Linux操作系统配置与管理项目化教程（第二版）课件 项目7 管理磁盘

项目七

管理磁盘目录任务7.1使用磁盘管理工具进行分区和格式化01任务7.2磁盘挂载02任务7.3实现Linux中的软件RAID03任务7.4使用LVM逻辑卷管理器04任务7.1使用磁盘管理工具进行分区和格式化017.1使用磁盘管理工具进行分区和格式化

对于Linux操作系统的使用者，了解磁盘管理工具的使用是非常必要的。在Linux系统中，一块新磁盘需要经过分区、格式化、挂载3个步骤的操作后才可以用来存储文件。7.1.1

查看磁盘文件信息

磁盘分区需要使用到fdisk命令。fdisk命令的功能包括创建分区、删除分区、查看分区等。命令格式如下：fdisk选项

磁盘选项说明：

-l：显示磁盘及分区详细信息。-s：显示磁盘分区容量。7.1.1查看磁盘文件信息

使用fdisk-1命令可以查看目前系统中磁盘的详细信息。通过对/dev/hda操作，可熟悉fdisk的添加、删除分区等操作。

在命令提示符下输入：[root@localhost~]#fdisk-lDisk/dev/nvme0n1：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualNVMeDisk单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(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：gpt磁盘标识符：B93EE261-F41D-48A3-BD45-7DD6F7798618

设备

起点

末尾

扇区

大小类型/dev/nvme0n1p1

2048

1230847

1228800

600MEFI系统/dev/nvme0n1p21230848

3327999

2097152

1GLinux文件系统/dev/nvme0n1p33328000419409913861299218.4GLinuxLVM

Disk/dev/mapper/cs-root：16.41GiB节，34414592个扇区单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(逻辑/物理)：512字节/512字节I/O大小(最小/最佳)：512字节/512字节

Disk/dev/mapper/cs-swap：2GiB，2147483648字节，4194304个扇区单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(逻辑/物理)：512字节/512字节I/O大小(最小/最佳)：512字节/512字节7.1.1查看磁盘文件信息fdisk-l查看的信息中包含磁盘在系统中的名字和大小。通过信息可以看出，当前系统有两块主要存储区域：

（1）物理磁盘/dev/nvme0n1容量为20GiB，采用GPT分区表。包含三个分区：/dev/nvme0n1p1：大小为600M，类型为EFI系统分区，用于存储引导相关文件。/dev/nvme0n1p2：大小为1G，类型为Linux文件系统，可用于存放系统文件或数据。/dev/nvme0n1p3：大小为18.4G，类型为LinuxLVM，通过LVM（逻辑卷管理）进一步划分出逻辑卷。（2）逻辑卷设备/dev/mapper/cs-root：大小为16.41GiB，是LVM创建的逻辑卷，通常作为系统的根文件系统（/）挂载点。/dev/mapper/cs-swap：大小为2GiB，是LVM创建的逻辑卷，用作交换分区（swap）。7.1.2添加磁盘创建一块新磁盘。具体步骤如下：1.右键点击虚拟机，选择“设置”，打开“虚拟机设置”对话框，在“硬件”选项卡中，选择“硬盘（SCSI）20GB”选项，然后单击下方的“添加”按钮。

7.1.2添加磁盘2.打开“添加硬件向导”对话框，选择硬件类型“硬盘”，单击“下一步”按钮7.1.2添加磁盘

3.打开“添加硬件向导”对话框，选中“SCSI”虚拟磁盘类型，单击“下一步”按钮。

7.1.2添加磁盘4.打开“选择磁盘”界面，选中“创建新虚拟磁盘”单选按钮，单击“下一步”按钮。如图7-4所示。7.1.2添加磁盘5.打开“指定磁盘容量”界面，设置“最大磁盘大小”为20GB，选择“将虚拟磁盘拆分成多个文件（M）”，单击“下一步”按钮。

7.1.2添加磁盘6.打开“指定磁盘文件”界面，单击完成。7.1.2添加磁盘6.打开“指定磁盘文件”界面，单击完成。[root@localhostdev]#lsonsole

lp1

sda

tty21

tty44

ttyS0

vcsa6core

lp2

sg0

tty22

tty45

ttyS1

vcsucpu

lp3

sg1

tty23

tty46

ttyS2

vcsu1cpu_dma_latency

mapper

shm

tty24

tty47

ttyS3

vcsu2cs

mcelog

snapshot

tty25

tty48

udmabuf

vcsu3disk

mem

snd

tty26

tty49

uhid

vcsu4dm-0

midi

sr0

tty27

tty5

uinput

vcsu5dm-1

mqueue

stderr

tty28

tty50

urandom

vcsu6dma_heap

net

stdin

tty29

tty51

usbmon0

vfiodmmidi

ng0n1

stdout

tty3

tty52

usbmon1

vga_arbiter7.1.3

查看分区信息查看/dev/sda磁盘信息，通过fdisk的p指令查看分区信息。

[root@localhostdev]#fdisk-l/dev/sdaDisk/dev/sda：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualS单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(逻辑/物理)：512字节/512字节I/O大小(最小/最佳)：512字节/512字节7.1.4

添加分区

通过对/dev/sda操作，可熟悉fdisk的添加、删除分区等操作。在命令提示符下输入：[root@localhost~]#fdisk

/dev/sda随后会进入一个与系统交互的界面。输入不同的命令，会实现不同的功能。欢迎使用fdisk(util-linux2.37.4)。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。

设备不包含可识别的分区表。创建了一个磁盘标识符为0x46d3b343的新DOS磁盘标签。

命令(输入m获取帮助)：

杂项

m

打印此菜单

x

更多功能(仅限专业人员)

脚本

I

从sfdisk脚本文件加载磁盘布局

O

将磁盘布局转储为sfdisk脚本文件

保存并退出

w

将分区表写入磁盘并退出

q

退出而不保存更改

新建空磁盘标签

g

新建一份GPT分区表

G

新建一份空GPT(IRIX)分区表

o

新建一份的空DOS分区表

s

新建一份空Sun分区表

7.1.4

添加分区

在fdisk命令的交互界面，通过命令快捷键m可以获取帮助信息。命令(输入m获取帮助)：m

帮助：

GPT

M

进入保护/混合MBR

常规

d

删除分区

F

列出未分区的空闲区

l

列出已知分区类型

n

添加新分区

p

打印分区表

t

更改分区类型

v

检查分区表

i

打印某个分区的相关信息

7.1.4

添加分区（1）查看磁盘的分区情况通过命令快捷键F可以查看/dev/sda磁盘的空闲空间。结果如下：

命令(输入m获取帮助)：F未分区的空间/dev/sda：20GiB，21473787904个字节，41940992个扇区单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(逻辑/物理)：512字节/512字节

起点

末尾

扇区大小

20484194303941940992

20G因此，/dev/sda磁盘有20G空间，且尚未分区。7.1.4

添加分区创建分区1）创建主分区

命令(输入m获取帮助)：n分区类型

p

主分区(0primary,0extended,4free)

e

扩展分区(逻辑分区容器)选择(默认p)：p分区号(1-4,默认

1):1第一个扇区(2048-41943039,默认2048):最后一个扇区，+/-sectors或+size{K,M,G,T,P}(2048-41943039,默认41943039):+2G创建了一个新分区1，类型为“Linux”，大小为2GiB。

命令(输入m获取帮助)：pDisk/dev/sda：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualS单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(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：0x46d3b343

设备

启动

起点

末尾

扇区大小Id类型/dev/sda1

204841963514194304

2G83Linux7.1.4

添加分区2）创建逻辑分区接下来，通过命令快捷键n创建逻辑分区。命令(输入m获取帮助)：n分区类型p主分区(1primary,0extended,3free)e扩展分区(逻辑分区容器)选择(默认p)：e分区号(2-4,默认2):3第一个扇区(4196352-41943039,默认4196352):最后一个扇区，+/-sectors或+size{K,M,G,T,P}(4196352-41943039,默认41943039):+5G创建了一个新分区3，类型为“Extended”，大小为5GiB。命令(输入m获取帮助)：pDisk/dev/sda：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualS单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(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：0x04142f89设备

启动

起点

末尾

扇区

大小Id类型/dev/sda12048419635141943042G83Linux/dev/sda3419635214682111104857605G5扩展

添加逻辑分区5第一个扇区(4198400-14682111,默认4198400):最后一个扇区，+/-sectors或+size{K,M,G,T,P}(4198400-14682111,默认14682111):+2G创建了一个新分区5，类型为“Linux”，大小为2GiB。命令(输入m获取帮助)：pDisk/dev/sda：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualS单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(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：0x04142f89设备

启动

起点

末尾

扇区

大小Id类型/dev/sda12048419635141943042G83Linux/dev/sda3419635214682111104857605G5扩展/dev/sda54198400839270341943042G83Linux7.1.4

添加分区添加逻辑分区5

第一个扇区(8394752-14682111,默认8394752):最后一个扇区，+/-sectors或+size{K,M,G,T,P}(8394752-14682111,默认14682111):3Gib值超出范围。最后一个扇区，+/-sectors或+size{K,M,G,T,P}(8394752-14682111,默认14682111):创建了一个新分区6，类型为“Linux”，大小为3GiB。命令(输入m获取帮助)：pDisk/dev/sda：20GiB，21474836480字节，41943040个扇区磁盘型号：VMwareVirtualS单元：扇区/1*512=512字节扇区大小(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：0x04142f89设备

启动

起点

末尾

扇区

大小Id类型/dev/sda12048419635141943042G83Linux/dev/sda3419635214682111104857605G5扩展/dev/sda54198400839270341943042G83Linux/dev/sda683947521468211162873603G83Linux7.1.4

添加分区添加逻辑分区67.1.5格式化磁盘

格式化磁盘的命令为mkfs。命令格式：mkfs[选项][设备名称]或指定文件系统类型：mkfs.<文件系统类型>[选项][设备名称]选项说明：

-t<文件系统类型>：指定要创建的文件系统类型，如ext4、xfs、vfat等。

-V：详细显示模式，输出更详细的操作信息。

-c：在创建文件系统前检查磁盘是否有坏块。

-L<卷标名>：为文件系统设置卷标名。

-m<百分比>：指定保留给超级用户的空间比例（默认通常为5%）。

-b<字节>：指定块大小（如-b4096表示块大小为4096字节）。

文件系统包括bfs、ext2、jfs、ext3、minix、reiserfs、xfs等。示例1（1）采用reiserfs文件系统格式化/dev/sda1分区。[root@localhost~]#mkfs-treiserfs/dev/sda12（2）采用ext3文件系统格式化/dev/sda2分区。[root@localhost~]#mkfs.ext3/dev/sda2任务7.2磁盘挂载02磁盘挂载

在Linux系统中，如果想使用某个磁盘分区，能够在该分区上存储和读取数据，需要挂载该磁盘分区。简单地说，在Linux系统中，将一个文件系统的顶层目录挂到另一个文件系统的子目录上，使它们成为一个整体，称为挂载，把该子目录称为挂载点（mountpoint）。

挂载文件系统目前有两种方法：通过mount来挂载。

通过配置/etc/fstab文件来开机自动挂载。7.2.1使用mount命令挂载磁盘参数说明：

-a：安装在/etc/fstab文件中列出的所有文件系统。

-f：伪装mount，伪装成检查设备和目录的样子，但并不真正挂载文件系统。

-n：不把安装记录在/etc/mtab文件中。

-r：将文件系统安装为只读。

-v：详细显示安装信息。

-w：将文件系统安装为可写，为命令默认情况。

-t：指定设备的文件系统类型，常见的有：

ext2：Linux目前常用的文件系统。

msdos：MS-DOS的fat，就是fat16。

vfat：Windows98常用的fat32。

nfs：网络文件系统。

iso9660：CD-ROM光盘标准文件系统。

ntfs：WindowsNT/2000/XP的文件系统。

auto：自动检测文件系统。mount

[-参数]

[设备名称]

[挂载点]

-o：指定挂载文件系统时的选项，有些也可写到/etc/fstab中。常用的有：

defaults：使用所有选项的默认值（auto、nouser、rw、suid）。

auto/noauto：允许/不允许以-a选项进行安装。

dev/nodev：对/不对文件系统上的特殊设备进行解释。

exec/noexec：允许/不允许执行二进制代码。

suid/nosuid：确认/不确认suid和sgid位。

user/nouser：允许/不允许一般用户挂载。

codepage=XXX：代码页。

iocharset=XXX：字符集。

ro：以只读方式挂载。

rw：以读写方式挂载。

remount：重新安装已经安装了的文件系统。示例（1）将/dev/sda1分区挂载到/mnt/tmp，然后在/dev/sda1磁盘中创建hello文件并保存。[root@localhost~]#mkdir/mnt/tmp[root@localhost~]#mount/dev/sda1/mnt/tmp[root@localhost~]#cd/mnt/tmp[root@localhosttmp]#vimhello[root@localhosttmp]#lshellolost+found[root@localhosttmp]#df-hhello文件系统

容量

已用

可用

已用%挂载点/dev/sda12.0G24K1.8G1%/mnt/tmp示例（2）将当前光驱里的光盘制作成光盘镜像文件/home/mulu/disk1.iso。#cp/dev/cdrom/home/mulu/disk1.iso（3）将/home/mulu/mymulu目录下所有的目录和文件制作成光盘镜像文件/home/mulu/disk2.iso，光盘卷标为disk

2。#mkisofs-r-J-Vdisk2-o/home/mulu/disk2.iso/home/mulu/mymulu

（4）建立目录/mulu2/isomo，将mydisk.iso挂接到/mymount/vcdrom。#mulu2/mymount/vcdrom

#mount-oloop-tiso9660/home/mulu/disk2.iso/mulu2/isomo7.2.2

配置/etc/fstab实现自动挂载文件系统通过配置/etc/fstab文件可以实现设定开机时自动挂载文件。开机挂载需要遵循以下原则：1.必须最先挂载根目录“/”。2.其他挂载点一定要遵守系统目录体系结构原则。3.进行卸载时，必须先将工作目录移到挂载点（及其子目录）之外。示例查看/etc/fstab文件的内容，修改参数配置。[root@localhost~]#cat/etc/fstab#/etc/fstab:staticfilesysteminformation.#<filesystem><mountpoint><type><options><dump><pass>proc/procprocdefaults00/dev/sda1/ext3defaults01/dev/sda5noneswapsw00/dev/hdc/media/cdromudfiso9660user,noauto00/dev/fd0/media/floppy0autorwuser,noauto00示例此文件每一行代表一个文件系统，总共分为6列，意义如下：第一列：设备名，在这里表示具体的文件系统，可以使用分区名，如/dev/hda6，也可以使用设备ID或者设备标签。第二列：挂载点，指对应的目录结构。第三列：文件系统类型，取决于该磁盘在格式化时使用的文件系统。第四列：文件系统参数，在挂载的时候，可以选择性地加入一些参数。参数说明auto/noauto（自动/非自动）在开机的时候自动或不自动挂载该文件系统，一般光盘和软盘采用noauto方式rw/ro（可写/只读）让该分区以可写或者只读的方式挂载上来exec/noexec（可执行/不可执行）限制在此文件系统内是否可以进行“执行”的工作。如果是纯粹用来存储数据的，那么可以设定为noexec，比较安全user/nouser（允许/不允许）是否允许使用者使用mount指令来挂载。一般而言，我们当然不希望user身份的人能使用mount，因为太不安全了，因此这里应该考虑设定为nouserusrquota启动使用者磁盘配额模式支持grpquota启动群组磁盘配额模式支持defaults同时具有rw、exec、auto、nouser等这些功能，所以可以在预设情况中直接设定为该参数第五列：能否被dump备份命令作用，0代表不做备份，1代表每天进行dump操作，2代表不定期的dump备份操作。第六列：是否已flck检查扇区，通常是根目录需要设定为1（检验），而其他的文件系统就设定为0（不检验）。由于proc及swap与Windows并不需要以fsck来检验，所以就可以设定为0。任务7.3实现Linux中的软件RAID037.3实现Linux中的软件RAIDRAID（RedundantArrayofInexpensiveDisks）称为廉价磁盘冗余阵列。磁盘陈列是将多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘使用，它将数据以分段的方式存储在不同的磁盘中，存取数据时阵列中的相关磁盘一起工作，达到性能改进和数据冗余的目的，提高了I/O速度。RAID技术分为基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术两种。其中在Linux下通过自带的软件就能实现RAID功能，这样不用购买昂贵的硬件RAID控制器和附件就能极大地增强磁盘的IO性能和可靠性。7.3.1了解RAID级别RAID共分为7个级别：1.RAID0：条带（striped）。2.RAID1：镜像。3.RAID2：海明码校验条带存储。4.RAID3：奇偶校验条带存储。5.RAID4：带校验的条带。6.RAID5：条带+分布校验。7.RAID6：带独立校验盘的奇偶校验条带存储。7.3.2实现软RAID

在Linux服务器中是通过mdadm工具来创建和维护软RAID的，mdadm在创建和管理软RAID时非常方便，而且很灵活。mdadm命令格式如下：mdadm<mode><device><options><member-devices...>参数描述--create或-C创建一个新的软RAID，后面接RAID设备的名称--assemble或-A加载一个已存在的阵列，后面跟阵列以及设备的名称--detail或-D输出设备信息--stop或-S停止指定的RAID设备--level或-l设置RAID的级别--raid-devices或-n指定阵列中活动磁盘的数目--scan或-s扫描配置文件或/proc/mdstat文件来搜索软RAID的配置信息，该参数不能单独使用，只能配置其他参数才能使用

mdadm常用参数任务7.4使用LVM逻辑卷管理器047.4使用LVM逻辑卷管理器LogicalVolumeManager（LVM）即逻辑卷管理。对于网络上提供服务的服务器而言，无论计算机的磁盘有多大，这些空间都会随着时间的推移以及用户的不断增加而变得不足。传统分区使用固定大小分区，重新调整大小十分麻烦。LVM将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续将其他硬盘的分区加入其中，这样可以实现磁盘空间的动态管理，相对于普通的磁盘分区有很大的灵活性。7.4.1

掌握LVM基本的逻辑卷管理概念PV（PhysicalVolume，物理卷）。PV是物理的磁盘分区，它可以是实际物理硬盘上的分区，也可以是整个物理硬盘，还可以是RAID设备。VG（VolumneGroup，卷组）。卷组建立在物理卷之上，一个卷组中至少要包括一个物理卷，在卷组建立之后可动态添加物理卷到卷组中。一个逻辑卷管理系统工程中可以只有一个卷组，也可以有多个卷组。LV（LogicalVolume，逻辑卷）。LV也就是从VG中划分的逻辑分区。逻辑卷建立在卷组之上，卷组中的未分配空间可以用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态地扩展和缩小空间。系统中的多个逻辑卷可以属于同一个卷组，也可以属于不同的多个卷组。PE（PhysicalExtent，物理块）。PE是整个LVM最小的存储区块，数据都是由写入PE来处理的。调整PE会影响到LVM的最大容量。在CentOS6.x以后，由于直接使用lvm2的各项格式功能，这个限制已经不存在了。7.4.2安装LVM管理工具1.使用dnf命令安装在CentOS9中，LVM管理工具包含在lvm2软件包中，可通过以下命令安装：2.验证安装安装完成后，可通过以下命令验证LVM工具是否安装成功：

[root@localhost~]#lvmversion如果显示LVM的版本号，则表示安装成功。[root@localhost~]#dnfinstall-ylvm2软件包lvm2-9:2.03.28-6.el9.x86_64已安装。依赖关系解决。无需任何处理。完毕！LVMversion:2.03.28(2)-RHEL9(2024-11-04)Libraryversion:1.02.202-RHEL9(2024-11-04)Driverversion:4.49.0任务7.5管理磁盘配额057.5管理磁盘配额Linux是一个多用户的操作系统，为了避免出现几个用户占用绝大多数硬盘资源，而急需资源的其他用户却无法获取系统资源的情况发生，必须用行之有效的方法管理磁盘空间。Line解决了这个问题，它实现了完整的磁盘空间配额管理，能够对所有用户或群组所使用的空间进行管理，并能够在合适的时机给予提醒和警告。7.5管理磁盘配额1.修改/etc/fstab文件。在挂载