Linux 存储管理练习笔记

实验平台：VMware Fusion
操作系统：Rocky Linux 9.5（aarch64）
实验目录：/opt/storage_lab
实验日期：2026 年 7 月 24—25 日
说明：本文按本次实际操作顺序整理，保留了重要的错误现象、排查过程和修正方法。截图中的 UUID 只属于本次虚拟机，重新格式化后会改变。

[TOC]

一、实验环境与安全边界

1. 实验目标

本次环境用于练习：

• 识别磁盘、分区、LVM、文件系统和挂载点
• 使用 fdisk、parted 创建 GPT 分区
• 创建 XFS 文件系统并设置标签
• 临时挂载、卸载、只读重挂载
• 理解挂载覆盖和 target is busy
• 区分 df 与 du
• 创建、启用和关闭 swap
• 理解软链接、硬链接及跨文件系统限制
• 在不修改真实 /etc/fstab 的情况下练习 UUID 挂载配置
• 启用并设置 XFS 用户磁盘配额

2. 三块虚拟磁盘

判断 /dev/nvme0n1 是系统盘的依据，不是它叫“第一块盘”，而是它的下级设备承载了：

• /boot/efi
• /boot
• 根文件系统 /
• 系统原有的 [SWAP]

其中 /dev/nvme0n1p3 是 LVM 成员，内部包含：

rl-root  → /
rl-swap  → [SWAP]

/dev/nvme0n1 在整个实验中始终只查看、不修改。

3. 实验目录

/opt/storage_lab/
├── cover_test/
│   └── host_file.txt
├── links/
│   └── original.txt
├── mount_data/
├── notes/
└── quota_data/

各目录用途：

实验中曾恢复过快照，恢复后这些目录被手动重新创建。早期截图中出现过 mount_date 的拼写，重建后统一使用 mount_data。

4. 存储管理的基本层次

整块磁盘
   ↓ 创建分区表、划分空间
分区
   ↓ mkfs 或 mkswap
文件系统 / swap 签名
   ↓ mount 或 swapon
目录树中的挂载点 / 活动交换空间

必须区分：

• 检测到磁盘，不代表已经有分区。
• 有分区，不代表已经有文件系统。
• 有文件系统，不代表已经挂载。
• 写入 swap 签名，不代表 swap 已经启用。
• 日常文件存储通常会经过“分区 → 文件系统 → 挂载”，但某些程序也能直接使用原始块设备，所以“必须分区”并不是绝对规则。

二、练习 1：识别磁盘、文件系统和挂载关系

目标

使用多个只读查询命令识别系统盘与两块实验盘，并理解各命令观察的是哪个层次。

1. 使用 lsblk 查看块设备树

lsblk

命令名称可以理解为 list block devices。

常见字段：

本次结果中的 TYPE：

• disk：完整块设备；本实验中是 VMware 虚拟磁盘，不应笼统理解成实体物理硬盘。
• part：普通分区。
• lvm：LVM 逻辑卷。
• rom：光盘设备。

结论：

• nvme0n1 下有启动、根文件系统和 swap，所以是系统盘。
• nvme0n2 和 nvme0n3 当时没有子分区、文件系统和挂载点，是两块空实验盘。

2. 使用 lsblk -f 查看文件系统信息

lsblk -f

-f 表示显示 filesystem 信息，不是普通文件的属主、权限或大小。

主要字段：

3. 自定义 lsblk 字段

lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS,MODEL

-o 表示只输出指定列。加入 MODEL 后可以看到设备来自 VMware：

VMware Virtual NVMe Disk

4. 使用 blkid 查看设备签名

blkid

blkid 适合精确查看：

• UUID
• LABEL
• TYPE
• PARTUUID
• PARTLABEL

UUID 与 PARTUUID 不同：

• UUID：文件系统或 swap 签名的标识。
• PARTUUID：分区表中分区本身的标识。

5. 使用 df -Th 查看已挂载文件系统

df -Th

参数：

• -T：显示文件系统类型。
• -h：用易读单位显示容量。

df 只显示当前已经挂载的文件系统。因此，虽然 lsblk 能看到空的 nvme0n2、nvme0n3，它们当时不会出现在 df 中。

本题结论

三、练习 2：使用 fdisk 创建 GPT 分区

目标

在 /dev/nvme0n2 上创建 GPT 分区表，并划分：

• /dev/nvme0n2p1：2G
• /dev/nvme0n2p2：1G
• 剩余约 2G 暂不分配

1. 第一次操作：误建 DOS/MBR 分区表

执行：

fdisk /dev/nvme0n2

空盘进入 fdisk 后直接输入 n，工具自动创建了 DOS disklabel：

Created a new DOS disklabel
Disklabel type: dos

第一、第二个分区虽然成功出现，但分区表类型是 dos：

这不是本题目标。恢复快照后重新添加实验盘，并按 GPT 方式重做。

2. 正确操作：先建立 GPT 分区表

fdisk /dev/nvme0n2

交互过程：

g          创建新的 GPT 分区表

n          创建第一个分区
1          分区号；也可以直接回车接受默认值
回车       接受默认起始扇区
+2G        分区大小

n          创建第二个分区
2          分区号
回车       接受默认起始扇区
+1G        分区大小

p          在写入前预览分区表
w          写入磁盘并退出

参数和交互指令：

fdisk 的修改通常先保存在内存中，只有 w 才正式写入。输入 p 只是预览。

3. 通知内核并验证

partprobe /dev/nvme0n2
fdisk -l /dev/nvme0n2
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,PTTYPE,FSTYPE

partprobe 的作用是通知内核重新读取磁盘上的分区表。

验证结果：

/dev/nvme0n2    5G   PTTYPE=gpt
├─nvme0n2p1     2G
└─nvme0n2p2     1G

两个分区的 FSTYPE 仍为空，这是正常现象：分区只划定了磁盘区域，还没有建立文件系统或 swap 签名。

GPT 与 MBR 的区别

安全提醒

以下命令中的设备名必须反复确认：

fdisk /dev/nvme0n2

如果误写成 /dev/nvme0n1 并保存，可能破坏系统盘分区表。

四、练习 3：创建 XFS 文件系统并设置标签

目标

在 /dev/nvme0n2p1 上建立 XFS 文件系统，并设置文件系统标签 LAB_DATA。

1. 创建 XFS 文件系统

mkfs.xfs /dev/nvme0n2p1

命令拆解：

• mkfs：make filesystem，建立文件系统。
• .xfs：指定创建 XFS。
• /dev/nvme0n2p1：目标必须是实验分区 p1。

mkfs.xfs 的输出展示了：

• inode 大小
• block 大小
• allocation group 数量
• 内部日志
• reflink、bigtime 等 XFS 特性

这些是创建成功后的文件系统结构信息，不是错误。

mkfs 会破坏目标分区中的原有文件系统和数据。不能对 /dev/nvme0n1* 执行本实验命令，也不能把整个 /dev/nvme0n2 当成 p1 格式化。

2. 验证文件系统和 UUID

lsblk -f
blkid /dev/nvme0n2p1

创建文件系统时自动生成了本次实验的 UUID：

d63071f7-13f7-4e86-a3a7-4d8fc7f54428

重新格式化会生成新的 UUID，因此笔记中的值不能直接照搬到另一台机器。

3. 设置文件系统标签

由于格式化时没有同时指定标签，后续使用：

xfs_admin -L LAB_DATA /dev/nvme0n2p1

验证：

lsblk -f

也可以在第一次格式化时直接写：

mkfs.xfs -L LAB_DATA /dev/nvme0n2p1

参数：

• -L LAB_DATA：把 XFS 文件系统标签设为 LAB_DATA。

LABEL、PARTLABEL 和 UUID

五、练习 4：临时挂载并验证读写

目标

把 /dev/nvme0n2p1 挂载到 /opt/storage_lab/mount_data，验证文件确实写入实验分区。

1. 挂载

mount /dev/nvme0n2p1 /opt/storage_lab/mount_data

基本格式：

mount 文件系统所在设备 挂载目录

挂载不是复制数据，而是把一个文件系统接入 Linux 的统一目录树。

2. 多角度验证

findmnt /opt/storage_lab/mount_data
lsblk -f
df -Th

三个命令的侧重点：

• findmnt：确认目标路径当前真正由哪个设备提供，并查看挂载选项。
• lsblk -f：从设备树角度确认文件系统和挂载点。
• df -Th：查看已经挂载的文件系统容量。

3. 创建并读取测试文件

cd /opt/storage_lab/mount_data
touch mount_test.txt
echo "hello world" > mount_test.txt
ls -l
cat mount_test.txt

命令解释：

• touch mount_test.txt：文件不存在时创建空文件。
• >：把标准输出覆盖写入文件。
• ls -l：查看文件属性。
• cat：读取文件内容。

此时：

路径：/opt/storage_lab/mount_data/mount_test.txt
数据：保存在 /dev/nvme0n2p1 的 XFS 中

临时挂载的持久性

本次只执行了 mount，没有修改真实 /etc/fstab：

• 重启后挂载关系消失。
• 分区、XFS、标签、UUID 和文件数据仍保存在虚拟磁盘上。
• 下次重新挂载同一文件系统后，可以再次看到磁盘中的文件。

六、练习 5：处理 target is busy

目标

理解为什么文件系统正在使用时不能正常卸载，并使用只读排查命令找出占用者。

1. 复现问题

Shell 当前位于：

/opt/storage_lab/mount_data

此时直接执行：

umount /opt/storage_lab/mount_data

出现：

target is busy

2. 查看占用者

fuser -vm /opt/storage_lab/mount_data

参数：

• -v：详细显示。
• -m：把目标视为一个已挂载文件系统，列出正在使用它的进程。

截图中的 bash 表示当前 Shell 正把这个文件系统里的目录作为工作目录。

3. 正确处理

cd /
umount /opt/storage_lab/mount_data

其他可能导致 busy 的情况：

• 另一个 Shell 的当前目录位于挂载点内。
• 某个程序打开了里面的文件。
• 程序正在写日志或访问该文件系统。
• 还有下级挂载点没有卸载。

规范做法是找出占用者并正常退出或关闭文件，不把 umount -l、umount -f 当作日常解决方案。

七、练习 6：理解挂载覆盖与当前目录引用

目标

观察把文件系统挂载到非空目录后，原目录内容发生什么变化。

1. 删除实验分区中的测试文件

当 /dev/nvme0n2p1 仍挂载在 mount_data 时执行了：

cd
ls /opt/storage_lab/mount_data
rm -rf /opt/storage_lab/mount_data/mount_test.txt

这里确实删除了实验分区中的 mount_test.txt。不过删除单个普通文件更规范的写法是：

rm /opt/storage_lab/mount_data/mount_test.txt

-r 用于递归删除目录，-f 会跳过部分提示，对单个普通文件没有必要。

2. 准备被覆盖的目录

根文件系统中的目录：

/opt/storage_lab/cover_test

里面预先存在：

host_file.txt

将实验文件系统挂载到该目录：

mount /dev/nvme0n2p1 /opt/storage_lab/cover_test

正常情况下，通过路径 /opt/storage_lab/cover_test 访问时，看到的是实验文件系统的根目录；原来的 host_file.txt 被暂时遮住，但没有被删除。卸载后它会重新出现。

3. 本次出现的特殊现象

实验时 Shell 在挂载发生前已经进入了 cover_test，随后从当前目录使用：

cat host_file.txt

仍读到了原目录中的文件：

原因：

• Shell 在挂载前已经取得了底层目录对象的引用。
• 在另一个文件系统覆盖该路径后，这个 Shell 的当前工作目录引用并不会自动替换。
• 因此从旧的当前目录使用相对路径，仍可能访问被遮住的底层目录。
• 从 / 重新使用绝对路径进入 cover_test，才会经过新的挂载关系。

更清晰的演示方法：

cd /
mount /dev/nvme0n2p1 /opt/storage_lab/cover_test
ls -la /opt/storage_lab/cover_test
umount /opt/storage_lab/cover_test
ls -la /opt/storage_lab/cover_test

结论：

• 挂载到非空目录不会删除原文件，只会暂时遮住。
• 卸载后原目录内容恢复可见。
• 观察挂载覆盖前最好先 cd /，避免当前目录旧引用干扰判断。

八、练习 7：只读和读写重挂载

目标

不卸载文件系统，把已有挂载从读写模式切换为只读模式，再恢复为读写模式。

1. 切换为只读

mount -o remount,ro /opt/storage_lab/cover_test
findmnt /opt/storage_lab/cover_test

参数：

• -o：指定挂载选项。
• remount：修改现有挂载的选项。
• ro：read-only，只读。

测试：

cat /opt/storage_lab/cover_test/mount_test.txt
touch /opt/storage_lab/cover_test/ro_test.txt
echo "new line" >> /opt/storage_lab/cover_test/mount_test.txt

结果：

• 读取已有文件成功。
• 创建新文件失败。
• 追加写入失败。
• 报错是 Read-only file system。

文件系统级只读状态对 root 同样有效，不能靠 root 身份正常绕过。

2. 恢复为读写

mount -o remount,rw /opt/storage_lab/cover_test
findmnt /opt/storage_lab/cover_test
touch /opt/storage_lab/cover_test/rw_test.txt
cd /
umount /opt/storage_lab/cover_test

rw 表示 read-write。

findmnt 与 lsblk 的只读含义不同

• findmnt 的 OPTIONS 中出现 ro 或 rw，表示这次挂载的模式。
• lsblk 的 RO=0 表示底层块设备没有被整体标记为只读。

因此 RO=0 不等于当前文件系统一定以 rw 挂载。

九、练习 8：理解 df 与 du

目标

比较文件系统整体空间与指定目录中文件占用量。

1. 未挂载时查看路径

df -Th /opt/storage_lab/mount_data
du -sh /opt/storage_lab/mount_data

此时 mount_data 只是根文件系统中的普通目录，所以：

• df 显示 /dev/mapper/rl-root。
• du 显示该空目录自身几乎没有占用。

df 路径 显示的是“当前承载该路径的文件系统”，并不固定显示某个设备。

2. 挂载实验文件系统后再次查看

mount /dev/nvme0n2p1 /opt/storage_lab/mount_data
df -Th /opt/storage_lab/mount_data
du -sh /opt/storage_lab/mount_data

此时：

• df 显示 /dev/nvme0n2p1，已用约 47M。
• du 只显示约 4K。

新建 XFS 后即使目录中几乎没有普通文件，文件系统仍需要：

• 超级块和其他元数据
• allocation group 元数据
• XFS 内部日志
• inode 等结构

因此 df 的 47M 并不代表目录中有 47M 的普通文件。

3. 分配 200M 文件

cd /opt/storage_lab/mount_data
fallocate -l 200M /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin
ls -lh
du -h bigfile.bin
du -sh /opt/storage_lab/mount_data
df -Th /opt/storage_lab/mount_data

参数：

• fallocate：为文件快速预分配磁盘空间。
• -l 200M：长度为 200MiB。
• ls -lh：显示文件的逻辑大小。
• du -h：显示文件实际占用的数据块。
• du -sh：汇总目录占用。

结果：

• bigfile.bin 的逻辑大小为 200M。
• du 显示文件约占 200M。
• 整个目录约占 201M。
• df 的文件系统已用空间从约 47M 增加到约 247M。

4. 删除并观察空间回收

本次输入了：

rm -rf /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin

更规范的命令是：

rm /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin

验证：

df -Th /opt/storage_lab/mount_data
du -sh /opt/storage_lab/mount_data
umount /opt/storage_lab/mount_data

df 与 du 总结

补充：

• ls -lh 看文件逻辑大小。
• du -h 看文件实际分配的数据块。
• 本次 fallocate 实际分配了空间；如果是稀疏文件，ls 与 du 可能相差很大。

十、练习 9：创建、启用和关闭 swap

目标

把 /dev/nvme0n2p2 变成 1G swap，临时启用后再关闭，并保持系统原有 swap 不受影响。

1. 查看系统原有 swap

swapon --show
free -h

结果：

/dev/dm-1  partition  2G

这是系统原有的 rl-swap，本实验不能关闭或重新初始化它。

2. 修改 p2 的 GPT 分区类型

fdisk /dev/nvme0n2

需要使用：

t       修改分区类型
2       选择第二个分区
L       列出可用分区类型
q       退出类型列表分页器
19      在本机列表中选择 Linux swap
p       检查分区表
w       保存

第一次问题：输入了 p

在提示：

Partition type or alias:

输入 p 不是“打印分区表”，而是把 p 当成分区类型别名，所以结果是：

Type of partition 2 is unchanged: Linux filesystem

同一个字母在不同提示位置可能有不同含义，必须先看清当前提示。

第二次问题：在分页器中输入 19

输入 L 后类型列表由分页器显示。屏幕底部出现类似：

:19

这时的 19 被分页器当作搜索内容，没有传给 fdisk。随后类型仍然没有改变：

正确操作：

1. 在类型列表中按 q。
2. 等屏幕重新出现 Partition type or alias:。
3. 再输入本机列表对应的 19，也可以尝试清晰的别名 swap。
4. 输入 p 检查，再用 w 保存。

3. 验证分区类型

partprobe /dev/nvme0n2
fdisk -l /dev/nvme0n2

此时只完成了“分区表中的类型标记”，还没有真正的 swap 签名。

4. 写入 swap 签名和标签

mkswap -L LAB_SWAP /dev/nvme0n2p2
lsblk -f
blkid /dev/nvme0n2p2

命令解释：

• mkswap：在目标分区写入 swap 数据结构和签名。
• -L LAB_SWAP：设置 swap 标签。
• lsblk -f、blkid：验证 FSTYPE=swap、标签和 UUID。

本次 swap UUID：

fb96146e-638a-4e3c-b9ce-b050975b89df

mkswap 和 mkfs 一样会覆盖目标设备上的原有签名，因此设备名必须准确。

5. 临时启用实验 swap

swapon /dev/nvme0n2p2
swapon --show
free -h

结果：

• 系统原有 swap：2G。
• 实验 swap：约 1G。
• free -h 中总 swap：约 3G。

swapon --show 中的 PRIO 是优先级，数值越大优先级越高。本次系统 swap 是 -2，实验 swap 是 -3，因此系统 swap 优先级更高。

6. 只关闭实验 swap

swapoff /dev/nvme0n2p2
swapon --show
free -h

结果：

• /dev/nvme0n2p2 不再活动。
• /dev/dm-1 仍正常启用。
• 总 swap 回到约 2G。

swapoff 只停止使用，不会擦除 LAB_SWAP 标签、UUID 或 swap 签名。

swap 的三个独立步骤

1. 在 GPT 中把分区类型改成 Linux swap。
2. 用 mkswap 写入实际 swap 签名。
3. 用 swapon 激活。

前一步完成不代表后一步自动完成。

持久性

本次没有向真实 /etc/fstab 添加 swap 条目，因此：

• swap 签名会保留。
• 重启后 /dev/nvme0n2p2 不会因本实验自动启用。

十一、练习 10：软链接与硬链接

目标

观察 inode、链接计数、写入效果、目标改名后的行为。

1. 创建两个链接

cd /opt/storage_lab/links
ln original.txt hard_link.txt
ln -s original.txt soft_link.txt
ls -li

命令解释：

• ln 源 新名称：创建硬链接。
• ln -s 目标 新名称：创建软链接。
• ls -li：显示 inode 编号和链接计数。

结果：

original.txt 与 hard_link.txt  inode 相同
两者链接计数均为 2
soft_link.txt                  inode 不同

软链接行显示：

soft_link.txt -> original.txt

2. 通过硬链接写入

echo "hello world" >> hard_link.txt
cat original.txt
cat soft_link.txt

>> 表示追加，而不是覆盖。

original.txt 和 hard_link.txt 不是“一份原件、一份副本”，而是两个目录项共同指向同一个 inode，所以修改的是同一份数据。

3. 使用 readlink

readlink soft_link.txt
readlink hard_link.txt
cat hard_link.txt

结果：

• readlink soft_link.txt 输出 original.txt，因为软链接保存目标路径。
• readlink hard_link.txt 没有输出，因为硬链接只是普通目录项，不保存“目标路径”。

4. 重命名目标文件

mv original.txt test.txt
ls
cat hard_link.txt
cat soft_link.txt

结果：

• hard_link.txt 仍能访问数据。
• soft_link.txt 报 No such file or directory，成为悬空链接。

恢复名称：

mv test.txt original.txt
readlink soft_link.txt

软链接保存的是路径字符串。路径暂时不存在时链接失效；路径重新出现后链接又能工作。

软硬链接对比

十二、练习 11：验证硬链接不能跨文件系统

目标

从根文件系统中的源文件向 /dev/nvme0n2p1 中创建链接，比较硬链接和软链接。

源文件：

/opt/storage_lab/links/original.txt

目标目录：

/opt/storage_lab/mount_data

其中 mount_data 当时挂载的是 /dev/nvme0n2p1，所以源和目标属于两个不同文件系统。

1. 创建跨文件系统硬链接

ln /opt/storage_lab/links/original.txt \
   /opt/storage_lab/mount_data/cross_hard.txt

结果：

Invalid cross-device link

2. 创建跨文件系统软链接

ln -s /opt/storage_lab/links/original.txt \
      /opt/storage_lab/mount_data/cross_soft.txt

ls -li /opt/storage_lab/mount_data
readlink /opt/storage_lab/mount_data/cross_soft.txt
cat /opt/storage_lab/mount_data/cross_soft.txt

原理

inode 编号只在所属文件系统内部有意义。硬链接必须新增一个指向同一 inode 的目录项，因此不能跨越文件系统边界。

软链接只是保存路径字符串，所以可以从一个文件系统指向另一个文件系统。

十三、练习 12：安全练习 fstab

目标

理解 /etc/fstab 的六个字段和 UUID 挂载，但不修改真实 /etc/fstab，避免影响系统启动。

1. 查询挂载状态和 UUID

findmnt -S /dev/nvme0n2p1
blkid /dev/nvme0n2p1

findmnt -S 按源设备查询；当设备未挂载时没有结果是正常的。

本次 UUID：

d63071f7-13f7-4e86-a3a7-4d8fc7f54428

2. 创建独立的练习文件

文件：

/opt/storage_lab/notes/fstab.practice

内容：

UUID=d63071f7-13f7-4e86-a3a7-4d8fc7f54428 /opt/storage_lab/mount_data xfs defaults,nofail 0 0

3. 让本次 mount 只读取练习文件

mount -a -T /opt/storage_lab/notes/fstab.practice
findmnt /opt/storage_lab/mount_data
lsblk -f
df -Th /opt/storage_lab/mount_data

参数：

• -a：挂载配置文件中符合条件的全部条目。
• -T 文件：使用指定的替代 fstab 文件，而不是默认读取 /etc/fstab。

验证后：

umount /opt/storage_lab/mount_data

六个字段

nofail 表示设备缺失时不把该条目作为必须成功的启动条件，但它不能修复写错的 UUID、文件系统类型或挂载点。

为什么本次方法安全

• 没有编辑真实 /etc/fstab。
• mount -a -T 只在本次命令中读取练习文件。
• 系统启动不会自动读取 fstab.practice。
• 因此本题练习的是配置格式和验证方法，并没有实现永久挂载。

十四、练习 13：使用 parted 创建 GPT 分区

目标

在第二块实验盘 /dev/nvme0n3 上建立 GPT，并创建一个约 2GB 的分区，为 XFS quota 做准备。

1. 建立 GPT 分区表

parted /dev/nvme0n3 mklabel gpt
parted /dev/nvme0n3 print

2. 创建分区

parted /dev/nvme0n3 mkpart primary 1 2G
parted /dev/nvme0n3 print

命令拆解：

• /dev/nvme0n3：目标实验盘。
• mklabel gpt：创建 GPT 分区表。
• mkpart：创建分区。
• primary：在本次 GPT 下是分区名称，并不是 MBR 中受数量限制的“主分区”类别。
• 1：起点约为十进制 1MB。
• 2G：终点为十进制 2GB。

parted 的修改通常立即写入，不像 fdisk 那样最后统一输入 w。因此使用时要更加谨慎。

3. 使用 MiB 查看空闲空间

partprobe /dev/nvme0n3
parted /dev/nvme0n3 unit MiB print free
lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,PTTYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS

结果：

磁盘总量：3072MiB
p1：约 1906MiB
剩余未分配：约 1165MiB
lsblk 显示 p1：1.9G

为什么命令写 2G，结果不是 2GiB：

• parted 中这里的 G 按十进制 GB 处理。
• 终点 2000MB 换算后约为 1907MiB。
• 扣除起点后，分区约为 1906MiB，也就是约 1.86GiB。
• lsblk 四舍五入显示为约 1.9G。

这不是错误。本次实验无需重做。

如果需要精确约 2GiB，可以明确使用 MiB 边界，例如：

parted /dev/nvme0n3 mkpart quota 1MiB 2049MiB

本次未使用这条命令，它只是单位换算的补充示例。

开头约 0.98MiB 的空隙来自 GPT 元数据和分区对齐，不是空间异常。

十五、练习 14：XFS 用户磁盘配额

目标

在 /dev/nvme0n3p1 上创建 XFS，挂载时开启用户配额，并给 alice 设置：

• 软限制：50MiB
• 硬限制：60MiB

这一部分是根据 Rocky Linux 默认使用 XFS 补充的实操，xfs_quota 的具体语法属于扩展内容。

1. 创建带标签的 XFS

mkfs.xfs -L QUOTA_LAB /dev/nvme0n3p1
blkid /dev/nvme0n3p1

参数：

• mkfs.xfs：创建 XFS。
• -L QUOTA_LAB：创建时直接设置文件系统标签。
• /dev/nvme0n3p1：目标是分区 p1，而不是整个 nvme0n3。

结果中：

LABEL="QUOTA_LAB"
TYPE="xfs"
PARTLABEL="primary"

其中：

• QUOTA_LAB 是 XFS 文件系统标签。
• primary 是前面 parted mkpart primary 创建的 GPT 分区名称。
• 它们属于不同层次。

2. 挂载时启用用户配额

mkdir -p /opt/storage_lab/quota_data
mount -o uquota /dev/nvme0n3p1 /opt/storage_lab/quota_data

参数：

• -o uquota：挂载 XFS 时开启用户配额统计和执行。
• uquota、usrquota 在这里是同类用户配额选项；findmnt 可能规范化显示成 usrquota。

验证：

findmnt /opt/storage_lab/quota_data
xfs_quota -x -c 'state' /opt/storage_lab/quota_data

用户配额结果：

Accounting: ON
Enforcement: ON

含义：

• Accounting: ON：内核正在统计各用户的使用量。
• Enforcement: ON：达到限制时会真正执行限制。

组配额和项目配额显示 OFF 是正常的，因为本题只启用了用户配额。

状态还显示默认块宽限期为 7 天。

XFS 配额应在挂载时启用。如果已经在不带 uquota 的情况下挂载，稳妥做法是正常卸载后，再带 uquota 重新挂载，而不是假定可以随意通过 remount 开启。

3. 创建 Alice 的实验目录

mkdir -p /opt/storage_lab/quota_data/alice_data
chown alice:alice /opt/storage_lab/quota_data/alice_data
ls -ld /opt/storage_lab/quota_data/alice_data

命令解释：

• mkdir -p：创建目录；父目录不存在时一起创建，已存在时不因此报错。
• chown alice:alice：把属主和属组都设为 alice。
• ls -ld：查看目录本身的详细属性，而不是列出目录内部内容。

chown 的作用只是让 Alice 有权限在该目录中写入。它不能代替 quota，也不决定 quota 的统计范围。

4. 设置 Alice 的软、硬限制

xfs_quota -x \
  -c 'limit bsoft=50m bhard=60m alice' \
  /opt/storage_lab/quota_data

命令解释：

这里的 b 表示块空间容量。如果限制的是 inode，则针对的是文件数量。

5. 查看配额报表

xfs_quota -x -c 'report -h -u' /opt/storage_lab/quota_data

参数：

• report：显示配额报表。
• -h：以易读容量单位显示。
• -u：显示用户配额。

结果：

alice  Used=0  Soft=50M  Hard=60M

说明配额限制已经保存成功。

截图中多行命令前的：

>

是 Shell 的续行提示。因为上一行末尾写了反斜杠 \，Shell 正在等待剩余命令；> 不是要手动输入的字符，也不是重定向或错误。

软限制、硬限制和宽限期

• 软限制：可以短期超过；第一次超过后开始宽限期倒计时。
• 宽限期：本次状态显示默认 7 天。
• 硬限制：绝对上限，不能正常突破，没有额外宽限期。
• 使用量降回软限制以下后，宽限计时会清除。

配额的统计范围

用户配额按 UID 统计整个 /dev/nvme0n3p1 文件系统，不是只限制：

/opt/storage_lab/quota_data/alice_data

如果 Alice 在这个 XFS 的其他目录中创建文件，同样会计入配额。alice_data 只是为了方便授权和测试。

本次完成程度

本次已经完成：

• 以 uquota 挂载。
• 确认用户配额 Accounting、Enforcement 均为 ON。
• 为 Alice 设置 50M/60M 限制。
• 通过报表确认限制存在。

本次尚未实际以 Alice 创建大文件验证：

• 超过 50M 后的宽限期表现。
• 超过 60M 后的 Disk quota exceeded。

因此准确结论是“配额设置成功”，不能写成“已经验证硬限制拦截成功”。

十六、练习错误与纠正复盘

这一部分集中整理本次练习中出现的错误、误判和容易混淆的正常现象。复习时应重点看“为什么错”，而不只是记住最终命令。

错误 1：把 lsblk -f 理解成查看普通文件属性

当时的理解

认为：

lsblk -f 用于显示文件的属性和信息

问题

lsblk 的操作对象是 block device（块设备）。这里的 -f 是 filesystem，不是普通文件。

正确理解

lsblk -f

查看的是块设备上的：

• 文件系统类型
• 文件系统版本
• 标签
• UUID
• 可用空间
• 挂载点

普通文件的权限、属主、大小等应使用：

ls -l 文件
stat 文件

错误 2：把 disk 直接说成“物理磁盘”

问题

lsblk 的 TYPE=disk 表示完整磁盘形态的块设备，但本实验中的设备是：

VMware Virtual NVMe Disk

它们是虚拟磁盘，不是 Mac 中真实存在的三块 NVMe 硬盘。

正确表述

disk 表示完整块设备；本实验中是 VMware 提供的虚拟磁盘。

错误 3：第一次创建分区时没有先建立 GPT

当时操作

进入空盘后直接输入 n 创建分区。

现象

fdisk 显示：

Created a new DOS disklabel
Disklabel type: dos

原因

空盘没有分区表，当前版本的 fdisk 自动准备了 DOS/MBR 分区表。创建出 p1、p2 并不代表分区表类型就是题目要求的 GPT。

正确操作

进入 fdisk 后先输入：

g

看到：

Created a new GPT disklabel

再使用 n 创建分区，最后 p 检查、w 保存。

复习判断

可使用：

fdisk -l /dev/nvme0n2
lsblk -o NAME,PTTYPE

确认出现 gpt，不能只凭“已经有两个分区”判断成功。

错误 4：恢复快照后，误以为实验目录和文件也会保留

现象

恢复快照后发现：

• /opt/storage_lab 不存在或内容回到了旧状态。
• host_file.txt 等准备文件不存在。
• 两块后来添加的实验盘需要重新添加。

原因

快照恢复的是“创建快照时”的虚拟机状态。快照之后在系统盘中创建的目录、文件和部分虚拟硬件状态不会自动保留。

正确处理

恢复后先重新盘点：

lsblk
ls -la /opt
findmnt

再按实际状态补建实验目录，不要假定前一次操作仍在。

错误 5：挂载点命名出现 mount_date 与 mount_data 混用

现象

早期命令使用了：

/opt/storage_lab/mount_date

后续实验统一使用：

/opt/storage_lab/mount_data

风险

Linux 路径必须完全匹配。一个字母不同就是两个不同目录，可能导致：

• 在一个目录挂载，却去另一个目录检查。
• df 显示了根文件系统而不是实验盘。
• 误以为文件丢失或挂载失败。

规范做法

本次最终统一为：

/opt/storage_lab/mount_data

每次操作后用下面的命令确认真实挂载关系：

findmnt /opt/storage_lab/mount_data

错误 6：当前目录位于挂载点内时直接卸载

当时操作

Shell 提示符显示当前位于 mount_data，仍执行：

umount /opt/storage_lab/mount_data

现象

target is busy

原因

Shell 的当前工作目录本身就是对该文件系统的使用。内核不能在进程仍引用它时完成正常卸载。

正确处理

先排查：

fuser -vm /opt/storage_lab/mount_data

退出挂载点：

cd /
umount /opt/storage_lab/mount_data

不要一遇到 busy 就使用强制或懒卸载。应先找出并解除占用。

错误 7：混淆“文件被删除”和“文件被挂载覆盖”

实际过程

mount_test.txt 当时位于已经挂载的 /dev/nvme0n2p1 中，随后执行：

rm -rf /opt/storage_lab/mount_data/mount_test.txt

这条命令确实删除了实验分区中的文件。

之后把同一个文件系统挂载到 cover_test，不能再期待其中出现已经被删除的 mount_test.txt。

与挂载覆盖的区别

• 删除：目录项被移除，文件在该文件系统中不再存在。
• 挂载覆盖：挂载点原目录中的内容只是暂时不可见，卸载后重新出现。

正确判断方法

先确认设备当前挂载在哪里：

findmnt -S /dev/nvme0n2p1

再通过该挂载点查看设备中的实际内容。

错误 8：在被覆盖目录中使用旧的当前工作目录，误判挂载结果

现象

Shell 在挂载前已经进入 cover_test。挂载完成后执行相对路径：

cat host_file.txt

仍然读到了底层根文件系统中的 host_file.txt，于是看起来像是“挂载没有遮住文件”。

原因

Shell 在挂载前已经持有底层目录对象的引用。挂载改变了从父目录重新解析该路径时看到的内容，但不会自动替换进程已有的当前目录引用。

正确演示

挂载前先退出：

cd /
mount /dev/nvme0n2p1 /opt/storage_lab/cover_test
ls -la /opt/storage_lab/cover_test

使用绝对路径重新解析时，看到的才是当前挂载文件系统。

错误 9：未挂载时对目录执行 df，把根文件系统当成实验盘

现象

df -Th /opt/storage_lab/mount_data

输出：

/dev/mapper/rl-root

原因

此时 mount_data 只是 / 文件系统中的普通目录。df 路径 显示承载该路径的文件系统，所以显示根逻辑卷完全正常。

正确判断

先确认：

findmnt /opt/storage_lab/mount_data

如果没有结果，说明它不是独立挂载点。挂载 p1 后再执行 df，才会显示 /dev/nvme0n2p1。

错误 10：删除普通文件时使用 rm -rf

当时操作

rm -rf /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin

问题

• -r 用于递归删除目录。
• -f 会跳过部分提示并忽略不存在的目标。
• 对普通文件不需要这两个选项。

虽然本次明确路径下删除成功，但这种习惯会扩大输错路径时的破坏范围。

规范写法

rm /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin

执行前可先确认：

ls -lh /opt/storage_lab/mount_data/bigfile.bin

错误 11：认为 p2 “还没有做分区”

当时状态

lsblk 已显示：

nvme0n2p2  1G  part

所以 p2 已经是分区。它缺少的是 swap 类型和 swap 签名。

正确区分

错误 12：在 fdisk 的“分区类型”提示中输入 p

现象

Partition type or alias: p
Type of partition 2 is unchanged: Linux filesystem

原因

p 只有在 fdisk 主菜单中才表示打印分区表。当前提示正在等待“类型编号或别名”，所以 p 被当成了无效或不匹配的类型输入。

正确做法

先看当前提示。回到主菜单后：

t → 选择 p2 → 输入 Linux swap 的编号或别名

错误 13：在分区类型列表的分页器中输入 19

现象

输入 L 后看到很长的类型列表，在页面底部直接输入 19，屏幕出现：

:19

退出后检查，类型仍是 Linux filesystem。

原因

当时仍在分页器中，键盘输入由分页器处理，不是由 fdisk 的类型提示处理。

正确做法

1. 按 q 退出分页器。

2. 确认重新看到：

   Partition type or alias:

3. 再输入本机列表对应的 19 或可用别名。
4. 用 p 检查，并用 w 保存。

错误 14：把“Linux swap 分区类型”当成已经可用的 swap

问题

分区表显示 Linux swap 只是 GPT 元数据。它不能替代真正的 swap 签名和启用动作。

完整流程

fdisk t         → 修改 GPT 分区类型
mkswap          → 写入 swap 签名
swapon          → 激活
swapon --show   → 验证活动状态

每一步观察的是不同层次。

错误 15：没有先区分硬链接和软链接的跨文件系统能力

现象

尝试从根文件系统向挂载的 XFS 创建硬链接：

Invalid cross-device link

原因

硬链接需要指向同一个 inode，而 inode 只在各自文件系统内部有意义。

正确结论

• 硬链接不能跨文件系统。
• 软链接保存目标路径，可以跨文件系统。
• 这里的报错正是实验预期，不是磁盘损坏或权限问题。

易误判 16：findmnt -S 没有输出

现象

findmnt -S /dev/nvme0n2p1

没有输出。

正确解释

-S 是按挂载源查询。设备当时没有挂载，所以没有匹配结果是正常现象，不代表设备不存在。

设备是否存在应使用：

lsblk
blkid /dev/nvme0n2p1

易误判 17：parted 创建“2G”后 lsblk 只显示 1.9G

现象

parted /dev/nvme0n3 mkpart primary 1 2G

结果约为：

1906MiB
lsblk：1.9G

正确解释

这里的 G 使用十进制边界，2GB 不等于 2GiB。换算后约为 1.86GiB，显示 1.9G 是正常的。

如果题目要求精确二进制容量，应明确使用 MiB 或 GiB 边界。

易误判 18：findmnt 显示 usrquota，而命令输入的是 uquota

现象

挂载命令：

mount -o uquota ...

findmnt 却显示：

usrquota

正确解释

这是工具对同类用户配额选项的规范化显示，不是选项失效。随后：

Accounting: ON
Enforcement: ON

已经证明用户配额正常启用。

教学补充 19：xfs_quota 命令没有出现在原笔记中

这一点不是用户漏记，也不是应当自行猜出的命令。它是根据 Rocky Linux 的 XFS 环境补充的扩展实操。

需要掌握的最小主线：

mount -o uquota
        ↓
xfs_quota ... state
        ↓
xfs_quota ... limit
        ↓
xfs_quota ... report

其中：

• -x 是管理模式。
• -c 执行一条内部命令。
• bsoft、bhard 分别设置块空间软、硬限制。

截图中的 > 是反斜杠续行造成的 Shell 提示，不是需要输入的字符。

错误复盘总表

十七、实验后的设备状态

/dev/nvme0n1                 20G 系统盘，全程未修改
├── nvme0n1p1                vfat → /boot/efi
├── nvme0n1p2                xfs   → /boot
└── nvme0n1p3                LVM2_member
    ├── rl-root              xfs   → /
    └── rl-swap              swap  → 系统原有 swap

/dev/nvme0n2                 5G，GPT 实验盘
├── nvme0n2p1                2G XFS，LABEL=LAB_DATA
├── nvme0n2p2                1G swap，LABEL=LAB_SWAP，目前已 swapoff
└── 约 2G 未分配

/dev/nvme0n3                 3G，GPT 实验盘
├── nvme0n3p1                约 1.9G XFS，LABEL=QUOTA_LAB
│                            当前挂载到 /opt/storage_lab/quota_data
│                            用户配额已启用
└── 约 1165MiB 未分配

十八、重启后哪些内容会保留

由于真实 /etc/fstab 没有被修改，重启后若继续 quota 实验，应重新使用：

mount -o uquota /dev/nvme0n3p1 /opt/storage_lab/quota_data

十九、命令与参数速查

块设备和文件系统

分区

文件系统与挂载

swap

链接和空间

XFS 配额

二十、本次练习的核心结论

1. 系统盘应根据 /、/boot、/boot/efi 等挂载关系判断，不能只看设备编号。
2. 磁盘、分区、文件系统、挂载点是不同层次。
3. lsblk -f 查看文件系统属性，不是普通文件属性。
4. GPT 和 MBR 是分区表格式，不是文件系统。
5. fdisk 通常到 w 才保存；parted 操作通常立即生效。
6. mkfs、mkswap 都会覆盖目标设备上的原有签名，必须先确认设备名。
7. 文件系统标签 LABEL 与 GPT 分区名称 PARTLABEL 不属于同一层次。
8. 挂载是把文件系统接入目录树，不会把数据复制进挂载目录。
9. 挂载到非空目录只会遮住原内容，卸载后原内容重新可见。
10. Shell 当前目录位于挂载点内，可能导致 umount: target is busy。
11. 文件系统只读时报 Read-only file system，与普通权限不足不同。
12. df 统计整个文件系统，du 统计指定目录树中的数据块。
13. swap 分区类型、swap 签名和 swap 激活是三个独立步骤。
14. swapoff 停止使用 swap，但不会清除签名和标签。
15. 硬链接共享 inode，不能跨文件系统。
16. 软链接保存目标路径，可以跨文件系统。
17. 安全 fstab 练习使用 mount -a -T 读取独立文件，没有实现永久挂载。
18. parted 中十进制 2G 换算后不是精确 2GiB。
19. XFS 用户配额要在挂载时使用 uquota/usrquota 启用。
20. 用户配额按 UID 统计整个文件系统，而不是只统计某个目录。
21. 软限制允许在宽限期内暂时超过，硬限制是不可正常突破的绝对上限。