第六章磁盘与文件系统管理

磁盘的识别与分区-fdisk

磁盘的组成

https://www.cnblogs.com/jswang/p/9071847.html

磁盘分区表示

主引导记录（MBR）

硬盘分区

分区类型

最合理的分区方式

主分区在前，扩展分区在后，然后在扩展分区中划分逻辑分区

主分区+扩展分区个数最多四个

硬盘和分区的结构

首先向学员讲解硬盘分区的基本概念，对比讲解主分区、扩展分区和逻辑分区功能上的区别

1. PC主机中的第1个IDE硬盘表示为had

2. IDE硬盘中的4个主分区可表示为hda1至hda4

3. 扩展分区只用于容纳逻辑分区，并不建立文件系统，因此也不能直接向扩展分区中保存文件和目录

4. 逻辑分区的编号始终从5开始，因为1～4已经预留给主分区和扩展分区使用

请思考，Linux系统中的光盘设备文件应该如何表示?（/dev/hdc）

确认系统的磁盘设备-fdisk

首先可通过案例场景（系统磁盘空间不足，需要增加新硬盘）而引出fdisk命令 units：16065：255*63，一个柱面上的扇区数量，，又因为一个扇区512字节，16065*512，表示一个柱面的大小。所以一个磁盘的大小=一个柱面大小*柱面的总数

新挂接的硬盘可能未包含任何分区（ Disk /dev/sdb doesn't contain a valid partition table ）

对于已有的分区，将通过列表的方式输出以下信息：

Device：分区的设备文件名称。

Boot：是否是引导分区，是则有“*”标识。

Start：该分区在硬盘中的起始位置（柱面数）。

End：该分区在硬盘中的结束位置（柱面数）。

Blocks：分区的大小，以Blocks（块）为单位，默认的块大小为1024字节。

Id：分区类型的ID标记号，对于EXT3分区为83，LVM分区为8e。

System：文件系统

注意分区类型的概念在windows中是没有的，分区类型与文件系统类型应一致，这样管理磁盘文件系统时才不容易引起混乱。

/dev/mapper/Volume-lv_root的意思是说你有一个VG (volume group卷组)叫作Volume, 这个Volume里面有一个LV（逻辑卷）叫作lv_root。其实这个/dev/mapper/Volume-lv_root文件是一个连接文件，是连接到/dev/dm-0的，你可以用命令ll /dev/mapper/Volume-lv_root进行查看。

规划硬盘中的分区fdisk

练习：规划硬盘中的分区

分区创建完成，不会立刻生效，需要系统重新启动才可以生效。如果不想启动系统，partx –a /dev/sdb 命令生效。

partprobe /dev/sdb

fdisk -t参数，改变分区类型，82为swp

建立和管理文件系统

文件系统类型

mkfs-mkswap

在Linux系统中，SWAP分区的作用类似于Windows系统中“虚拟内存”，可以在一定程度上缓解物理内存不足的情况

如果系统没有SWAP交换分区，或者现有交换分区的容量不够用，可以通过mkswap命令创建交换文件系统以增加虚拟内存

交换分区空间的启用、停用需要使用swapon、swapoff命令，free命令可以查看物理内存、交换空间的使用情况

“swapon -s”命令也可查看交换分区的使用情况

文件系统的挂载

挂载mount、卸载unmount文件系统

eject命令需要光盘驱动器硬件的支持，对大多数PC上的光盘驱动器有效，对笔记本电脑上的光盘驱动器可能无效

-o <选项> 指定挂载文件系统时的选项，有些也可写到在/etc/fstab中

loop 挂载“回旋设备”以及“ISO镜像文件”

卸载文件系统

挂载分区/dev/sdb5 到/mnt/kk目录中。

以只读方式挂载/dev/sdb7分区到/mnt/hh目录中。

Mkdir /mnt/kk

Mount /dev/sdb5 /mnt/kk

Mkdir /mnt/hh

Mount –o ro /dev/sdb7 /mnt/hh

创建 /mnt/hh/a

设置启动载入（永久挂载文件系统）

关机时，会卸载所有的已经挂载的文件系统。开机后得自己手动重新挂载。希望能够自动挂载所有需要的文件系统

自动挂载

Red hat 有一个文件，专门用来设置文件系统的配置，每次开机，系统都会自动依照这个配置文件中的配置管理所有的文件系统。

系统中的“/etc/fstab”文件可以视为mount命令的配置文件

分别介绍配置记录中6个字段的含义，重点强调前3个字段（决定挂载的关键部分），后面的3个字段简单介绍即可

第四字段：挂载参数，即mount命令“-o”选项后可使用的参数，如defaults、rw等

第五字段：表示文件系统是否需要dump备份（dump是一个备份工具），一般设为1时表示需要，设为0时将被dump所忽略

第六字段：该数字用于决定在系统启动时进行磁盘检查的顺序，0不进行检查，1优先，2其次。对于根分区应设为1，其它分区设为2

在/etc/fstab文件中正确设置了相应分区的自动挂载记录以后，手动挂载、卸载该分区时，仅需指定设备名、挂载点中的任意一个作为参数即可，例如，执行“mount /dev/sdb1”或者“umount /mailbox”都可以完成卸载

mount命令不带任何选项、参数时，可以显示当前系统中已经挂载的文件系统信息

Mount –a 自动按/etc/fstab的记录加载文件系统。

挂载文件系统（例子）

练习：磁盘的分区与挂载

#fdisk –l

(显示所有分区信息)

#fdisk /dev/sdb

(假设U盘为/dev/sdb)

P n +400M p

Mkfs –t ext4 /dev/sdb1

#vim /etc/fstab (加入列：/dev/sdb1 /data ext4 defaults 0 0)

二、用文件作为Swap分区

1.创建要作为swap分区的文件:增加1GB大小的交换分区，则命令写法如下，其中的count等于想要的块的数量（bs*count=文件大小）。# dd if=/dev/zero of=/root/swapfile bs=1M count=1024

2.格式化为交换分区文件:# mkswap /root/swapfile #建立swap的文件系统

3.启用交换分区文件:# swapon /root/swapfile #启用swap文件

4.使系统开机时自启用，在文件/etc/fstab中添加一行：/root/swapfile swap swap defaults 0 0

查看swap分区的大小）

#free

(查看充当swap分区的物理分区信息)

#cat /proc/swaps

(或swapon -s) (计算swap差值)

#expr 512 - 原分区大小（减号前后有空格）

(用fdisk命令创建差值大小的分区)

#fdisk /dev/sdb5

(将分区格式化成swap)

#mkswap /dev/sdb5

(实现开机挂载)

#vim /etc/fstab (加入列：/dev/sdb5 swap swap defaults 0 0)

(让分区生效)

#swapon /dev/sdb5

参考答案：/ 和swap 。

swap交换分区：是Linux暂时存储数据的交换分区。

/根分区：该分区下存放各种文件。

第七章逻辑卷管理LVM

LVM概述

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理器，最早应用在IBM AIX系统上。

它的主要作用是动态分配磁盘分区及调整磁盘分区大小，并且可以让多个分区或者物理硬盘作为一个逻辑卷（相当于一个逻辑硬盘）来使用。

这种机制可以让磁盘分区容量划分变得很灵活。

可以在白板上板书进行示意：

1）物理卷，以/dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1、/dev/sde1 为例

2）卷组，画一个矩形框圈住 /dev/sdb1、/dev/sdc1、/dev/sdd1 这3个物理卷作为一个整体，即示意卷组

3）逻辑卷，擦去矩形框内的3个物理卷名（表示磁盘底层布局是透明的，划分逻辑卷时无需知道具体由哪些物理卷组成），从卷组矩形框划出2块小空间，作为2个独立的逻辑卷

PV（Physical Volume）物理卷：物理卷处于LVM的最底层，可以是整个物理磁盘，也可以是硬盘中的分区。

VG（Volume Group）卷组：可以看成单独的逻辑磁盘，建立在PV之上，是PV的组合。一个卷组中至少要包括一个PV，在卷组建立之后可以动态的添加PV到卷组中。

LV（Logical Volume）逻辑卷：相当于物理分区的/dev/hdaX。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或缩小空间。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（Physical Extent）物理区域：物理区域是物理卷中可用于分配的最小存储单元，物理区域的大小可根据实际情况在建立物理卷时指定。物理区域大小一旦确定将不能更改，同一卷组中的所有物理卷的物理区域大小需要一致。当多个PV组成一个VG时，LVM会在所有PV上做类似格式化的动作，将每个PV切成一块块的空间，这一块块的空间就称为PE, 通常是4MB。

LVM的管理命令

使用命令行工具实现 LVM存储

Mount –a安装/etc/fstab文件中描述的所有文件系统。

建立逻辑卷步骤：

1、硬盘；2、分区，格式8e；3、创建pv，如果提示分区找不到，partprobe /dev/sdb；4、创建vg，vg1；5、创建lv， lvcreate -L 400M -n mymail /dev/vg1；6、格式化lv；7、mount；8、建立文件或拷贝文件，模拟数据产生；9、建立快照，和逻辑卷一样大，增量备份；10、恢复数据，先umount，lvconvert --merge

问题：1、如果建立的快照小于逻辑卷？2、如果建立快照大于逻辑卷？

扩展/减少逻辑卷和文件系统

放大：先放大逻辑卷，然后放大文件系统。

缩小：先缩小文件系统，然后缩小逻辑卷。

扩容过程：

1、准备硬盘、分区、分区格式8e，保存退出；2、建立pv，pvcreate 。注意，如果提示分区没有。 partprobe /dev/sdb；3、扩展卷组，vgextend，扩展之前先查看vg大小，好做对比；4、扩展逻辑卷，lvextend，查看大小；5、扩展文件系统，试图resize2fs出错。用xfs_growfs 通知文件系统扩容；6、用df -h 验证扩容效果。