《linux操作系统》课件 第 6 章 Linux 磁盘管理

汇报人:施旭磁盘组成与工作原理01磁盘组成磁盘工作原理02目录CONTENTS01磁盘组成物理结构0102盘片铝合金或玻璃，涂磁性材料磁头悬浮几微米处，读写数据03主轴电机驱动盘片高速旋转同心圆环，数据存储基本轨道磁道磁道划分，最小存储单位512字节扇区0201不同盘片相同半径磁道组成柱面03数据结构02磁盘工作原理磁头感应粒子方向，转换为电信号盘片旋转速度、磁头移动速度、数据存储密度磁头产生磁场，磁性粒子翻转存储数据电磁感应写入数据读取磁性粒子状态性能影响因素电磁感应原理读写速度远高于机械硬盘高速读写无机械部件，能耗低，抗震好低能耗抗震数据管理差异采用特定技术优化性能和寿命固态硬盘特点汇报人:施旭磁盘接口与类型认识01磁盘接口认识磁盘类型认识02目录CONTENTS01磁盘接口认识SATA接口特点支持热插拔，速率较高成本低串行传输如SATAⅠ、SATAⅡ、SATAⅢ，速率提升多版本应用于个人电脑和家庭服务器广泛应用具有高性能、高可靠性和可扩展性高性能高可靠支持较长电缆，适合大型数据中心长电缆连接0201适用于企业级存储系统企业级存储03SAS接口应用NVMe接口优势专为固态硬盘设计，采用PCIe总线专为SSD设计极高带宽和极低延迟，适合小尺寸随机读写高带宽低延迟高性能存储设备的首选接口高性能首选02磁盘类型认识读写数据通过磁头在盘片上进行采用磁性存储介质容量大且价格相对较低容量大价格低易受干扰易受到震动和磁场干扰机械硬盘（HDD）采用闪存芯片作为存储介质闪存芯片存储介质读写速度快，抗震性能好读写速度快价格相对较高价格高固态硬盘（SSD）汇报人:施旭磁盘分区与分区表知识详解0104磁盘分区认识常用命令操作分区表类型0203分区类型介绍目录CONTENTS01磁盘分区认识分区概念与目的将物理磁盘划分为逻辑部分分区概念管理使用磁盘空间隔离操作系统或数据类型分区目的Linux中，如“sdx~”或“hdx~”分区标识唯一标识符，32个字符，形如“123e4567-e89b...”分区标识符UUID0201根据分区特征与属性计算，重新分区或挂载时不变UUID特性03分区标识与标识符02分区表类型MBR分区表0102MBR位置与大小位于磁盘第一个扇区，512字节组成结构主引导程序446字节+分区表64字节03分区数量限制最多4个主分区或3主+1扩展基于LBA，34个LBA记录分区信息GPT管理基础最大8ZB，支持128个分区容量与分区数无主、扩、逻概念，每个分区可格式化无特定分区类型GPT分区表03分区类型介绍使用MBR或GPT分区表管理MBR下最多4个，GPT无此限制不受其他分区限制，用于安装系统和引导程序可直接被系统使用位于硬盘首个位置数量有限制主分区作为容器存在，用于创建逻辑分区不能存储数据或装系统一个硬盘上最多一个扩展分区位于主分区之后允许创建更多逻辑分区满足不同存储需求扩展分区010203在扩展分区内创建用于存储数据或安装额外系统无数量限制可根据需要创建多个使用文件系统格式化更好地管理和组织存储空间逻辑分区04常用命令操作fdisk功能创建和操作分区表支持分区表类型GPT、MBR常用参数-b设置扇区大小，-c设置兼容模式fdisk分区工具parted分区工具直接在命令行下分区parted功能-h显示帮助，-l列出分区信息常用参数print打印分区表，mkpart创建新分区详细命令创建新的文件系统mkfs功能设备名存在，文件系统类型支持注意事项-V显示版本，-t指定文件系统类型常用参数010203格式化分区命令汇报人:施旭挂载技术详解0104挂载基础常用命令与工具手动挂载0203自动挂载目录CONTENTS01挂载基础挂载定义与意义0102挂载定义将文件系统连接到主系统挂载意义整合存储设备，提高管理效率03增强系统兼容性支持不同类型文件系统如USB驱动器、外部硬盘外部存储设备如NFS网络文件系统0201如procfs虚拟文件系统03挂载应用场景02手动挂载手动挂载步骤mkdir/mnt/data创建挂载目录mount-text4/dev/sdb1/mnt/data执行挂载命令通过目录访问挂载文件系统完成挂载操作挂载文件系统，常用参数-t-omount命令mount-l查看已挂载加载fstab配置mount-a常用挂载命令挂载选项介绍ro，保护数据不被修改只读模式rw，允许读写操作读写模式exec/noexec，控制二进制文件执行执行权限03自动挂载添加描述自动挂载信息编辑/etc/fstab文件保存更改，关闭编辑器保存并关闭文件重启系统或执行命令使更改生效重启或执行mount-a自动挂载步骤指定文件系统挂载位置如ext4、ntfs，及ro、rw等填写UUID或设备名文件系统标识符挂载点目录路径文件系统类型及选项/etc/fstab文件介绍提高自动化程度系统启动时自动挂载使用便利性高无需手动干预避免操作不当减少因手动挂载导致的问题自动挂载优势04常用命令与工具挂载命令mountmount[-lrvf][-t][-o]mount命令格式-V版本、-l列表、-a全部常用参数rw读写、ro只读、exec执行特殊选项fsck[参数选项]文件系统fsck命令格式-a自动、-f强制、-y自动回答常用参数指定ext4、xfs等类型文件系统类型检查工具fsck命令功能umount用于卸除已挂载的文件系统卸载文件系统可卸载挂载的设备或分区处理设备正常卸载避免数据丢失或文件系统不一致确保数据安全umount[选项][文件系统]基本格式，包括选项和文件系统路径常用参数-a,-f,-h等，用于控制umount行为文件系统识别通过挂载点或设备名识别文件系统命令格式根文件系统不会被卸载卸载后更新/etc/mtab文件卸载/etc/mtab中列出的文件系统卸载所有文件系统除了根文件系统更新/etc/mtab卸载所有文件系统（-a）即使文件系统正在使用也卸载强制卸载文件系统常用于网络文件系统用于NFS0201可能导致数据丢失或文件系统不一致注意数据丢失03强制卸载（-f）显示帮助信息（-h）显示umount命令的使用说明显示帮助信息显示信息后退出umount退出命令延迟卸载（-l）后台处理数据适用于后台处理大量数据的文件系统延迟卸载文件系统立即分离，实际卸载在文件系统不繁忙时进行0102不更新/etc/mtab文件（-n）0102不更新/etc/mtab卸载时不修改/etc/mtab文件用于脚本常用于脚本或自动化任务03避免依赖避免对/etc/mtab文件的依赖卸载失败时尝试只读挂载以只读方式重挂作为解决挂载问题的最后手段解决挂载问题数据无法写入可能导致数据无法写入文件系统以只读方式重新挂载（-r）0102指定文件系统类型仅卸载指定类型的文件系统使用场景少umount通常通过挂载点或设备名识别文件系统指定文件系统类型（-t）帮助用户了解umount执行过程显示详细卸载信息提供卸载操作的详细信息卸载信息详细显示详细卸载信息（-v）显示版本信息（-V）单击此处添加文本具体内容，简明扼要地阐述您的观点。根据需要可酌情增减文字，以便观者准确地理解您传达的思想。添加标题umount/dev/sdb5卸载分区命令用于卸载未在使用中的分区正常卸载操作可加-v参数查看详细卸载信息显示卸载信息卸载指定分区umount-f/dev/sdb5强制卸载命令用于卸载正在使用中的分区，如NFS适用场景强制卸载可能导致数据丢失或文件系统不一致注意事项强制卸载指定分区汇报人:施旭LVM存储管理技术详解0104LVM概述LVM优势LVM相关概念0203LVM工作原理目录CONTENTS01LVM概述LVM定义与作用0102LVM定义Linux存储管理技术动态存储管理实现逻辑卷动态调整03提高数据可靠性跨硬盘管理文件系统灵活调整存储空间服务器存储管理支持动态扩展和收缩虚拟化环境数据库存储增强数据冗余度和性能LVM应用场景02LVM相关概念物理卷（PV）LVM基本组成单元物理卷定义使用pvcreate命令初始化物理卷物理卷大小和数量决定卷组总容量逻辑存储池卷组定义卷组管理最小单位PE大小0201使用vgcreate命令创建卷组03卷组（VG）逻辑卷（LV）LVM管理最上层结构逻辑卷定义无需重新分区或格式化动态调整大小多种文件系统类型支持文件系统PE定义LVM管理基本单位PE大小LVM配置时设置管理粒度影响存储空间利用效率物理块（PE）逻辑卷管理最小单位LE定义与PE大小相同LE大小支持动态调整灵活分配空间逻辑块（LE）03LVM工作原理使用pvcreate命令，将硬盘分区或硬盘初始化为PV初始化物理卷PV被划分为多个PE，PE是LVM管理的基本单位划分物理区使用pvdisplay命令，查看PV详细信息查看物理卷信息管理物理卷010203组合物理卷使用vgcreate命令，将PV组合成VG指定PE大小创建VG时，可指定PE大小作为分配空间的最小单位卷组总空间VG总空间等于其包含的所有PV的存储空间总和创建卷组使用lvcreate命令，在VG上创建LV创建逻辑卷LV在操作系统上类似于普通硬盘驱动器逻辑卷用途LV大小可动态调整，支持多种文件系统类型逻辑卷灵活性010203创建逻辑卷04LVM优势逻辑卷跨越多个物理磁盘系统运行时动态调整逻辑卷不停机调整逻辑卷大小在线扩展缩小跨物理磁盘动态调整灵活磁盘管理简化磁盘管理操作逻辑视图管理选择合适文件系统格式化支持多文件系统添加或移除物理卷，逻辑卷大小动态调动态调整空间易用扩展性数据保护高可用增强数据冗余度和读写性能镜像条带化磁盘故障迅速更换，减少停机时间快速恢复创建逻辑卷快照，便于数据恢复快照备份不影响应用运行，创建数据备份创建只读副本01不同时间点创建多个快照多时间点快照02用于数据恢复、测试或分析数据恢复测试03快照功能高空间利用率精细分配存储空间，避免浪费PE粒度管理合理配置PE，提高利用效率优化PE大小灵活分配存储资源，避免空间浪费动态调整资源汇报人:施旭LVM常用命令操作指南01物理卷管理卷组管理0203逻辑卷管理目录CONTENTS01物理卷管理-f强制创建，-y自动回答yes准备存储空间初始化物理卷，标记为LVM可用pvcreate命令常用参数为卷组和逻辑卷做准备创建物理卷显示物理卷详细属性pvdisplay命令-s短格式，-v详细信息常用参数便于管理监控查看物理卷信息，管理LVM配置显示物理卷信息02卷组管理创建卷组创建LVM卷组vgcreate命令-s参数设置PE大小指定PE大小-m参数设置最大PV数设置最大物理卷数显示所有卷组信息vgs命令-o参数指定显示字段指定显示字段0201-S参数筛选卷组根据条件筛选03显示卷组信息扩展卷组添加物理卷到卷组vgextend命令-d参数启用调试启用调试模式-v参数输出详细信息