掌握管理Linux磁盘和分区的方法 创建并挂载文件系统以及 创建并管理LVM

Posted 2020-11-20

理论部分：
一．磁盘和分区：
1、磁盘分区的表示：常见的硬盘可以划分为主分区、扩展分区、和逻辑分区。通常情况下主分区只有4个，而扩展分区看成一个特殊的主分区类型，在扩展分区可以建立逻辑分区。主分区一般用来安装操作系统，扩展分区则多用来储存文件数据。
2、硬盘按数据接口不同，大致分为ATA(IDE)和SATA以及SCSI和SAS。现在用的硬盘都是SCSI硬盘，它的优点是资源传输时CPU占用率低，转速快，支持热插拔等。所以在这里主要介绍SCSI硬盘分区的结构。对于SCSI接口的硬盘表示方式是：第一块SCSI硬盘我们可以表示为“sda”，第二块SCSI硬盘表示为“sdb”。依此类推分别是“sdc” “sdd” “sde”。
3、在硬盘的基础上我们要进行分区，在Linux中SCSI接口的硬盘分区应该是怎么表示。第一块盘的第一个主分区应该是“sda1”，第一块磁盘的第二个主分区应该是“sda2”，第二块盘的第一个主分区应该是“sdb1”,第二块硬盘的第二个主分区应该是“sdb2”依此类推。
4、这里需要注意的是，主分区共有4个，而扩展分区看成一个特殊的主分区，逻辑分区是建立在扩展分区之上。所以，第一个逻辑分区的表示方法是“sda5”，后面分依此类推。
5分区完成，接下来我们应该知道Linux中使用的文件系统类型。这里就先介绍两种类型 ：?
1）ext4类型：第4代扩展文件系统（Linux系统种默认使用的文件系统）ID:83?
2）SWAP类型：交换文件系统（用于为Linux系统建立交换分区，作用相当于虚拟内存），建议大小是物理内存的1.5-2倍 ID:82
二．掌握创建、挂载、卸载文件系统：
1、创建文件系统的过程也就是格式化分区的过程，Linux中使用mkfs（创建文件系统）命令可以格式化XFS、EXT4、FAT等不同类型的分区，而使用mkswap命令可以格式化swap交换分区。
2、在Linux系统中，新加入一块磁盘我们需要经过 分区、格式化、挂载这三个步骤才能对磁盘进行使用。如果不想使用还可以卸载。
3、挂载一个分区时，必须为其指定一个目录作为挂载点，用户通过这个目录来访问磁盘分区里的文件和数据。

3、卸载文件系统时，可以通过卸载挂载点或者文件设备（选择其中一个即可）。因为文件设备可以挂载到多个目录下，所以建议卸载挂载点。
三．创建管理LVM逻辑卷(ID:8e)
Linux系统用户在安装操作系统时如何精确的评估和分配各个硬盘分区的容量，如果当初估计不准确，一旦系统分区不够用时可能不得不备份、删除相关数据，甚至被迫重新规划分区并重装操作系统，以满足应用系统的需求。那么通过对lvm逻辑卷管理机制的学习，掌握动态调整Linux分区容量的方法就可以解决这个问题。
1.下图是LVM机制的概念：

2.下面我们来看看LVM的一些管理命令，如下图：

四．理解RAID磁盘阵列原理：
1.RAID中文简称为独立冗余磁盘阵列。简单说RAID是把多块独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘具有更高存储性能和存储容量的数据备份技术。
2.我们可以通俗的将组成的磁盘组看成一个完整的硬盘，用户可以对它进行分区，格式化等等。因为组成磁盘阵列的方式有多种，（可理解为按等级划分） 这里概括一下：RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID1+0
3.磁盘阵列的优点 ：容灾存储以及快速访问、高效的访问速率、可靠性。
4.磁盘至少两块以上硬盘
5.Windows跨区卷相当于Linux的lvm逻辑卷管理 磁盘容量：所有磁盘容量总和 优点：高扩展性（电影后期制作） 缺点：容错差
6.Windows带区卷-----------Linux的raid0 磁盘容量：所有磁盘容量总和 优点：高读写性（网站高访问） 缺点：容错差 组合条件：两块以上大小相同的磁盘
7.Windows镜像卷----------Linux的raid1 磁盘容量：所有磁盘容量总和的一半 优点：高可靠性（数据沉余 银行） 缺点：容量减半、成本高 组合条件：两块以上大小相同的磁盘
8.Windows的raid5----------Linux的raid5 磁盘容量：所有磁盘容量之和减去一块磁盘容量 （n-1）/n 优点：高读写、高可靠性（数据中心） 缺点：只允许坏一块硬盘 组合条件：三块以上大小相同的磁盘
9.Linux的raid6 磁盘容量：所有磁盘容量之和减去两块磁盘容量 （n-2）/n 优点：非常高可靠性（数据中心、云平台） 缺点：写入损失大 组合条件：四块以上大小的磁盘
10.Linux的raid1+0 磁盘容量：所有磁盘容量的一半 优点：高读写，高可靠 缺点：一个镜像卷组丢失，数据将丢失 组合条件：四块以上大小的磁盘
补充： RAID分为硬RAID卡和软RAID卡两种。RAID卡目前的接口类型有IDE接口、SCSI接口、 SATA接口、 SAS接口。

试验部分：
下面来做一下从分区、格式化、挂载（或自动挂载）到LVM逻辑卷管理的试验：
1.首先我们在虚拟机打开Linux系统并且在里面添加几块硬盘然后输入命令init6重启Linux系统。如下图：


2.接下来我们要对新添加的硬盘创建分区 如下图：


3.到此sdb第一个主分区已经创建完成。在这里补充学习一下我们常用的几个分区ID号如图所示（输入l查看）：82 swap交换分区、83主分区、8e lvm逻辑分区、b FAT32位格式。

4.分区已经完成，接下来可以做成逻辑卷，所以这里需要转换格式，也就是修改ID如下图所示：

5.然后第2个、第3个、第4个硬盘也是依照此上的方法进行分区配置，这里不再一一展示；
在此次试验中我们只将sdb、sdc、两块磁盘进行分区，格式转化为lvm即可。然后我们将已经配置好的这两块硬盘做成物理卷。如下图所示：

6.做好物理卷接下来就要把物理卷合并成卷组。如下图所示：

7.现在卷组已经建设完成，那么接下来就该分配出自己需要的容量出来，做成逻辑卷（LV）。这里做了2个逻辑卷。如下图所示：

8.接下来将磁盘格式化。如下图所示：

9.第三步也就是最后一步，进行挂载。首先我们需要创建一个目录来挂载。如下图所示：

10.用命令df-h查看逻辑卷是否挂载成功。（如果挂载成功，成功即这个逻辑卷可用）如下图所示：

11.在这里还有一点就是mount这个命令是临时挂载，当重启系统时将不会挂上去，那么想永久生效就需要修改路径/etc/fstab 下这个文件。再执行 mount -a （相当于刷新挂载）就能永久生效。如下图：

到此试验结束！
总结与补充：
1.硬盘的结构分为物理结构和数据结构，物理结构由盘片和磁头组成；数据结构由扇区、磁道、柱面组成。硬盘常见的接口类型有IDE、SATA、SCSI。
2.fdisk 命令可以对磁盘设备进行分区操作。
3.mkfs 命令可以创建EXT4、FAT32等类型的文件系统，mkswap命令可以创建Swap类型的交换文件系统。
4.mount 命令用于挂载硬盘、光盘等设备文件，umount命令可以根据设备文件或挂载点卸载指定的设备。

5. 使用LVM动态磁盘方案，可以灵活的扩展磁盘空间。
   创建及使用LVM方案的基本过程：创建物理卷→创建卷组→创建逻辑卷→格式化文件系统→挂载使用。
   6.常用的RAID级别有：RAID0，RAID1，RAID5，RAID6，RAID1+0.
   7.RAID卡目前有IDE接口、SCSI接口、 SATA接口、 SAS接口。