Linux基礎(chǔ)與應(yīng)用實(shí)踐 課件 任務(wù)六 Linux系統(tǒng)磁盤管理

Linux基礎(chǔ)與項(xiàng)目實(shí)踐任務(wù)六Linux系統(tǒng)磁盤管理0203文件系統(tǒng)管理邏輯卷管理01存儲(chǔ)管理與磁盤分區(qū)

04為用戶分配磁盤配額存儲(chǔ)管理與磁盤分區(qū)PART01本地存儲(chǔ)管理3

本地存儲(chǔ)管理的任務(wù)主要包括磁盤分區(qū)、邏輯卷管理和文件系統(tǒng)管理。本地存儲(chǔ)管理的常用工具任務(wù)工具軟件包說明分區(qū)fdiskutil-linux磁盤分區(qū)工具，僅支持Masterbootrecord(MBR)，最大分區(qū)大小為2TBgdiskgdisk磁盤分區(qū)工具，僅支持GUIDPartitionTable(GPT)partedparted磁盤分區(qū)工具，同時(shí)支持MBR和GBT邏輯卷lvmlvm2邏輯卷管理工具（包括物理卷、卷組、邏輯卷的管理）文件系統(tǒng)mountutil-linux掛載文件系統(tǒng)umountutil-linux卸載文件系統(tǒng)mkfs.ext{2,3,4}e2fsprogs創(chuàng)建ext2/ext3/ext4類型的文件系統(tǒng)mkfs.xfsxfsprogs創(chuàng)建xfs類型的文件系統(tǒng)fsck.ext{2,3,4}e2fsprogs檢查并修復(fù)ext2/ext3/ext4類型的文件系統(tǒng)xfs_repairxfsprogs檢查并修改xfs類型的文件系統(tǒng)tune2fse2fsprogs調(diào)整ext2/ext3/ext4類型的文件系統(tǒng)屬性xfs_adminxfsprogs設(shè)置xfs類型的文件系統(tǒng)的參數(shù)resize2fse2fsprogs調(diào)整ext2/ext3/ext4類型的文件系統(tǒng)尺寸xfs_growfsxfsprogs擴(kuò)展xfs類型的文件系統(tǒng)尺寸fsadmlvm2檢查ext2/ext3/ext4/xfs等類型的文件系統(tǒng)，調(diào)整ext2/ext3/ext4/xfs等類型的文件系統(tǒng)尺寸交換區(qū)mkswaputil-linux創(chuàng)建交換空間swaponutil-linux啟用交換空間swapoffutil-linux禁用交換空間文件系統(tǒng)的使用4要使用文件系統(tǒng)，一般要遵循以下步驟。1）在硬盤上創(chuàng)建分區(qū)和/或邏輯卷。2）在分區(qū)或邏輯卷上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。這種操作類似于在Windows系統(tǒng)下進(jìn)行的格式化操作。3）掛載文件系統(tǒng)到系統(tǒng)中。在分區(qū)或邏輯卷上創(chuàng)建好文件系統(tǒng)后，可以將該分區(qū)或邏輯卷的文件系統(tǒng)掛載到系統(tǒng)中相應(yīng)的目錄下以便使用。掛載可以分為手工掛載和開機(jī)自動(dòng)掛載兩種方式。4）卸載文件系統(tǒng)。對(duì)于可移動(dòng)介質(zhì)上的文件系統(tǒng)，當(dāng)使用完畢后，需要進(jìn)行卸載。Linux支持的文件系統(tǒng)5Linux的內(nèi)核采用了稱為虛擬文件系統(tǒng)（VFS）的技術(shù)，因此Linux可以支持多種不同的文件系統(tǒng)類型。每一種類型的文件系統(tǒng)都提供一個(gè)公共的軟件接口給VFS。Linux文件系統(tǒng)的所有細(xì)節(jié)由軟件進(jìn)行轉(zhuǎn)換，因而從Linux的內(nèi)核及在Linux中運(yùn)行的程序來看，所有類型的文件系統(tǒng)都沒有差別，Linux的VFS允許用戶同時(shí)不受干擾地安裝和使用多種不同類型的文件系統(tǒng)。CentOS支持的常見文件系統(tǒng)文件系統(tǒng)軟件包說明ext2e2fsprogsLinux的標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)，是ext文件系統(tǒng)的后續(xù)版本ext3、ext4e2fsprogs由ext2擴(kuò)展的日志文件系統(tǒng)xfsxfsprogs由SGI開發(fā)的一種日志文件系統(tǒng)btrfsbtrfs-progs下一代Linux標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)，支持可寫的磁盤快照（snapshots）、內(nèi)建的磁盤陣列（RAID）和子卷（Subvolumes）等功能。vfatdosfstoolsWindows95tWindowsNT上使用的支持長(zhǎng)文件名的DOS文件系統(tǒng)擴(kuò)展ntfs-3gntfs-3gWindows的NTFS系統(tǒng)ISO9660genisoimage標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM文件系統(tǒng)類型swaputil-linux在Linux中作為交換分區(qū)使用，交換分區(qū)用于操作系統(tǒng)管理內(nèi)存的交換空間硬盤及分區(qū)6硬盤（HardDisk）是計(jì)算機(jī)配置的大容量外存儲(chǔ)器。隨著技術(shù)的進(jìn)步，磁盤可以分為以下兩類。l機(jī)械硬盤：機(jī)械硬盤由盤片、磁頭、盤片轉(zhuǎn)軸及控制電機(jī)、磁頭控制器、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器、接口、緩存等幾個(gè)部分組成。l固態(tài)硬盤（SolodStateDisk，SSD）：是由固態(tài)電子存儲(chǔ)芯片陣列制成的，無機(jī)械部件。固態(tài)硬盤具有讀寫速度快、更加抗震、無噪音且工作溫度范圍大等優(yōu)點(diǎn)。但現(xiàn)在的固態(tài)硬盤都有固定的讀寫次數(shù)限制且價(jià)格較機(jī)械硬盤更貴。硬盤的接口方式主要有PATA（即IDE）接口、SATA接口、SCSI接口、SAS接口和FC-AL接口等。個(gè)人電腦多采用SATA接口，服務(wù)器多采用SCSI、SAS和FC-AL接口。硬盤分區(qū)7使用fdisk分區(qū)Linux環(huán)境下通常使用fdisk工具對(duì)磁盤進(jìn)行分區(qū)。fdisk命令的常用格式如下：#fdisk<硬盤設(shè)備名>//進(jìn)入fdisk的交互操作方式，對(duì)拽定的硬盤進(jìn)行分區(qū)操作。#fdisk–l<硬盤設(shè)備名>//在命令行方式下顯示指定硬盤的分區(qū)表信息在fdisk的交互操作方式下，可以使用若干子命令，如下表所示。命令說明命令說明a為分區(qū)設(shè)置可啟動(dòng)標(biāo)志p列出硬盤分區(qū)表d刪除一個(gè)硬盤分區(qū)q退出fdisk，不保存更改l列出所有支持的分區(qū)類型t更改分區(qū)類型m列出所有命令說明u切換所顯示的分區(qū)大小的單位n創(chuàng)建一個(gè)新的分區(qū)w把設(shè)置寫入硬盤分區(qū)表，然后退出o創(chuàng)建DOS類型的空分區(qū)表g創(chuàng)建GPT類型的空分區(qū)表邏輯卷管理PART02LVM簡(jiǎn)介

LVM是邏輯卷管理（LogicalVolumeManager）的簡(jiǎn)稱，是Linux環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制。LVM是建立在硬盤或分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，為文件系統(tǒng)屏蔽下層磁盤分區(qū)布局，從而提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。通過LVM系統(tǒng)，管理員可以輕松管理磁盤分區(qū)，如將若干個(gè)磁盤分區(qū)連接為一個(gè)整塊的卷組（volumegroup），形成一個(gè)存儲(chǔ)池。管理員可以在卷組上隨意創(chuàng)建邏輯卷（logicalvolume），并進(jìn)一步在邏輯卷上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。管理員通過LVM可以方便地調(diào)整卷組的大小，并且可以對(duì)磁盤存儲(chǔ)按照組的方式進(jìn)行命名、管理理和分配，例如，按照使用用途進(jìn)行定義“銷售部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”和“財(cái)務(wù)部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)”，而不是使用物理磁盤名sda和sdb。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的磁盤后，管理員不必將磁盤的文件移動(dòng)到新的磁盤上以充分利用新的存儲(chǔ)空間，而是通過LVM直接擴(kuò)展文件系統(tǒng)跨越磁盤即可。LVM簡(jiǎn)介10（1）物理卷（PhysicalVolume，PV）l物理卷在LVM系統(tǒng)中處于最底層。l物理卷可以是整個(gè)硬盤、硬盤上的分區(qū)，或從邏輯上與有磁盤分區(qū)具有同樣功能的設(shè)備（如RAID）。l物理卷是LVM的基本存儲(chǔ)邏輯塊，但和基本的物理存儲(chǔ)介質(zhì)（如分區(qū)、磁盤）比較，卻包含有與LVM相關(guān)的管理參數(shù)。（2）卷組（VolumeGroup，VG）l卷組建立在物理卷之上，由一個(gè)或多個(gè)物理卷組成。l卷組創(chuàng)建之后，可以動(dòng)態(tài)地添加物理卷到卷組中，在卷組上可以創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)LVM分區(qū)（邏輯卷）。l一個(gè)LVM系統(tǒng)中可以只有一個(gè)卷組，也可以包含多個(gè)卷組。lLVM管理的卷組類似于非LVM系統(tǒng)中的物理磁盤。（3）邏輯卷l邏輯卷建立

在卷組之上，是從卷組中“切出”的一塊空間。l邏輯卷創(chuàng)建之后，其大小可以伸縮。lLVM的邏輯卷類似于非LVM系統(tǒng)中的硬盤分區(qū)，在邏輯卷之上可以建立文件系統(tǒng)（如/home或/usr等）。（4）物理區(qū)域（PhysicalExtent，PE）l每一個(gè)物理卷被劃分為的基本單元稱為物理區(qū)域，即PE，具有唯一編號(hào)的PE是可以被LVM尋址的最小存儲(chǔ)單元。lPE的大小可根據(jù)實(shí)際情況在創(chuàng)建物理卷時(shí)指定，默認(rèn)為4MB。lPE的大小一旦確定將不能改變，同一個(gè)卷組中所有物理卷的PE大小一致。（5）邏輯區(qū)域（LogicalExtent，LE）l邏輯區(qū)域是邏輯卷中可用于分配的最小存儲(chǔ)單元。在同一個(gè)卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對(duì)應(yīng)。LVM簡(jiǎn)介11LVM與文件系統(tǒng)之間的關(guān)系LVM簡(jiǎn)介12LVM常用的非交互命令任務(wù)PVVGLV創(chuàng)建pvcreatevgcreatelvcreate刪除pvremovevgremovelvremove掃描列表pvscanvgscanlvscan顯示屬性pvdisplayvgdisplaylvdisplay擴(kuò)展

vgextendlvextend縮減

vgreducelvreduce顯示信息pvsvgslvs改變屬性pvchangevgchangelvchange重命名

vgrenamelvrename改變?nèi)萘縫vresize

lvresize檢查一致性pvckvgck管理LVM13創(chuàng)建卷的LVM命令功能命令說明創(chuàng)建物理卷pvcreate<磁盤或分區(qū)設(shè)備名>創(chuàng)建物理卷的分區(qū)類型應(yīng)為8e創(chuàng)建卷組vgcreate<卷組名><物理卷設(shè)備名>[...]將若干物理卷添加到卷組中創(chuàng)建邏輯卷lvcreate<-L邏輯卷大小><-n邏輯卷名><卷組名>lvcreate<-lPE值><-n邏輯卷名><卷組名>指定邏輯卷大小時(shí)可以使用的單位有：k/K、m/M、g/G、t/T。默認(rèn)為M在創(chuàng)建邏輯卷時(shí)可以使用選項(xiàng)<-lPE值>指定邏輯卷的大小。PE值可以通過使用命令vgdisplay|grep“FreePE”獲得。管理LVM14查看卷信息的LVM命令功能命令說明查看物理卷pvdisplay[<物理卷設(shè)備名>]省略設(shè)備名將顯示所有物理卷查看卷組vgdisplay[<卷組名>]省略設(shè)備名將顯示所有卷組查看邏輯卷lvdisplay[<邏輯卷卷設(shè)備名>]省略設(shè)備名將顯示所有邏輯卷名管理LVM15調(diào)整卷的LVM命令功能命令說明擴(kuò)展卷組vgextend<卷組名><物理卷設(shè)備名>[...]將指定的物理卷添加到卷組中縮減卷組vgreduce<卷組名><物理卷設(shè)備名>[...]將指定的物理卷從卷組中移除擴(kuò)展邏輯卷lvextend<-L+邏輯卷增量><邏輯卷設(shè)備名稱>lvextend<-l+PE值><邏輯卷設(shè)備名稱>擴(kuò)展邏輯卷之后才能擴(kuò)展邏輯卷上的文件系統(tǒng)的大小縮減邏輯卷lvreduce<-L-邏輯卷增量><邏輯卷設(shè)備名稱>lvreduce<-l-PE值><邏輯卷設(shè)備名稱>縮減邏輯卷之前一定要先縮減邏輯卷上的文件系統(tǒng)的大小文件系統(tǒng)管理PART03創(chuàng)建文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)是操作系統(tǒng)用于明確存儲(chǔ)設(shè)備或分區(qū)上的文件的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，即在存儲(chǔ)設(shè)備上組織文件的方法。操作系統(tǒng)中負(fù)責(zé)管理和存儲(chǔ)文件信息的軟件機(jī)構(gòu)稱為文件管理系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱文件系統(tǒng)。

文件系統(tǒng)由三部分組成：文件系統(tǒng)的接口，對(duì)對(duì)象操縱和管理的軟件集合，對(duì)象及屬性。從系統(tǒng)角度來看，文件系統(tǒng)是對(duì)文件存儲(chǔ)設(shè)備的空間進(jìn)行組織和分配，負(fù)責(zé)文件存儲(chǔ)并對(duì)存入的文件進(jìn)行保護(hù)和檢索的系統(tǒng)。具體地說，它負(fù)責(zé)為用戶建立文件，存入、讀出、修改、轉(zhuǎn)儲(chǔ)文件，控制文件的存取，當(dāng)用戶不再使用時(shí)撤銷文件等。文件系統(tǒng)是軟件系統(tǒng)的一部分，它的存在使得應(yīng)用可以方便的使用抽象命名的數(shù)據(jù)對(duì)象和大小可變的空間。創(chuàng)建文件系統(tǒng)創(chuàng)建文件系統(tǒng)命令的格式如下：#mkfs.ext4<設(shè)備名>#mkfs.xfs<設(shè)備名>掛載文件系統(tǒng)18在磁盤分區(qū)或邏輯卷上創(chuàng)建了文件系統(tǒng)后，還需要把新建立的文件系統(tǒng)掛載到系統(tǒng)上才能使用。Linux系統(tǒng)中所有的文件系統(tǒng)組成一個(gè)目錄樹，掛載就是將文件系統(tǒng)連接到Linux系統(tǒng)目錄樹下的某一個(gè)目錄。掛載的命令是mount,使用mount命令可以靈活地掛載系統(tǒng)可識(shí)別的所有文件系統(tǒng)。mount的命令格式如下。l格式1：#mount[-t<文件系統(tǒng)類型>][-o<掛載選項(xiàng)>]<設(shè)備名><掛載點(diǎn)>l格式2：#mount[-o<掛載選項(xiàng)>]<設(shè)備名>或<掛載點(diǎn)>l格式3：#mount–a[-t<文件系統(tǒng)類型>][-o<掛載選項(xiàng)>]掛載點(diǎn)目錄是文件系統(tǒng)中的一個(gè)目錄，必須把文件系統(tǒng)掛載到目錄樹中的某個(gè)目錄中。掛載點(diǎn)目錄在實(shí)施掛載操作之前必須存在，若其不存在可以使用mkdir命令創(chuàng)建。掛載點(diǎn)目錄必須是空的，否則目錄中原有的文件將被系統(tǒng)隱藏。卸載文件系統(tǒng)19文件系統(tǒng)可以被掛載，也可以被卸載。卸載文件系統(tǒng)的命令是umount，該命令可以把文件系統(tǒng)從Linux系統(tǒng)中的掛載點(diǎn)分離。要卸載一個(gè)文件系統(tǒng)，可以指定要卸載的文件系統(tǒng)的目錄名（掛載點(diǎn)）或設(shè)備名。umount命令的格式如下。#umount<設(shè)備名或掛載點(diǎn)>如果一個(gè)文件系統(tǒng)處于busy狀態(tài)，則不能卸載該文件。當(dāng)出現(xiàn)以下情況時(shí)會(huì)導(dǎo)致文件系統(tǒng)處于busy狀態(tài)：文件系統(tǒng)上面有打開的文件。某個(gè)進(jìn)程的工作目錄在此文件系統(tǒng)上。文件系統(tǒng)上面的緩存文件正在被使用。磁盤配額管理20在一個(gè)有很多用戶的系統(tǒng)上，必須限制每個(gè)用戶的磁盤使用空間，以免個(gè)別用戶占用過多的磁盤空間影響系統(tǒng)運(yùn)行和其他用戶的作用。限制用戶的磁盤使用空間就是給用戶分配磁盤配額（quota），用戶只能使用額定的磁盤使用空間，超過之后就不能再存儲(chǔ)文件。磁盤配額是系統(tǒng)管理員用來監(jiān)控和限制用戶或組對(duì)磁盤使用的工具。磁盤配額可以從兩方面限制：其一，限制用戶或組可以擁有的inode數(shù)（文件數(shù)）；其二，限制分配給用戶或組的磁盤塊的數(shù)據(jù)（以千字節(jié)為單位的磁盤空間）。另外，設(shè)置磁盤配額還涉及如下與限制策略相關(guān)的3個(gè)概念。l硬限制：超過此設(shè)定值后不能繼續(xù)存儲(chǔ)新的文件。l軟限制：超過些設(shè)定值后仍舊可以繼續(xù)存儲(chǔ)新的文件，同時(shí)系統(tǒng)發(fā)出警告信息，建議用戶清理自己的文件，釋放出更多的空間。l寬限期：超過軟限制多長(zhǎng)時(shí)間之內(nèi)（默認(rèn)為7天）可以繼續(xù)存儲(chǔ)新的文件。磁盤配額管理21quota提供的常用磁盤配額管理工具工具說明quota查看磁盤的使用和配額repquota顯示文件系統(tǒng)的磁盤配額匯總信息quotacheck從/etc/mtab中掃描支持配額的文件系統(tǒng)，生成、檢查、修復(fù)配額文件edquota使用編輯器編輯用戶或組的配額setquota使用命令行設(shè)置用戶或組的配額quotaon啟用文件系統(tǒng)的磁盤配額quotaoff停用文件系統(tǒng)的磁盤配額convertquota轉(zhuǎn)換舊版的磁盤配額文件為新版格式quotastats顯示內(nèi)核的配額統(tǒng)計(jì)信息磁盤配額管理22使用setquota命令設(shè)置磁盤配額功能命令為指定用戶設(shè)置配額setquota[-u]<用戶名><塊軟限制塊硬限制inode軟限制inode硬限制><-a文件系統(tǒng)>為指定組設(shè)置配額setquota–g<組名><塊軟限制塊硬限制inode軟限制inode硬限制><-a文件系統(tǒng)>將參考用戶的配額設(shè)置復(fù)制給待設(shè)置的新用戶setquota[-u]–p<參考用戶><新用戶><-a文件系統(tǒng)>將參考組的配額設(shè)置復(fù)制給待設(shè)定的新組setquota–g–p<參考組><新組><-a文件系統(tǒng)>為指定用戶設(shè)置配額寬限期setquota-t[-u]<塊寬限期inode寬限期><-a文件系統(tǒng)>為指定組設(shè)置配置寬限期setquota-t–g<塊寬限期inode寬限期><-a文件系統(tǒng)>為用戶分配磁盤配額PART04實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)?了解設(shè)置磁盤配額的作用?了解磁盤配置的規(guī)劃?掌握磁盤配額的分配實(shí)驗(yàn)任務(wù)描述在服務(wù)器系統(tǒng)中存儲(chǔ)資源是十分重要和寶貴的，合理有效的磁盤管理可以讓系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，無序不合理的磁盤應(yīng)用可能會(huì)造成系統(tǒng)崩潰、數(shù)據(jù)丟失的嚴(yán)重后果。使用磁盤配額技術(shù)可以有效的對(duì)用戶存儲(chǔ)資源進(jìn)行管理，本實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)為用戶進(jìn)行磁盤配額分配。實(shí)驗(yàn)環(huán)境要求?Windows桌面操作系統(tǒng)（建議使用Win10）?CentOS9操作系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)步驟25第一步：規(guī)劃磁盤配額分配。磁盤配額可以針對(duì)組進(jìn)行設(shè)置，也可以針對(duì)用戶進(jìn)行設(shè)置。公司現(xiàn)在用戶分為5個(gè)組，