Linux网络操作系统管理（openEuler）课件 项目4-1磁盘的初识

项目4管理磁盘任务4.1磁盘的初识01项目描述02磁盘的基本概念03磁盘管理的相关命令知识扩展04认识Linux文件系统目录05磁盘分区管理06磁盘配额管理07任务实施知识扩展08总结PART01项目描述项目描述公司Web服务器磁盘使用率超90%，需立即扩容。本项目介绍openEuler磁盘管理、分区、LVM、RAID及配额配置，帮助管理员维护磁盘容量。磁盘扩容与业务连续性保障服务器磁盘使用率超90%，系统频繁报警。管理员必须执行磁盘扩容，包括新增硬盘、创建LVM逻辑卷、配置磁盘配额，确保关键分区开机自动挂载。知识目标与能力培养掌握磁盘类型与结构、分区格式、文件系统挂载方法，以及LVM与RAID管理技术。能够熟练进行分区格式化、挂载配置和磁盘配额管理。PART02磁盘的基本概念磁盘概述与HDD结构磁盘概述"磁盘"是广义术语，泛指用于持久化存储数据的块设备，包括：HDD（硬盘驱动器）：利用磁性盘片和读写磁头存取数据，容量大、成本低，但速度较慢。SSD（固态硬盘）：基于闪存颗粒，无机械部件，读写速度快、功耗低。操作系统通过统一接口将不同类型存储设备抽象为"磁盘"。HDD结构组成盘片：一个或多个盘片，每面可存储数据磁道：盘片上的同心圆，最外圈为0号磁道扇区：磁道划分的弧段，传统512B（或4KB）磁头：将磁信息转换为电信号寻道时间：2~30ms旋转延迟：约4.17ms（7200r/min）平均存取时间寻道时间：磁头径向移动到目标磁道上方的时间，一般为2~30ms，平均约9ms。旋转延迟：盘片旋转使目标扇区转到磁头下方的时间。7200r/min硬盘约为4.17ms。平均存取时间=平均寻道时间+平均旋转延迟注意：即使计算机只需要某一个字节的数据，也需要将该扇区的数据读入内存后再进行选择。这就是"块设备"的基本工作方式。SSD与磁盘接口类型SSD（固态硬盘）SSD与HDD最大区别：不再采用盘片，而是采用存储芯片存储数据。存储芯片分类：•采用闪存作为存储介质（主流）•采用DRAM作为存储介质优点：读写速度快、功耗低、抗震动已成为现代服务器和桌面系统的主流存储设备磁盘接口类型SATA（串行ATA接口）：最广泛使用的消费级接口•SATAII：3Gbit/s（约300MB/s）•SATAIII：6Gbit/s（约600MB/s）SCSI（小型计算机系统接口）：曾广泛用于工作站和服务器•高转速（15000r/min），随机读写性能好•价格昂贵，逐渐被SAS取代SAS（串行SCSI接口）：新一代企业级接口•速率12Gbit/s（SAS-3），全双工，兼容SATA•广泛应用于数据库服务器、虚拟化平台PART03磁盘管理的相关命令显示磁盘和分区信息硬件设备文件名IDE设备/dev/hd[a-d]SCSI/SATA/U盘/dev/sd[a-p]软驱/dev/fd[0-1]光驱/dev/cdrom鼠标/dev/mouse磁带机/dev/st0或/dev/ht0打印机/dev/lp[0-15]lsblk命令-查看块设备层次结构语法：lsblk[选项][设备]常用选项：•-a：显示所有设备（包括未使用的）•-l：以列表形式显示•-f：显示文件系统信息•-m：显示设备权限信息blkid命令-查看块设备属性语法：blkid[设备]显示具有文件系统的块设备的属性信息，包括设备名称、文件系统类型、UUID及卷标等。[root@openEuler~]#lsblk[root@openEuler~]#lsblk-f[root@openEuler~]#lsblk-l/dev/sda[root@openEuler~]#blkid[root@openEuler~]#blkid/dev/sdb1显示与创建分区parted命令-显示分区详细信息语法：parted[选项][设备][命令]常用选项：•-l：列出所有磁盘及其分区信息•-s：静默模式常用命令：•print：显示分区表信息•unit：切换显示单位（MB/GB/%）•help：查看帮助fdisk命令-创建磁盘分区语法：fdisk[选项][设备名]常用选项：•-l：列出分区信息（不进入交互模式）•-s：显示指定分区大小交互子命令：•p：显示分区•n：创建分区•d：删除分区•t：修改类型•a：设置可引导•w：保存退出•q：放弃退出[root@openEuler~]#parted/dev/sdaprint#查看/dev/sda分区表[root@openEuler~]#fdisk-l/dev/sdb#列出/dev/sdb分区信息[root@openEuler~]#fdisk/dev/sdb#进入交互模式命令(输入m获取帮助)：n→p→1→+2G→w#创建分区并保存分区格式化与查看磁盘使用mkfs命令-分区格式化语法：mkfs[选项]-t<类型><设备>或：mkfs.<类型>[选项]<设备>常用选项：•-t<类型>：指定文件系统类型（ext4/xfs/vfat）•-v：显示详细信息和格式化进度注意：格式化将永久清除分区上所有数据，执行前请仔细核对设备名称！df命令-查看磁盘使用情况语法：df[选项][文件名]常用选项：•-a：显示所有文件系统•-T：显示文件系统类型•-h：以人类可读方式显示（KB/MB/GB）不指定文件时显示所有已挂载文件系统的使用情况；指定文件则显示其所在文件系统的使用情况。[root@openEuler~]#mkfs-text4-v/dev/sdb1#在/dev/sdb1上建立ext4文件系统[root@openEuler~]#mkfs.xfs/dev/sdb5#直接建立xfs文件系统[root@openEuler~]#df-h#以人类可读方式显示磁盘使用[root@openEuler~]#df-T/mnt#显示/mnt所在文件系统类型挂载与卸载文件系统mount命令语法：mount[-t类型][-o选项]设备挂载点常用选项：•-t<类型>：指定文件系统类型•-o<选项>：指定挂载选项（rw读写模式、ro只读模式）umount命令语法：umount[-f][-l]设备或挂载点常用选项：•-f：强制卸载•-l：延迟卸载可指定设备文件名或挂载点中的任意一个来卸载。/etc/fstab自动挂载编辑/etc/fstab配置开机自动挂载。字段：设备挂载点类型选项dumpfsck•设备：/dev/sdb1或UUID•挂载点：访问入口目录•类型：ext4/xfs等•选项：defaults/rw/ro•dump：0不备份，1备份•fsck：0不检查，1根分区，2其他[root@openEuler~]#mount-text4/dev/sdb1/mnt[root@openEuler~]#umount/mnt或umount/dev/sdb1[root@openEuler~]#mkdir-p/mnt/mydisk[root@openEuler~]#vi/etc/fstab#添加：/dev/sdb1/mnt/mydiskext4defaults00PART04认识Linux文件系统ext与XFS文件系统ext系列（扩展文件系统）Linux最早采用并持续演进的原生文件系统。ext2：不支持日志，适用于小型存储设备ext3：引入日志功能，异常关机后更快恢复ext4（主流版本）：•文件系统最大1EB，单文件最大16TB•支持extents技术，性能显著提升•64位块和inode编号，向下兼容ext2/3XFS（高性能日志型文件系统）由SGI开发，适用于大文件、高并发I/O场景。•文件系统最大500TB，单文件50TB•支持在线扩容（不支持缩容）•B+树索引结构，元数据密集型操作高效•支持reflink（写时复制）openEuler推荐使用ext4或XFS作为根文件系统注意：如果希望Linux操作系统能够使用磁盘空间，必须先在相应分区上使用mkfs命令创建文件系统。其他文件系统swap虚拟内存特殊分区。物理内存不足时将内存页交换到swap空间。大小建议：4~8GB（大内存系统）VFAT（FAT32）支持长文件名（255字符），常用于U盘、SD卡。单文件最大4GB，适用于跨平台数据交换。NFS网络文件系统，分布式文件系统协议。允许通过网络将远程目录挂载到本地，实现跨主机文件共享。ISO9660CD-ROM/DVD标准文件系统。支持mount-oloop挂载ISO镜像文件。文件系统选择建议根分区/数据分区推荐ext4

或

XFS|交换分区使用

swap|U盘/跨平台使用

VFATPART05磁盘分区管理MBR与GPT分区格式MBR（主引导记录）传统分区格式，适用于BIOS启动的系统。特点：•最大支持约2TiB•最多4个主分区，或3主+1扩展分区类型：•主分区（p）：直接用于安装系统或存储数据•扩展分区（e）：容器，用于划分逻辑分区•逻辑分区（l）：由扩展分区划分而来编号：主/扩展1-4，逻辑从5开始GPT（GUID分区表）新型分区格式，无主/扩展/逻辑之分。特点：•理论最大支持8ZB磁盘•最多128个分区（openEuler默认）•具备分区表备份和CRC校验机制•支持大于2TiB的硬盘设备命名：•/dev/sd[a-z]表示不同磁盘•/dev/sda1,/dev/sdb3表示分区现代系统首选方案注意：如果创建了4个主分区，则不能再创建扩展分区和逻辑分区。逻辑分区数量受系统限制（通常可达数十个）。MBR与GPT分区格式

主分区、扩展分区和逻辑分区的关系MBR分区管理实操为openEuler虚拟机新增20GB硬盘/dev/sdb，使用fdisk创建主分区、扩展分区和逻辑分区。指令含义m查看操作指令的帮助信息p查看分区信息n新建分区d删除分区t变更分区类型w保存分区设置并退出q放弃分区设置并退出fdisk命令交互模式中常用指令的含义MBR分区管理实操[root@openEuler~]#fdisk/dev/sdb命令(输入m获取帮助)：n//创建新分区Partitiontype:pprimary(0primary,0extended,4free)eextendedSelect(defaultp):p//选择主分区分区号(1-4，默认1)：1//分区号1起始扇区(2048-41943039，默认为2048)：按EnterLast扇区...(默认为41943039)：+2G//大小2GB分区1已设置为Linux类型，大小设为2GB命令(输入m获取帮助)：n→p→分区号2→+2G//创建第2个主分区命令(输入m获取帮助)：n→p→分区号3→+5G//创建第3个主分区命令(输入m获取帮助)：d→分区号4//删除分区4命令(输入m获取帮助)：n→e→分区号4→按Enter//创建扩展分区（剩余空间）命令(输入m获取帮助)：n→+5G//在扩展分区中创建逻辑分区5命令(输入m获取帮助)：n→按Enter//创建逻辑分区6（剩余空间）命令(输入m获取帮助)：p//查看分区情况命令(输入m获取帮助)：w//保存并退出GPT分区与交换分区gdisk-GPT分区管理gdisk的交互界面与fdisk高度相似，但专为GPT设计，支持更大的磁盘和更多分区。命令：gdisk/dev/sdb交换分区管理命令•mkswap/dev/sdb1—创建交换分区•swapon/dev/sdb1—启用交换分区•swapoff/dev/sdb1—禁用交换分区[root@openEuler~]#mkswap/dev/sdb1正在设置交换空间版本1，大小=2097148KiB无标签，UUID=3d358013-36a0-46d4-8e12-ac8deaf0c94c[root@openEuler~]#swapon/dev/sdb1#启用交换分区[root@openEuler~]#free-h#查看swap使用情况[root@openEuler~]#cat/proc/swaps#查看当前启用的交换设备[root@openEuler~]#echo'/dev/sdb1noneswapdefaults00'>>/etc/fstab#配置开机自动启用交换分区文件系统的创建、挂载与卸载1.分区2.格式化3.创建挂载点4.挂载5.使用提示：使用umount命令卸载文件系统，修改/etc/fstab可实现开机自动挂载。分区操作完成后必须使用w命令将更改写入磁盘。#步骤1：使用fdisk创建分区（略）#步骤2：格式化分区[root@openEuler~]#mkfs.ext4/dev/sdb1[root@openEuler~]#mkfs.xfs/dev/sdb5#步骤3：创建挂载点[root@openEuler~]#mkdir/mnt/data#步骤4：挂载文件系统[root@openEuler~]#mount/dev/sdb1/mnt/data#步骤5：验证[root@openEuler~]#df-h/mnt/dataPART06磁盘配额管理磁盘配额概念与命令磁盘配额概念限制用户或用户组在特定文件系统上的磁盘使用量。软限制：警告机制，使用量接近限制时触发硬限制：实际最大限制，超过则阻止进一步使用XFS通过xfs_quota命令管理，需挂载时启用配额。xfs_quota命令语法：xfs_quota[参数]文件系统常用参数：•-c：以参数形式设置要执行的命令•-x：专家模式，进行更复杂的配置挂载时需启用配额：mount-ouquota,gquota#设置用户user1磁盘配额（软限制1GB，硬限制2GB）[root@openEuler~]#xfs_quota-x-c'limitbsoft=1gbhard=2guser1'/data#设置文件数量限制（软限制100，硬限制200）[root@openEuler~]#xfs_quota-x-c'limitisoft=100ihard=200user1'/data#查看用户配额[root@openEuler~]#xfs_quota-c'quota-uusername'/data[root@openEuler~]#xfs_quota-c'report-h'/data#显示人类可读的报告#关闭配额[root@openEuler~]#xfs_quota-x-c'disable'/data#临时禁用[root@openEuler~]#xfs_quota-x-c'off'/data#完全关闭PART07任务实施任务实施1-磁盘分区综合任务在20GB新硬盘/dev/sdb上创建：2GB主分区(ext4)、扩展分区+1GB逻辑分区(xfs)、2GB交换分区#步骤1：fdisk分区[root@openEuler~]#fdisk/dev/sdb命令(输入m获取帮助)：n→p→1→Enter→+2G//主分区1（2GB）命令(输入m获取帮助)：n→e→2→Enter→Enter//扩展分区2（剩余空间）命令(输入m获取帮助)：n→Enter→+1G//逻辑分区5（1GB）命令(输入m获取帮助)：n→Enter→+2G//逻辑分区6（2GB）命令(输入m获取帮助)：t→6→82//修改分区6类型为swap命令(输入m获取帮助)：w//保存并退出#步骤2：格式化分区[root@openEuler~]#mkfs.ext4/dev/sdb1//主分区格式化为ext4[root@openEuler~]#mkfs.xfs/dev/sdb5//逻辑分区格式化为xfs#步骤3：创建并启用交换分区[root@openEuler~]#mkswap/dev/sdb6[root@openEuler~]#swapon/dev/sdb6[root@openEuler~]#free-h//验证swap任务实施2-配置分区挂载配置/etc/fstab实现开机自动挂载：2GB主分区→/web(ext4)，1GB逻辑分区→/mnt0(xfs)，2GB交换分区手动挂载步骤[root@openEuler~]#mkdir/web[root@openEuler~]#mount/dev/sdb1/web[root@openEuler~]#mkdir/mnt0[root@openEuler~]#mount/dev/sdb5/mnt0[root@openEuler~]#df-h文件系统容量已用可用已用%挂载点/dev/sdb1976M2.6M907M1%/web/etc/fstab配置[root@openEuler~]#vim/etc/fstab在文件末尾添加：/dev/sdb1/webext4defaults00/dev/sdb5/mnt0xfsdefaults00/dev/sdb6noneswapsw00[root@openEuler~]#mount-a#测试配置重启后自动挂载生效注意：生产环境中推荐使用UUID而非设备名配置/etc/fstab，因为UUID更稳定。可使用blkid命令查看UUID。任务实施3-配置磁盘配额在XFS上启用用户级磁盘配额。使用新磁盘/dev/sdc，创建5GB分区，格式化为xfs，设置用户lucky的配额限制。#步骤1：创建用户和分区[root@openEuler~]#useraddlucky[root@openEuler~]#fdisk/dev/sdc→n→p→1→Enter→+5G→w#步骤2：格式化并挂载（启用配额）[root@openEuler~]#mkfs-txfs/dev/sdc1[root@openEuler~]#mkdir/test[root@openEuler~]#mo