Linux 存储涉及块设备、分区、LVM、RAID、文件系统、挂载、IO 调度和容量管理。数据库和中间件性能很大程度受存储影响。

1. 学习目标

• 理解磁盘、分区、文件系统、LVM、RAID 和挂载。
• 能扩容、检查、挂载和监控常见文件系统。
• 能分析磁盘满、IO 慢、只读文件系统和坏盘风险。

2. 知识框架

Linux存储磁盘与文件系统
├─ 入门：建立术语、对象和日常操作的直觉
├─ 进阶：理解机制、边界和跨平台差异
└─ 专家：能排障、能设计、能阅读实现和研究材料

存储链路通常是：物理盘或云盘 -> 分区或 PV -> LVM/RAID -> 文件系统 -> 挂载点 -> 应用目录。

3. 核心概念

主题	说明	工程关注
块设备	以块为单位读写的存储设备	磁盘、云盘、Loop 设备
LVM	逻辑卷管理，提供灵活扩容和快照	在线扩容、卷组规划
RAID	通过多盘组合提升可靠性或性能	重建风险、写入惩罚
文件系统检查	检测和修复文件系统一致性	异常断电、只读保护

4. 机制与实践

1. 扩容前确认底层盘、分区、LVM、文件系统各层是否都扩展。
2. 关键数据目录要监控容量、inode、IO 延迟和错误日志。
3. 云盘快照不是完整备份策略，要定期恢复演练。

5. 常用命令与工具

命令或工具	作用	使用建议
lsblk -f	查看块设备和文件系统	确认层级关系
blkid	查看设备 UUID	配置 fstab 时使用
iostat -xz 1	查看磁盘 IO 指标	分析延迟和饱和度

6. 常见误区

• 只扩云盘不扩文件系统：底层容量变大但挂载点可用空间不变。
• 误改 fstab：错误挂载配置可能导致系统无法正常启动。
• 把快照当备份：快照依赖同平台和一致性策略，不能替代异地备份和恢复验证。

7. 进阶研究方向

• 学习 ext4、XFS、Btrfs 的差异和适用场景。
• 研究 fio 压测参数：块大小、队列深度、顺序/随机读写。
• 了解数据库对文件系统和 IO 调度的建议。

8. Tips 快问快答

Q：LVM 的价值是什么？

A：它让物理存储和逻辑卷解耦，便于扩容、迁移和快照。

Q：为什么磁盘利用率 100% 服务会慢？

A：设备队列被打满后请求排队，IO 延迟会显著上升。

Q：inode 满怎么办？

A：找到海量小文件来源，清理或迁移，并重新规划文件系统。

9. 总结

Linux 存储不是单个磁盘命令，而是多层结构。理解每一层的职责，才能安全扩容、正确监控并定位 IO 问题。