Linux实验5-磁盘管理

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CentOS7磁盘管理

一、实验目的

掌握 CentOS 7 系统中磁盘管理的核心操作，包括分区、格式化、挂载、LVM 逻辑卷管理、RAID 磁盘阵列配置等，理解磁盘管理在系统运维中的重要性。

二、实验环境

  • 操作系统：CentOS 7
  • 硬件要求：至少 2 块虚拟磁盘（建议 20GB 以上）
  • 权限要求：需以 root 用户登录系统

三、实验准备

  1. 确认实验环境中有至少 2 块未分区的磁盘（如 /dev/sdb 和 /dev/sdc）。

  2. 准备实验所需的工具包：

yum install -y lvm2 mdadm

四、实验步骤

（一）基础磁盘管理

1. 查看磁盘信息

# 查看所有磁盘设备
fdisk -l
# 查看磁盘使用情况
df -h

2. 创建分区

# 对 /dev/sdb 进行分区
fdisk /dev/sdb
# 输入以下命令：
n   # 创建新分区
p   #主分区
1   #分区号
    #起始扇区（默认回车）
+5G #分区大小
w   #保存并退出

3. 格式化分区

# 格式化为 ext4 文件系统
mkfs.ext4 /dev/sdb1

4. 挂载分区

# 创建挂载点
mkdir /mnt/disk1
# 临时挂载
mount /dev/sdb1 /mnt/disk1
# 查看挂载状态
df -h

5. 设置开机自动挂载

# 编辑 /etc/fstab 文件
echo "/dev/sdb1 /mnt/disk1 ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab
# 验证配置
mount -a

（二）LVM 逻辑卷管理

1. 创建物理卷 (PV)

pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

2. 创建卷组 (VG)

vgcreate vg_data /dev/sdb /dev/sdc

3. 创建逻辑卷 (LV)

lvcreate -L 10G -n lv_app vg_data

4. 格式化并挂载逻辑卷

mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_app
mkdir /mnt/app
mount /dev/vg_data/lv_app /mnt/app

5. 扩展逻辑卷

# 扩展卷组（假设新增 /dev/sdd）
vgextend vg_data /dev/sdd
# 扩展逻辑卷
lvextend -L +5G /dev/vg_data/lv_app
# 调整文件系统
xfs_growfs /dev/vg_data/lv_app

6. 创建快照

lvcreate -L 2G -s -n lv_app_snap /dev/vg_data/lv_app
mount /dev/vg_data/lv_app_snap /mnt/snap

（三）RAID 磁盘阵列配置

1. 创建 RAID 1 阵列

mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb /dev/sdc

2. 格式化并挂载 RAID 设备

mkfs.ext4 /dev/md0
mkdir /mnt/raid
mount /dev/md0 /mnt/raid

3. 监控 RAID 状态

mdadm --detail /dev/md0

4. 模拟磁盘故障

mdadm /dev/md0 --fail /dev/sdb
mdadm /dev/md0 --remove /dev/sdb

5. 修复 RAID 阵列

mdadm /dev/md0 --add /dev/sdd

（四）文件系统优化

1. 检查文件系统

fsck.ext4 /dev/sdb1

2. 调整文件系统属性

tune2fs -L "DataDisk" /dev/sdb1

3. 挂载时指定参数

mount -o noatime,nodiratime /dev/sdb1 /mnt/disk1

五、实验总结

通过本实验，你将掌握：

  1. 磁盘分区与格式化的完整流程
  2. LVM 逻辑卷的动态扩展与快照技术
  3. RAID 1 阵列的创建与容错管理
  4. 文件系统的检查与性能优化

六、注意事项

  1. 操作物理磁盘前务必确认设备名称，避免误操作导致数据丢失
  2. 重要数据建议通过 LVM 快照或 RAID 技术进行保护
  3. 扩展逻辑卷前需确保卷组有足够空间
  4. RAID 阵列中至少保留一块冗余磁盘以提高可靠性

提示：实验中建议使用虚拟机的虚拟磁盘进行操作，避免对真实数据造成影响。