第4章+++磁盤管理

1、第4章 磁盤管理 本章介紹硬盤分區(qū)、格式化、文件系統(tǒng)的掛載和卸載以及磁盤的配額管理。學(xué)完本章后將能夠：v創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng)v掛載和卸載文件系統(tǒng)v掌握邏輯卷管理器的概念和配置命令v掌握磁盤陣列的概念和配置方法v對(duì)磁盤進(jìn)行配額管理vdf :顯示文件系統(tǒng)相關(guān)信息 df -h 以易讀方式顯示文件系統(tǒng)的使用情況 將存儲(chǔ)設(shè)備的內(nèi)容映射到指定的目錄中，此目錄稱為該設(shè)備的掛載點(diǎn) 。對(duì)設(shè)備的訪問就是對(duì)掛載點(diǎn)目錄的訪問。 Linux中至少有兩個(gè)分區(qū)，一個(gè)根分區(qū)，一個(gè)交換分區(qū)（用來(lái)充當(dāng)虛擬內(nèi)存）。 Linux的邏輯分區(qū)從數(shù)字5開始表示。本節(jié)課內(nèi)容v創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng) 用fdisk創(chuàng)建磁盤分區(qū) 用mkfs格式化磁

2、盤分區(qū)v虛擬邏輯卷 LVM（邏輯卷管理器）的使用 fdisk fdisk是功是功能強(qiáng)大的磁盤分區(qū)工能強(qiáng)大的磁盤分區(qū)工具。具?？煽梢燥@示指定以顯示指定硬盤的分區(qū)表，也可以用它創(chuàng)建硬盤的分區(qū)表，也可以用它創(chuàng)建 、刪除、更改某個(gè)硬、刪除、更改某個(gè)硬盤分區(qū)。盤分區(qū)。 基基本用本用法：法： fdisk fdisk 設(shè)備名設(shè)備名 LinuxLinux對(duì)各種設(shè)備的命名規(guī)范。如表對(duì)各種設(shè)備的命名規(guī)范。如表4-14-1所所示。示。 例例如若要對(duì)第如若要對(duì)第1 1個(gè)個(gè)SCSISCSI硬盤創(chuàng)硬盤創(chuàng)建分區(qū)則建分區(qū)則操作命令應(yīng)為：操作命令應(yīng)為： rootrhelrootrhel6 6 #fdisk #fdisk / /

3、dev/dev/sdasda用fdisk創(chuàng)建磁盤分區(qū)fdisk -l ：顯示硬盤分區(qū)表該分區(qū)為可引導(dǎo)分區(qū)起始柱面和結(jié)束柱面占用的塊硬盤分區(qū)id號(hào)用fdisk創(chuàng)建硬盤分區(qū)過程創(chuàng)建4號(hào)主分區(qū)指定分區(qū)大小指定分區(qū)類型號(hào)（ext3/ext4）存盤退出用mkfs格式化磁盤分區(qū)基本用法為： rootrhel4 # mkfs -t ext4 /dev/hdb4 mkfs.ext4 用“-t”選項(xiàng)指定分區(qū)的類型為“ext4”，需要格式化的分區(qū)為“/dev/hdb4”，即第一個(gè)IDE硬盤（Slave）的第4個(gè)分區(qū)。 進(jìn)行格式化時(shí)，會(huì)刪除此分區(qū)上的所有數(shù)據(jù)，所以需留意備份。4.1 創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng)4.2 虛擬

4、邏輯卷4.3 磁盤陣列4.4 掛載和卸載文件系統(tǒng)4.5 磁盤配額管理 LVM是在磁盤分區(qū)和文件系統(tǒng)之間添加的一個(gè)邏輯層，來(lái)為文件系統(tǒng)屏蔽下層磁盤分區(qū)布局，提供一個(gè)抽象的盤卷，在盤卷上建立文件系統(tǒng)來(lái)提高磁盤分區(qū)管理的靈活性 。PV(Physical Volume):物理卷?？梢允菃为?dú)磁盤，也 可以是硬盤的分區(qū)。VG(Volume Group): 卷組。卷組是物理卷的組合，可 以將VG看成單獨(dú)的邏輯磁盤。vLV（Logical Volume）:邏輯卷，即邏輯上的分區(qū)。vPE（Physical Extent）:物理范圍。VG的組成單元。 PE是整個(gè)LVM的最小存儲(chǔ)塊，LVM 默認(rèn)使用 4MB 的 P

5、E 區(qū)塊，而 LVM 的 VG 最多僅能有 65534 個(gè) PE ，因此默認(rèn)的 LVM VG 會(huì)有 4M*65534/(1024M/G)=256G。vLE（Logical Extent）:邏輯范圍。LV的組成單元，大小為PE的倍數(shù)。 創(chuàng)建邏輯卷的步驟如下：v對(duì)物理硬盤進(jìn)行分區(qū)操作，并將分區(qū)設(shè)定為物理卷。v把需要的物理卷加入卷組。v在卷組中劃分邏輯卷分區(qū)。4.2.1 LVM創(chuàng)建步驟4.2.2 LVM相關(guān)命令1PV相關(guān)命令vpvcreate ：創(chuàng)建pv（物理卷）vpvscan ：顯示pv列表vpvdisplay ：顯示詳細(xì)的pv信息vpvremove：刪除pvvpvmove ：向同一vg中移動(dòng)pv

6、中的數(shù)據(jù) 2VG相關(guān)命令vvgcreate ：創(chuàng)建vgvvgscan ： 顯示系統(tǒng)中vg列表vvgdisplay ：顯示詳細(xì)的vg信息vvgremove ：刪除vgvvgextend ：向vg中添加新的物理卷3LV相關(guān)命令v lvcreate ：創(chuàng)建lvv lvscan ：顯示系統(tǒng)中l(wèi)v列表v lvdisplay ：顯示詳細(xì)的lv信息v lvremove ：刪除lvv lvextend：擴(kuò)展lv空間大小1.建立LVM類型分區(qū) fdisk /dev/sdb 分區(qū)類型改為8e2.建立物理卷 pvcreate /dev/sdb1,2,3 pvdisplay3.建立卷組 vgcreate vgtest

7、1 /dev/sdb1,2 vgdisplayLVM創(chuàng)建過創(chuàng)建過程實(shí)踐程實(shí)踐4.建立邏輯卷 lvcreate -L 200M -n lvtest1 vgtest1 lvdisplay 5. 邏輯卷的容量動(dòng)態(tài)調(diào)整 lvextend -L +100M /dev/vgtest1/lvtest1 lvdisplay 查看邏輯卷的大小變化6.格式化邏輯卷 mkfs.ext4 /dev/vgtest1/lvtest14.1 創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng)4.2 虛擬邏輯卷4.3 磁盤陣列4.4 掛載和卸載文件系統(tǒng)4.5 磁盤配額管理4.3.1 磁盤陣列基礎(chǔ)知識(shí) RAID 是英文（Redundant Arrays o

8、f Independent Disks ）的縮寫，翻譯成中文即為獨(dú)立磁盤冗余陣列，或簡(jiǎn)稱磁盤陣列。 簡(jiǎn)單的說，RAID是一種把多塊獨(dú)立的硬盤（物理硬盤）按不同方式組合起來(lái)形成一個(gè)硬盤組（邏輯硬盤），從而提供比單個(gè)硬盤更高的存儲(chǔ)性能和提供數(shù)據(jù)冗余的技術(shù)。 數(shù)據(jù)冗余就是用戶數(shù)據(jù)一旦損壞后，利用冗余信息可以使損壞數(shù)據(jù)加以恢復(fù)，從而保障用戶數(shù)據(jù)安全的特性。 組成磁盤陣列的不同方式就是RAID級(jí)別（RAID Level）,常見的RAID級(jí)別有：v RAID 0 :至少需要兩塊硬盤。用條帶技術(shù)把數(shù)據(jù)交替寫到各個(gè)磁盤中，無(wú)容錯(cuò)功能。v RAID 1 ：鏡像。至少需要兩塊硬盤，有容錯(cuò)。v RAID 2 ：至少

9、需要3塊硬盤，適合大數(shù)據(jù)量讀寫。第2n盤用于校驗(yàn)和糾錯(cuò)。v RAID 3 ：至少需要3塊硬盤，奇偶校驗(yàn)，適合訪問較長(zhǎng)的連續(xù)記錄。v RAID 4：至少需要3塊硬盤，和RAID 3類似，讀數(shù)據(jù)性能提高。v RAID 5 ：至少需要3塊硬盤，奇偶位信息分布在各個(gè)磁盤上，能夠提供較完美的讀寫性能，廣泛使用。v RAID 6：增強(qiáng)型的RAID5，至少需要4塊硬盤。能承受多個(gè)磁盤同時(shí)出現(xiàn)故障，但降低了整體磁盤性能，且需復(fù)雜的控制器。4.3.2 RHEL 6 軟件實(shí)現(xiàn)磁盤陣列 在RHEL 6中建立軟件磁盤陣列的步驟如下：(1)將需要加入陣列的磁盤分區(qū)的分區(qū)類型標(biāo)識(shí)改為fd。(2)使用mdadm命令將磁盤分

10、區(qū)或磁盤加入磁盤陣列。(3)將磁盤陣列信息寫入配置文件，使系統(tǒng)在開機(jī)時(shí)加載磁盤陣列。mdadm命令的語(yǔ)法為：mdadm 模式 參數(shù) 在RHEL 6中創(chuàng)建RAID 5 步驟：1增加硬盤。2創(chuàng)建RAID設(shè)備文件3對(duì)RAID設(shè)備進(jìn)行分區(qū)、格式化、掛載4開機(jī)掛載RAID設(shè)備5將RAID信息寫入配置文件 6重新啟動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試是否成功1增加硬盤。/dev/sdc,d,e,f2創(chuàng)建RAID設(shè)備文件 mdadm -C /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdc,d,e,f3對(duì)RAID設(shè)備進(jìn)行分區(qū)、格式化、掛載可以對(duì)md5進(jìn)行分區(qū)，fdisk /dev/md5也可以不分區(qū)直接格式化使用mkf

11、s.ext4 /dev/md5格式化完成后掛載： mount /dev/md5 /mnt/md5/創(chuàng)建一個(gè)新的創(chuàng)建一個(gè)新的磁盤陣列磁盤陣列RAID5級(jí)別級(jí)別陣列中磁盤數(shù)為陣列中磁盤數(shù)為3陣列中富余磁盤數(shù)為陣列中富余磁盤數(shù)為14開機(jī)掛載RAID設(shè)備 Vim /etc/fstab /dev/md5 /mnt ext4 defaults 0 0 5將RAID信息寫入配置文件 mdadm -D -s /etc/mdadm.conf6重新啟動(dòng)系統(tǒng)測(cè)試是否成功 df4.1 創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng)4.2 虛擬邏輯卷4.3 磁盤陣列4.4 掛載和卸載文件系統(tǒng)4.5 磁盤配額管理4.4.1 掛載文件系統(tǒng)將存儲(chǔ)設(shè)備

12、掛載到文件系統(tǒng)中的指定目錄使用mount命令，其基本格式：mount 選項(xiàng)設(shè)備名目錄其中：“目錄”即掛載點(diǎn)目錄，需要先行創(chuàng)建或利用已有的目錄。主要選項(xiàng)：-t 文件系統(tǒng)類型掛載指定的文件系統(tǒng)類型。-r 以只讀方式掛載文件系統(tǒng)，默認(rèn)為讀寫方式。例如：將磁盤分區(qū)/dev/hdb4掛載到/mnt下的newpart目錄。 rootrhel6 # mkdir /mnt/newpart rootrhel6 # mount -t auto /dev/hdb4 /mnt/newpart 4.4.2 卸載文件系統(tǒng)所有掛載的文件系統(tǒng)在不需要時(shí)都可以利用“umount”命令進(jìn)行卸載（“/”目錄除外，它直到關(guān)機(jī)時(shí)才進(jìn)行

13、卸載）。 umount命令的基本格式為：umount 設(shè)備名或目錄名如要卸載例子中的磁盤分區(qū)和U盤，分別使用以下命令： rootrhel6 # umount /mnt/newpart /或者:umount /dev/hdb4 rootrhel6 # umount /mnt/usb /或者:umount /dev/sda1進(jìn)行卸載操作時(shí)如果掛載設(shè)備中的文件正在被使用，或者當(dāng)前目錄正是掛載點(diǎn)目錄，系統(tǒng)會(huì)顯示類似“mount：/mnt/usb ： device is busy”（設(shè)備正忙）提示信息。用戶必須關(guān)閉相關(guān)文件，或切換到其他目錄才能進(jìn)行卸載操作。4.4.3 文件系統(tǒng)配置文件/etc/fsta

14、b 使用mount命令對(duì)硬盤等存儲(chǔ)介質(zhì)的掛載僅對(duì)本次操作有效，系統(tǒng)重啟后又需要重新掛載。通常硬盤上的各個(gè)磁盤分區(qū)都會(huì)在Linux的啟動(dòng)過程中自動(dòng)掛載到指定的目錄，并在關(guān)機(jī)時(shí)自動(dòng)卸載，而光盤、U盤等移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)既可以在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)掛載，也可以在需要時(shí)手動(dòng)掛載或卸載。 Linux通過/etc/fstab配置文件來(lái)實(shí)現(xiàn)此功能, 在Linux啟動(dòng)過程中init進(jìn)程會(huì)自動(dòng)讀取/etc/fstab配置文件中的內(nèi)容，并掛載相應(yīng)的文件系統(tǒng)。4.1 創(chuàng)建ext4文件系統(tǒng)4.2 虛擬邏輯卷4.3 磁盤陣列4.4 掛載和卸載文件系統(tǒng)4.5 磁盤配額管理4.5.1 配額的基本概念 磁盤配額是一種磁盤空間的管理機(jī)制。使用

15、磁盤配額可限制用戶或組在某個(gè)特定文件系統(tǒng)中所能使用的最大空間。 Linux針對(duì)不同的限制對(duì)象，可進(jìn)行用戶級(jí)和組級(jí)的配額管理。配額管理文件保存于實(shí)施配額管理的那個(gè)文件系統(tǒng)的掛載點(diǎn)目錄中，其中aquota.user文件保存用戶級(jí)配額的內(nèi)容，而aquota.group文件保留組級(jí)配額的內(nèi)容。 根據(jù)配額特性的不同，可將配額分為硬配額和軟配額。硬配額是用戶和組可使用空間的最大值。一旦超出硬配額的界限，系統(tǒng)立即結(jié)束寫入操作。系統(tǒng)允許軟配額在過渡期（默認(rèn)7天）被超過，之后如果用戶所使用的空間仍超過軟配額，那么用戶就不能寫入更多文件。通常硬配額大于軟配額。4.5.2 文件系統(tǒng)配額設(shè)置 只有采用Linux文件系

16、統(tǒng)(ext3和ext4)的文件系統(tǒng)(或磁盤分區(qū))才能進(jìn)行配額管理。 下面以對(duì)/home文件系統(tǒng)實(shí)施用戶級(jí)和組級(jí)配額管理為例介紹設(shè)置磁盤配額的方法與步驟。1編輯/etc/fstab文件2重啟系統(tǒng)3執(zhí)行quotacheck命令，創(chuàng)建aquota文件4執(zhí)行edquota命令，編輯aquota.user和aquota.group文件，設(shè)置用戶和組的配額。5啟動(dòng)配額管理本章小結(jié)本章小結(jié) 在Linux系統(tǒng)中，磁盤在使用前必須進(jìn)行分區(qū)并格式化，然后經(jīng)過掛載才能進(jìn)行文件存取操作。fdisk用于對(duì)磁盤進(jìn)行分區(qū)，mkfs用于對(duì)分區(qū)進(jìn)行格式化。 根據(jù)/etc/fstab文件的默認(rèn)設(shè)置，硬盤上的各文件系統(tǒng)（磁盤分區(qū)）在Linux啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)掛載到指定的目錄，并在關(guān)機(jī)時(shí)自動(dòng)卸載。移動(dòng)存儲(chǔ)介質(zhì)既可以在啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)掛載，也可以在需要時(shí)進(jìn)行手工掛載和卸載。用戶掛載與卸載工具mount和umount可實(shí)現(xiàn)手工掛載和卸載。 Linux可實(shí)現(xiàn)用戶級(jí)和組