	`df -hT`	验证容量与类型。确认真的挂上了、类型是 xfs、空间是 20G 量级。	多出一行 `/dev/nvme0n2p1 xfs ... /media/nvme1`
8	`blkid /dev/nvme0n2p1`	取 UUID。写 fstab 用它，设备名会因插拔顺序变化，UUID 不会。	输出 `UUID="..." TYPE="xfs"`
9	`vim /etc/fstab`	登记开机自动挂载。不写 fstab，重启后挂载就没了（`mount` 只改内存里的映射）。	新行六列齐全，用 UUID 而不是设备名
10	`mount -a`	验证 fstab 语法。它只挂未挂载的项，等于「按 fstab 演一遍开机」。	无任何报错（报错就必须改，否则重启进救援模式）
11	`umount /media/nvme1`	卸载演示。要拔盘、要改分区前必须先卸载，否则数据可能损坏。	`df` 里该行消失

答案②命令实录（逐行注释，可直接照做）

bash · 案例 1 完整答案

# ① 认盘：确认新盘是 nvme0n2、20G、没有分区
lsblk

# ② 分区：n 新建 → p 主分区 → 1 分区号 → 回车（默认起始扇区）→ +20G → p 复查 → w 写盘
fdisk /dev/nvme0n2

# ③ 让内核重读分区表（lsblk 看不到 p1 时才需要）
partprobe /dev/nvme0n2

# ④ 格式化：在分区上建立 xfs 文件系统
mkfs.xfs /dev/nvme0n2p1

# ⑤ 建挂载点：必须是已存在的空目录
mkdir -p /media/nvme1

# ⑥ 挂载：把文件系统接到目录树上
mount /dev/nvme0n2p1 /media/nvme1

# ⑦ 验证：能看到 xfs 和约 20G 就成功
df -hT | grep nvme1

# ⑧ 取 UUID（写 fstab 用，比 /dev/nvme0n2p1 稳）
blkid /dev/nvme0n2p1

# ⑨ 登记开机自动挂载：在 fstab 末尾追加一行（六列）
vim /etc/fstab
# UUID=7c8d9e0f-1234-5678-9abc-def012345678  /media/nvme1  xfs  defaults  0  0

# ⑩ 只验证 fstab 写得对不对（不改动已挂载项）
mount -a

# ⑪ 确认挂载点已生效，再演示卸载
findmnt /media/nvme1
umount /media/nvme1

成功标志：df -hT 里出现 /dev/nvme0n2p1 xfs 20G /media/nvme1；mount -a 无报错；重启后该目录仍可用。

答案③命令详解：每个参数到底是什么意思

lsblk★ 动手前必跑

作用：读内核的设备树，以树形列出所有块设备及「盘 → 分区 → LVM/RAID」的从属关系。不需要挂载，也不需要文件系统，所以它是「认盘」的第一条命令。

参数

lsblk 默认：NAME/SIZE/TYPE/MOUNTPOINT
-f 加 FSTYPE/UUID/LABEL（看有没有格式化）
-d 只看整盘，忽略分区
-p 显示完整路径 /dev/nvme0n2p1
-o NAME,SIZE,TYPE,MOUNTPOINT 自定义列

输出怎么读

TYPE：disk 整盘 / part 分区 / lvm 逻辑卷 / raid5 阵列
FSTYPE 为空 = 还没格式化
MOUNTPOINT 为空 = 还没挂载
缩进一级 = 它属于上一层

fdisk★ 必会

作用：读写磁盘的分区表（MBR/GPT）。它只改「地图」——第 0 扇区的分区表项，不搬运、不清除任何数据。所以删错分区后数据往往还能救回来。

命令行参数

fdisk -l 列出所有盘的分区表
fdisk -l /dev/nvme0n2 只看某块盘
fdisk /dev/nvme0n2 进入交互模式
-u 与 -l 搭配，按扇区显示

交互菜单（课件第 9 页）

n 新建分区 → p 主分区 → 分区号 → 起始扇区 → +20G 结束
d 删除分区；t 改分区类型（fd=RAID、8e=LVM、82=swap）
p 打印分区表；l 列出所有类型编号
w 写盘生效；q 退出不保存
m 帮助；a 引导标记；v 校验

mkfs.xfs★ 必会

作用：在分区上建立文件系统——写超级块、空闲块位图、inode 表、根目录。课件给的语法是 mkfs [-V] [-t fstype] [fs-options] filesys [blocks]，其中 -t 不指定时默认 ext2，所以实战一律写成 mkfs.xfs / mkfs.ext4 更保险。

常用参数

-f 强制格式化（分区上已有文件系统时必须加）
-L data 设卷标，方便 LABEL=data 挂载
-b size=4096 块大小，默认 4K
-t xfs 指定类型（等价于直接用 mkfs.xfs）
-c 格式化前检查坏道（课件参数）

输出怎么读

meta-data=/dev/nvme0n2p1 目标设备
isize=512 每个 inode 占 512 字节
agcount=4 分配组数量（xfs 把空间分成的「区块组」）
bsize=4096 块大小；fdblocks 空闲块数

mount / umount★ 必会

作用：mount 把某个文件系统「接」到目录树的某个目录上（挂载点）；umount 反向摘除。注意：mount 不写盘，只改内核内存里的挂载表，所以重启就失效——这正是必须写 fstab 的原因。课件特别提示：系统预留了 /mnt 和 /media 两个专用挂载点。

语法与参数

mount [-t type] [-o options] device dir
-t xfs 指定类型，一般可省略（自动识别）
-o ro 只读挂载；-o rw 读写
-o noexec 禁止执行该分区上的程序（安全加固）
-o remount 重新挂载改选项，如 mount -o remount,rw /
-a 按 /etc/fstab 挂载所有未挂载项

卸载与排查

umount /media/nvme1 用目录卸载，也可用设备名
报 target is busy：lsof +D /media/nvme1 找占用进程
findmnt /media/nvme1 查这个目录挂的是谁
挂载点非空会被「遮住」，umount 后原文件才重现

/etc/fstab★ 六列必须背下来

作用：开机时系统按这个文件逐行挂载。写错不会立刻报错，而是下次开机进不去系统，所以改完必须 mount -a 验一遍。课件给的格式是 <file system> <dir> <type> <options> <dump> <pass>。

六列逐列含义

① 设备：推荐 UUID=...；写 /dev/nvme0n2p1 换盘后可能指错
② 挂载点：已存在的目录
③ 类型：xfs / ext4 / swap
④ 选项：defaults，可加 uquota noexec nofail
⑤ dump：0 = 不做备份（现在基本都写 0）
⑥ pass：fsck 顺序，根分区 1，其它 2，不检查 0

写错了怎么办

症状：开机卡在 emergency mode
先 mount -o remount,rw / 让根可写
再 vim /etc/fstab 注释掉错行，reboot
远程机器加 nofail：盘不在也能开机

df / blkid☆ 验证与取值

作用：df 看已挂载文件系统的容量与使用率（课件参数：-a/-m/-k/-h/-T/-i）；blkid 取分区的 UUID 与类型，是写 fstab 的数据来源。

df 常用参数

-h 人类可读（G/M）
-T 多显示文件系统类型
-i 看 inode 用量（文件数够不够）
-a 连 /proc、/sysfs 一起显示

blkid 取值

blkid /dev/nvme0n2p1 看 UUID/LABEL/TYPE
blkid -s UUID -o value /dev/nvme0n2p1 只输出 UUID，方便复制

答案④课件思考题 2 的完整回答

答题要点

「怎样给 Linux 系统增加一块 NVMe 硬盘？」答：① 用 lsblk 确认设备名（NVMe 盘命名为 /dev/nvme0n1，分区是 nvme0n1p1，注意比 SATA 盘多一个 p）；② fdisk 分区；③ mkfs.xfs 格式化；④ 建挂载点并 mount；⑤ 用 UUID 写 /etc/fstab，mount -a 验证。另外，课件第 5 页思考题 1「安装时被规划为哪几个分区」的答案：UEFI 机器通常是 /boot/efi（512M）、/boot（1G）、/（xfs 根）、swap；用 lsblk -f + df -hT 就能验证自己机器上的实际划分。

案例 2

给用户做磁盘配额：软限 100M / 硬限 150M

课件任务2 · 第 16–26 页 · uquota + xfs_quota

场景课件原文要求

「添加一块磁盘 /dev/nvme0n3，在空闲空间创建 1G 新分区，格式化为 xfs，系统引导时自动挂载到 /gdqg/xfs/；添加用户 gdqg_wangluo，软限制 100MB、硬限制 150MB。」

两份额度

block 限制容量、inode 限制文件个数。课件测试里两条都做了：容量 100/150M，文件数软 1000、硬 1500。

两种强度

soft 越过后只警告并进宽限期；hard 越过直接拒绝写入。课件写「允许额外 50% 的硬限制」，指的就是 150M = 100M × 1.5。

宽限期

块 15 天、inode 30 天：宽限期内可以继续写到硬限；到期还没降回软限以下，软限就「变成硬限」。

答案①步骤总览：先让配额「生效」，再「设值」，最后「验证」

步	命令	这一环节的作用	看到什么算成功
1	`fdisk /dev/nvme0n3`	划出 1G 分区（`n→p→1→+1G→w`）	出现 `nvme0n3p1`
2	`mkfs.xfs /dev/nvme0n3p1`	建 xfs 文件系统（xfs 天生支持配额，不用额外建配额文件）	输出 `meta-data=...`
3	`mkdir -p /gdqg/xfs`	建挂载点	目录存在
4	fstab 加 `uquota,gquota`	关键一步：配额是「挂载选项」，不挂 uquota，后面所有 xfs_quota 设置都不会生效	`mount \\| grep gdqg` 能看到 `usrquota,grpquota`
5	`mount -a`	让 fstab 生效（或 `mount -o remount /gdqg/xfs`）	df 里出现 /gdqg/xfs
6	`chmod 777 /gdqg/xfs`	让测试用户能写——否则测到的是「权限不足」而不是「配额超限」	普通用户能创建文件
7	`rpm -qa \\| grep` + `dnf install`	确认 xfsprogs / quota 已装，缺则安装	两台包都在
8	`useradd gdqg_wangluo` + `passwd`	建被限额的测试用户并设密码	`id gdqg_wangluo` 能查到
9	`xfs_quota -x -c 'limit ...'`	设配额值：容量软 100m / 硬 150m，文件数软 1000 / 硬 1500	无报错；report 里能看到该用户
10	`xfs_quota -x -c 'timer ...'`	设宽限期：块 15 天、inode 30 天	report -h 的 Grace 列出现时间
11	`xfs_quota -x -c 'report -h'`	看当前用量与限额，确认设置正确	Used/Soft/Hard 三列符合预期
12	`su - gdqg_wangluo` + `dd`	验证容量：写 100M 成功、写 200M 报 `Disk quota exceeded`	第二个 dd 中途失败
13	`touch file{1..1500}`	验证文件数：到硬限 1500 时报错	约第 1500 个文件失败

答案②命令实录

bash · 案例 2 完整答案

# ① 1G 分区：n → p → 1 → 回车 → +1G → w
fdisk /dev/nvme0n3
mkfs.xfs /dev/nvme0n3p1

# ② 挂载点 + fstab（关键是 uquota,gquota 两个挂载选项）
mkdir -p /gdqg/xfs
blkid /dev/nvme0n3p1
vim /etc/fstab
# UUID=xxxx  /gdqg/xfs  xfs  defaults,uquota,gquota  0  0
mount -a
mount | grep gdqg          # 必须看到 usrquota,grpquota，否则后面全白做

# ③ 目录放权（只影响权限，不影响配额）
chmod 777 /gdqg/xfs

# ④ 依赖检查与安装
rpm -qa | grep -E 'xfsprogs|^quota'
dnf install -y xfsprogs quota

# ⑤ 建测试用户
useradd gdqg_wangluo
passwd gdqg_wangluo

# ⑥ 设配额：b=block(容量)  i=inode(文件数)  soft/hard
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=100m bhard=150m isoft=1000 ihard=1500 gdqg_wangluo' /gdqg/xfs

# ⑦ 设宽限期：块 15 天、inode 30 天
xfs_quota -x -c 'timer -u -b 15d -i 30d gdqg_wangluo' /gdqg/xfs

# ⑧ 查看报表（-h 人类可读）
xfs_quota -x -c 'report -h' /gdqg/xfs

# ⑨ 验证容量：100M 能写，200M 被拦
su - gdqg_wangluo
cd /gdqg/xfs
dd if=/dev/zero of=test100 bs=1M count=100     # 成功
dd if=/dev/zero of=test200 bs=1M count=200     # 失败：Disk quota exceeded

# ⑩ 验证文件数：连续建空文件
for i in $(seq 1 1500); do touch file$i; done  # 到 1500 附近报错
rm -f /gdqg/xfs/test100 /gdqg/xfs/file*         # 清空后配额随之释放

成功标志：第二个 dd 输出 Disk quota exceeded；创建文件到约 1500 个时报错；xfs_quota report 里 Used 停在 150M 以内。

💡

为什么课件说「限制 1000 个」却到 1499 号才报错？因为 isoft=1000 只是警告线，ihard=1500 才是拦截线；宽限期内系统允许你越过软限继续写到硬限。目录里原本还有一个 file.data，所以第 1500 个文件（file1499）时 inode 计数到 1500，立刻失败。这道题的考点正是「软限 ≠ 硬限」。

答案③命令详解

xfs_quota★ 本案例主角

作用：xfs 专用的配额管理工具，用来设限、设宽限期、出报表。课件原话：「xfs 文件系统是 RHEL 默认文件系统，无需创建配额文件，xfs 自带支持。」

全局参数

-x 专家模式，不加它只能用 quota/df 这类查询，改不了限额
-c '命令' 执行一条子命令后退出，可重复多个 -c
末尾要跟挂载点（/gdqg/xfs），不是设备名

常用子命令

limit -u bsoft= bhard= isoft= ihard= 用户 设用户配额
limit -g ... 设用户组配额
timer -u -b 15d -i 30d 用户 设宽限期
report -h -u 按用户出报表；-g 按组
quota -u 用户 只看某人
state 看配额功能是否已开启

bsoft / bhard

b = block = 容量额度，单位可写 k/m/g。课件算术：软 100M，硬 150M，即「允许额外 50% 的硬限制」。

isoft / ihard

i = inode = 文件个数额度。注意 inode 与容量是两套独立的账：文件很小也会先把 inode 用光。

timer

-b 15d 块宽限 15 天，-i 30d 文件数宽限 30 天。宽限期结束仍未降到软限以下，软限变硬限。

dd☆ 配额测试的「量杯」

作用：按块复制数据。课件原话：「dd 用于读取、转换并输出数据；/dev/zero 用来创建一个指定长度的空文件。」这里用它精确地写出「100M / 200M」来撞配额。

四个必会参数

if= 输入源，/dev/zero = 无限个 0 字节
of= 输出目标文件
bs=1M 每次读写 1MB
count=100 写 100 次 → 合计 100MB
status=progress 显示进度（大文件加）

为什么能测出配额

写到额度上限时 write failed: Disk quota exceeded
失败后 ls -lh 只剩 150M 左右
删掉文件，df 与 report 立即回落

答案④课件思考题回答

答题要点

「根分区磁盘耗尽如何避免？」① 把 /var、/home 单独分区或单独 LV，写满不拖死根；② 开配额限制用户/组；③ 配 logrotate 轮转日志；④ 用 du -sh /* 定期定位大户、df -i 查 inode；⑤ 接监控告警。「共享服务器怎么设限额？」挂载加 uquota,gquota，按用户设 block/inode 软硬限 + 宽限期；多人共享同一项目的用组配额更省事；目录配 SGID（chmod 2775）保证新建文件同属一个组。

案例 3

4 块 20G 盘做软 RAID5，并演练坏盘热替换

课件任务3 · 第 27–40 页 · mdadm 七步法

场景课件七步法

课件把案例拆成七步：① 为 4 块盘各建 20G 分区（类型 fd）→ ② mdadm 创建 RAID5 → ③ 格式化为 xfs → ④ 查看 RAID5 详情 → ⑤ 挂载 /media/gdqg/data 并写 500MB 验证 → ⑥ 保存配置到 /etc/mdadm.conf → ⑦ 硬盘故障与热替换。

RAID5 的特点

数据 + 分布式校验，允许坏 1 块；4 块 20G 的可用容量 = (4−1)×20G ≈ 60G，代价是一块盘的容量做校验。

为什么用 fd

分区类型标 fd（Linux raid autodetect）不是硬性要求，但能让系统和后续运维一眼看出「这块分区是给 RAID 的」，也便于自动装配。

为什么必须存配置

不写 /etc/mdadm.conf，重启后阵列名可能变成 /dev/md127，挂载点就全对不上了。

答案①步骤总览

步	命令	这一环节的作用	看到什么算成功
1	`fdisk /dev/nvme0n2` … 共 4 块	每块盘划 20G 分区，`t` 改类型为 `fd`；若盘上有旧分区先 `d` 删掉	4 个 `...p1`，`lsblk` 各 20G
2	`mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 ...`	把 4 个分区组成一个 RAID5 设备，从此 `/dev/md0` 就是一个「块设备」	提示 `array /dev/md0 started`
3	`cat /proc/mdstat`	看阵列是否在同步（initial resync），这期间别急着压测	`[UUUU]` 或 `resync=xx%`
4	`mkfs.xfs /dev/md0`	在阵列上建文件系统（RAID 只是块设备，不建文件系统还是用不了）	输出 `meta-data=/dev/md0`
5	`mkdir -p /media/gdqg/data` + `mount`	挂载到目录树，才能按路径访问	`df -h` 显示约 60G
6	`dd if=/dev/zero of=... bs=1M count=500`	验证可写，同时让数据真实落盘（后续拔盘测试更有说服力）	生成 500M 文件，`ls -lh` 可见
7	`mdadm --detail /dev/md0`	看级别、成员盘、状态、校验算法等完整信息	State : clean；Raid Devices : 4
8	`mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf`	保存阵列配置，保证重启后仍叫 `/dev/md0`	文件里出现 `ARRAY /dev/md0 ...`
9	`mdadm --manage /dev/md0 --fail ...`	模拟坏盘：把某块成员标记为故障	`/proc/mdstat` 变成 `[U_UU]`
10	`--remove` 再 `--add`	先摘掉故障盘，再把新盘加进去重建	出现 `recovery = xx%`
11	`mdadm --stop /dev/md0`	收尾：停止阵列（停之前必须先 `umount`）	`/proc/mdstat` 中消失

答案②命令实录

bash · 案例 3 完整答案

# ① 4 块盘各建 20G 分区，类型 fd（以 nvme0n2 为例，其余同理）
fdisk /dev/nvme0n2
#   d（若有旧分区先删）→ n → p → 1 → 回车 → +20G → t → fd → p 复查 → w
fdisk /dev/nvme0n3
fdisk /dev/nvme0n4
fdisk /dev/nvme0n5
lsblk                     # 确认 4 个 20G 的 p1

# ② 创建 RAID5：4 个成员，设备名 /dev/md0
mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 \
      /dev/nvme0n2p1 /dev/nvme0n3p1 /dev/nvme0n4p1 /dev/nvme0n5p1

# ③ 看同步进度（首次创建要 initial resync）
cat /proc/mdstat

# ④ 在阵列上建 xfs
mkfs.xfs /dev/md0

# ⑤ 挂载并写入 500MB 验证
mkdir -p /media/gdqg/data
mount /dev/md0 /media/gdqg/data
dd if=/dev/zero of=/media/gdqg/data/testfile bs=1M count=500
ls -lh /media/gdqg/data/testfile
df -h /media/gdqg/data          # 约 60G 可用 =（4-1）×20G

# ⑥ 查看详情
mdadm --detail /dev/md0

# ⑦ 保存配置（否则重启可能变 md127）
echo 'DEVICE partitions' > /etc/mdadm.conf
mdadm --detail --scan --verbose >> /etc/mdadm.conf
cat /etc/mdadm.conf

# ⑧ 故障演练：标记 → 摘除 → 换新盘
mdadm --manage /dev/md0 --fail   /dev/nvme0n3p1
cat /proc/mdstat                                  # [U_UU]：少了一块
mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/nvme0n3p1
mdadm --manage /dev/md0 --add    /dev/nvme0n6p1
cat /proc/mdstat                                  # [UUUU] + recovery=xx.x%

# ⑨ 收尾（停止前先卸载）
umount /media/gdqg/data
mdadm --stop /dev/md0

成功标志：df 显示约 60G；--fail 之后阵列仍是 [U_UU] 且能正常读写（这就是 RAID5 的价值）；--add 后 recovery 百分比逐步上升，最终回到 [UUUU]。

⚠

顺序不能反：--fail → --remove → --add。先 fail 是告诉阵列「这块盘的数已经不可信」，阵列才会用校验重建；不 fail 直接拔盘，行为取决于内核版本，可能直接降级甚至丢数据。

答案③命令详解

mdadm★ 软 RAID 的唯一入口

作用：multiple devices admin，Linux 标准的软 RAID 管理工具，负责创建、查看、管理、监控阵列（课件第 34 页原文）。软 RAID 的校验计算由 CPU 完成，所以性能不如硬 RAID 卡，但便宜、可移植。

创建与查看

--create /dev/md0（-C）建阵列
--level=5（-l）级别：0/1/5/6/10
--raid-devices=4（-n）成员盘数量
--spare-devices=1（-x）热备盘数量
--chunk=64 条带大小（KB）
--detail /dev/md0（-D）看详情
--detail --scan --verbose 生成配置行

运维动作

--manage /dev/md0 --fail 设备 标记故障（-f）
--remove 设备（-r）摘除
--add 设备（-a）加入并自动重建
--stop /dev/md0（-S）停止阵列
--assemble --scan（-A -s）开机按配置装配
--monitor --mail 告警监控

/proc/mdstat★ 阵列的心电图

作用：内核实时导出的阵列状态。每个方括号代表一块成员盘：U = 正常（Up），_ = 缺失/故障。它是判断「坏了几块、还在不在重建」的第一现场。

状态怎么读

[UUUU] 4 块全正常
[U_UU] 第 2 块故障，阵列降级但仍可读写
[UU__] RAID5 已坏 2 块 → 阵列失效，数据不可访问
[U] 单盘 RAID1 降级

其它字段

recovery = 12.5% 正在重建，进度
finish=120min speed=8000K/sec 预计耗时与速度
重建期间性能下降，别做压测
mdadm --detail 看更细的成员与校验信息

答案④课件思考题回答

答题要点

「一块硬盘坏了还能继续工作，怎么做？」做冗余阵列：RAID1（镜像，2 盘，容量减半）、RAID5（≥3 盘，容 1 块故障，本例就是）、RAID6（容 2 块）、RAID10（先镜像再条带，性能与安全兼顾）。「数据中心怎么配软 RAID？」① 至少 4 盘做 RAID5/6，或 4 盘起步做 RAID10；② 预留 1 块热备盘（-x 1）自动顶上；③ 写 /etc/mdadm.conf 并确保开机 --assemble --scan；④ 用 mdadm --monitor --mail 或监控系统盯 /proc/mdstat；⑤ RAID 不是备份，误删、勒索病毒照样穿透。

案例 4

LVM：建 3G 逻辑卷，再在线扩到 6G

课件任务4 · 第 41–44 页 · PV → VG → LV → growfs

场景课件原文

课件第 41 页的引子很实在：「/var 分了 50GB，后来不够用，怎么办？加盘、重新分区格式化、迁移数据，很麻烦，而且分大了浪费、分小了又缩不回去。这时就该用 LVM 弹性调整容量。」

PV 物理卷

最底层。一个完整硬盘或一个分区，用 pvcreate 打上 LVM 标记后，才能被卷组使用。

VG 卷组

把多个 PV 汇成一个容量池。池子里的空间可以随时再切，这就是「弹性」的来源。

LV 逻辑卷

从池子里切出来的「虚拟分区」，用法和普通分区一样：格式化、挂载。区别是它可以在线变大。

答案①步骤总览：建 → 用 → 扩 → 删

步	命令	这一环节的作用	看到什么算成功
1	`fdisk /dev/nvme0n6`	划 5G 分区，`t` 改为 `8e`（Linux LVM）	`nvme0n6p1`，5G，类型 8e
2	`pvcreate /dev/nvme0n6p1`	把分区变成 PV：写入 LVM 标签与元数据区，此后 LVM 才认它	Physical volume ... successfully created
3	`vgcreate gdqgvg /dev/nvme0n6p1`	建卷组，把这个 PV 变成池子	Volume group "gdqgvg" successfully created
4	`vgdisplay gdqgvg`	看池子总容量与空闲容量（默认 PE 4M）	VG Size ≈ 5G，Free PE 充足
5	`lvcreate -L 3G -n gdqglv gdqgvg`	切出逻辑卷 3G	Logical volume "gdqglv" created
6	`mkfs.xfs /dev/gdqgvg/gdqglv`	给 LV 建文件系统（LV 本身只是块设备）	输出 meta-data=...
7	`mkdir -p /media/gdqg/lv` + `mount`	挂载使用	`df -h` 显示 3G
8	`fdisk` 再建 `p2` 2G，`8e`	给扩容准备「新砖头」	出现 `nvme0n6p2`
9	`pvcreate /dev/nvme0n6p2`	新分区也要先变成 PV	successfully created
10	`vgextend gdqgvg /dev/nvme0n6p2`	把新 PV 加进池子，池子从 5G 变 7G	vgdisplay 里 VG Size 变大
11	`lvextend -L 6G /dev/gdqgvg/gdqglv`	把 LV 从 3G 扩到 6G（占用池子的空闲空间）	Logical volume ... successfully resized
12	`xfs_growfs /media/gdqg/lv`	让文件系统跟上——不执行这步，`df` 还是 3G（最经典的坑）	输出 data blocks changed from ... to ...
13	`df -h /media/gdqg/lv`	终验：容量真的变成 6G，原数据还在	Size ≈ 6G，已挂载
14	`umount → lvremove → vgremove → pvremove`	删除：必须从上到下，否则报「正在使用」	逐条 successfully removed

答案②命令实录

bash · 案例 4 完整答案

# ① 5G 分区，类型改成 8e（Linux LVM）
fdisk /dev/nvme0n6
#   n → p → 1 → 回车 → +5G → t → 8e → w

# ② 分区 → PV
pvcreate /dev/nvme0n6p1

# ③ 建卷组（池子）
vgcreate gdqgvg /dev/nvme0n6p1
vgdisplay gdqgvg              # 看 VG Size / Free PE

# ④ 从池子切 3G 逻辑卷
lvcreate -L 3G -n gdqglv gdqgvg
lvs                           # 确认 LV 大小与所属 VG

# ⑤ 格式化并挂载
mkfs.xfs /dev/gdqgvg/gdqglv
mkdir -p /media/gdqg/lv
mount /dev/gdqgvg/gdqglv /media/gdqg/lv
df -h /media/gdqg/lv          # 约 3G

# ⑥ 扩容第一步：加一块新 PV（2G 分区，类型 8e）
fdisk /dev/nvme0n6            # n → p → 2 → 回车 → +2G → t → 2 → 8e → w
pvcreate /dev/nvme0n6p2

# ⑦ 扩容第二步：把新 PV 加进池子
vgextend gdqgvg /dev/nvme0n6p2
vgdisplay gdqgvg              # VG Size 从 5G 变成 7G

# ⑧ 扩容第三步：扩逻辑卷到 6G
lvextend -L 6G /dev/gdqgvg/gdqglv
#   也可以写增量：lvextend -L +3G /dev/gdqgvg/gdqglv
#   或用光剩余空间：lvextend -l +100%FREE /dev/gdqgvg/gdqglv

# ⑨ 扩容第四步：同步文件系统（xfs 只能在挂载状态下扩）
xfs_growfs /media/gdqg/lv
df -h /media/gdqg/lv          # 这时才真的变成 6G

# ⑩ 删除：从上到下
umount /media/gdqg/lv
lvremove /dev/gdqgvg/gdqglv
vgremove gdqgvg
pvremove /dev/nvme0n6p1 /dev/nvme0n6p2

成功标志：lvextend 之后 lsblk 已经是 6G，但 df 还是 3G；执行 xfs_growfs 之后 df 才变成 6G——这个「先后差」正是本节课最该记住的点。

⚠

三种「扩了没生效」的原因：① 扩了 VG 没扩 LV；② 扩了 LV 没扩文件系统（本例）；③ 扩了文件系统但看的是旧目录（df 要指向该挂载点）。顺序永远是：加盘 → PV → VG → LV → 文件系统。

答案③命令详解

pvcreate / vgcreate / lvcreate★ 建库三件套

作用：pvcreate 把分区「登记」为物理卷（在分区起始处写 LVM 标签和元数据区）；vgcreate 把若干 PV 合成卷组（池子）；lvcreate 从池子里切出逻辑卷。

参数

pvcreate -ff /dev/nvme0n6p2 强制覆盖已有 PV 标记
vgcreate -s 4M gdqgvg /dev/... 指定 PE 大小（默认 4M，PE 是分配的最小单位）
lvcreate -L 3G 绝对大小
lvcreate -l 50%VG 百分比大小
-n gdqglv 逻辑卷名

查看家族

pvs / pvdisplay 物理卷
vgs / vgdisplay 卷组（看 Free PE）
lvs / lvdisplay 逻辑卷
lsblk 也能看到 lvm 层级

lvextend + xfs_growfs★ 扩容黄金搭档

作用：lvextend 只改逻辑卷的边界（块设备变大）；xfs_growfs 才是让文件系统知道「地盘变大了」，重建空闲空间索引。两者缺一，df 都不会变。

lvextend

-L 6G 扩到 6G（绝对目标值）
-L +3G 再加 3G（增量）
-l +100%FREE 用光池子剩余
-r 连文件系统一起扩（RHEL 8+ 支持，最省事）

文件系统同步（按类型选）

xfs：xfs_growfs /media/gdqg/lv（参数是挂载点）
ext4：resize2fs /dev/gdqgvg/gdqglv（参数是设备）
xfs 不能缩；ext4 可 resize2fs 设备 3G 缩
扩容前建议 xfs_info 确认 agcount 等参数

答案④课件思考题回答

答题要点

「文件系统可以跨多个磁盘吗？」普通分区不行；LVM 可以——一个 VG 可以包含多块盘的 PV，从池子里切出的 LV 就可能横跨多块盘（读写会自动分摊，接近 RAID0 的效果，但没有冗余）。「原有分区怎么扩容？」若已是 LVM：加盘 → pvcreate → vgextend → lvextend → xfs_growfs（池子有余量时可跳过前两步）。若不是 LVM：只能加新盘挂到子目录（如 /var/log）搬数据，或用 growpart 扩分区后 resize2fs/xfs_growfs，但都做不到在线缩容。

习题

课件第 45 页「项目习题与思考」参考答案

3 道 · 简答与操作步骤

第 1 题简述 RAID 技术的优点，RAID0 和 RAID5 相比，哪个更安全？

参考答案：

四大优点：① 大容量——多盘合成一个大存储空间；② 高性能——数据条带化并行读写，吞吐成倍提升；③ 可靠性——镜像或校验提供冗余，坏盘可重建；④ 可管理性——统一成一个逻辑设备，便于运维与扩容。
RAID0 与 RAID5 比：RAID5 更安全。RAID0 只有条带、没有冗余，任意一块盘坏，全部数据丢失，可用容量 100%；RAID5 用一块盘的容量存分布式校验，允许坏 1 块，坏盘后进入降级模式仍可读写，换盘后能重建，可用容量 (n−1)/n。
补充加分点：RAID0 追求极致性能、适合临时数据；RAID5 适合读多写少的文件服务器；写密集场景 RAID5 有「写惩罚」，可考虑 RAID10；RAID ≠ 备份。

第 2 题简述 LVM 的三大核心组件，LVM 的删除顺序是怎样的？

参考答案：

组件	全称	是什么	关键命令
PV	Physical Volume 物理卷	最底层，一整块盘或一个分区，打过 LVM 标记后才能被池子使用	`pvcreate` / `pvs` / `pvremove`
VG	Volume Group 卷组	由 1 个或多个 PV 组成的容量池，是「弹性」的来源	`vgcreate` / `vgextend` / `vgremove`
LV	Logical Volume 逻辑卷	从池子里切出的「虚拟分区」，可格式化、可挂载、可在线扩容	`lvcreate` / `lvextend` / `lvremove`

删除顺序：从上到下（与创建相反）

umount /挂载点 —— 先卸载，否则「设备忙」
lvremove /dev/卷组名/逻辑卷名 —— 删逻辑卷
vgremove 卷组名 —— 删卷组
pvremove /dev/分区名 —— 删物理卷标记
顺序不能颠倒：LV 依赖 VG、VG 依赖 PV，下层还有上层在用时会被拒绝删除。

第 3 题/dev/vg_gdqg/lv_gdqg 从 20G 扩到 30G（XFS，挂 /mnt/gdqg，卷组有余量）

参考答案（四条命令，缺一不可）：

bash · 第 3 题标准答案

# ① 先确认池子里确实有空闲空间（有 Free PE 才能直接扩）
vgdisplay vg_gdqg | grep -E 'VG Size|Free  PE'

# ② 扩逻辑卷：20G → 30G
lvextend -L 30G /dev/vg_gdqg/lv_gdqg
#   或写增量：lvextend -L +10G /dev/vg_gdqg/lv_gdqg

# ③ 同步 XFS 文件系统（XFS 只能在挂载状态下扩，参数给挂载点）
xfs_growfs /mnt/gdqg

# ④ 验证：Size 变成 30G，原数据仍在
df -hT /mnt/gdqg
lsblk | grep lv_gdqg

判分点：① 是否提到 vg 有余量所以不用 vgextend；② lvextend 是否写对设备路径 /dev/vg_gdqg/lv_gdqg；③ 是否记得 xfs_growfs（只写 lvextend 只能得一半分）；④ 是否用 df 验证。

💡

如果这道题的文件系统是 ext4 而不是 XFS：第三步要换成 resize2fs /dev/vg_gdqg/lv_gdqg（参数是设备不是挂载点）。如果卷组没有余量：得先加盘 → pvcreate → vgextend vg_gdqg /dev/新分区，再回到第 ② 步。

附录

本页 20 条命令速查：一句话作用 + 必知参数

命令	一句话作用	必知参数	案例
`lsblk`	看块设备层级（盘/分区/LVM/RAID）	`-f` 带文件系统；`-d` 只看整盘	1
`fdisk`	读写分区表（只改地图，不动数据）	`-l` 列出；交互 `n/d/t/w/q`	1 2 3 4
`partprobe`	让内核重读分区表	后跟设备名	1
`mkfs.xfs`	建 xfs 文件系统（写超级块/位图/inode 表）	`-f` 强制；`-L` 卷标；`-b size=`	1 2 3 4
`xfs_repair`	检查修复 xfs（替代 fsck）	`-n` 只查不改；`-f` 强制；必须先卸载	通用
`mount`	把文件系统接到目录树	`-t` 类型；`-o ro/defaults`；`-a` 按 fstab	1 2 3 4
`umount`	摘除挂载	给目录或设备；busy 用 `lsof +D`	1 3 4
`df`	看已挂载文件系统容量	`-h` 可读；`-T` 类型；`-i` inode	1 2 3 4
`du`	看目录里谁在占空间	`-sh` 汇总；`/*` 下钻	排错
`blkid`	取分区的 UUID/LABEL/TYPE	`-s UUID -o value`	1 2
`/etc/fstab`	开机自动挂载配置（六列）	设备/挂载点/类型/选项/dump/pass	1 2
`xfs_quota`	xfs 配额：设限/宽限期/报表	`-x` 专家模式；`-c` 子命令；`limit/timer/report`	2
`dd`	按块复制，测试写入与配额	`if= of= bs= count=`	2 3
`mdadm`	软 RAID 创建/查看/热替换	`-C -l -n`；`--fail/--remove/--add`；`-D -s`	3
`/proc/mdstat`	阵列实时状态（U/_ 与重建进度）	`[UUUU]` 正常；`[U_UU]` 降级	3
`pvcreate`	分区 → 物理卷	`-ff` 强制覆盖	4
`vgcreate / vgextend`	建卷组 / 把新 PV 加进池子	`-s` PE 大小	4
`lvcreate / lvextend`	切逻辑卷 / 扩逻辑卷	`-L` 绝对值 `-l` 百分比 `-n` 名称 `-r` 连文件系统	4
`xfs_growfs`	让 xfs 认出「地盘变大」（给挂载点）	只有扩，没有缩；ext4 对应 `resize2fs`	4
`mkfs.ext4 / resize2fs`	ext4 建文件系统 / 扩缩容量（给设备）	`resize2fs 设备 [大小]`	对比