RHCE9学习指南第13章硬盘管理

新的硬盘首先需要对硬盘进行分区和格式化，首先了解一下硬盘的结构，如图13-1所示。
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图13-1 磁盘上的磁道和扇区
硬盘的磁盘上有一个个的圈，每两个圈组成一个磁道。从中间往外发射线，把每个磁道分成一个个的扇区，每个扇区的大小是512B。为了更好理解咱们把所有磁盘拼接起来，如图13-2所示。
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图13-2 分区是以扇区划分的
假设磁盘有10000个扇区，第一个分区从2048开始到6000，第二个分区从6001到8000，第三个分区从8001到10000。
每个扇区只能属于一个分区，不能同时属于多个分区。
第一个扇区比较特殊，叫作MBR（主引导记录）
分区的类型包括：主分区，扩展分区和逻辑分区，如图13-3所示。
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图13-3 了解分区类型
一套房子出租，李四和王五从房东手中直接各租一间自住，这个属于主分区。
赵六从房东手中租过来一大间，但自己不住做起了二房东（扩展分区），然后隔成很多隔间。赵六租的那一大间就是扩展分区，大间里隔开的一些隔间，就是逻辑分区。
主分区：直接从硬盘上划分并可以直接格式化使用的分区。
扩展分区：直接从硬盘上划分，但是不直接使用的分区，需要在其上面划分更多个小分区。
逻辑分区：在扩展分区上划分的分区。
分区表记录主分区和扩展分区的信息，如同房东从李四、王五、赵六中收房租一样，但是收不到tom、bob等的房租，tom、bob等的房租由赵六来收，因为赵六是二房东。
每记录一个分区（主分区或扩展分区）则要消耗16B，所以分区表最多只能记录4个分区，所以硬盘最多只能划分出来4个分区，且最多只能有一个扩展分区。
请关闭虚拟机server并自行为虚拟机添加一块scsi格式的硬盘，然后开机进入系统。

13.1 对磁盘进行分区

使用fdisk -l查看所有分区信息，命令如下所示。

[root@server ~]# fdisk -l
Disk /dev/sdb：20 GiB，21474836480 字节，41943040 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节

Disk /dev/sda：100 GiB，107374182400 字节，209715200 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xaa4e4e08

设备       启动      起点      末尾      扇区 大小 Id 类型
/dev/sda1  *         2048 104859647 104857600  50G 83 Linux
/dev/sda2       104859648 113248255   8388608   4G 82 Linux swap / Solaris
[root@server ~]#

此命令可以查看系统所有硬盘的信息，从这里可以看到/dev/sda有两个分区/de/sda1和/dev/sda2，/dev/sdb没任何分区。如果想单独某硬盘的分区信息可以用fdisk -l /dev/硬盘即可，例如，想单独查看/dev/sda的信息，则用fdisk -l /dev/sda，命令如下所示。

[root@server ~]# fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda：100 GiB，107374182400 字节，209715200 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xaa4e4e08

设备       启动      起点      末尾      扇区 大小 Id 类型
/dev/sda1  *         2048 104859647 104857600  50G 83 Linux
/dev/sda2       104859648 113248255   8388608   4G 82 Linux swap / Solaris
[root@server ~]#

这里可以获取到很多信息，例如，整个sda有多少个扇区，每个分区从哪个扇区开始到哪个扇区结束等。
下面开始练习分区，自行添加一个类型为SCSI大小为20G的分区。
分区的语法为fdisk /dev/硬盘，这里是对硬盘进行分区不是对分区再分区。

[root@server ~]# fdisk /dev/sdb

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.32.1)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

设备不包含可识别的分区表。
创建了一个磁盘标识符为 0x737fabb4 的新 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：

此处进入分区的界面，按提示输入m可以获取到帮助，常见的命令如下。

（1）p：打印分区表。
（2）n：添加一个分区。
（3）d：删除一个分区。
（4）l：列出分区类型。
（5）t：转发分区的类型。
（6）q：不保存直接退出。
（7）w：保存并退出。

查看现有分区信息，此处输入p，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：p #此处输入p用于打印分区表
Disk /dev/sdb：20 GiB，21474836480 字节，41943040 个扇区
单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x737fabb4
命令(输入 m 获取帮助) ：

此处并没有看到/dev/sdb1, /dev/sdb2等内容，说明并不存在任何分区。
按n创建一个分区，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

直接在硬盘上划分的分区有主分区（标记为p）和扩展分区（标记为e），逻辑分区（标记为字母l）只能在扩展分区上创建，且扩展分区最多只能创建一个扩展分区。
所以，在硬盘中没有扩展分区时，只能所以选择分区类型时只能选择p和e这两种。如果已经存在了扩展分区，就不能再创建第二个扩展分区了，但可以在扩展分区上创建逻辑分区，所以选择可选择的分区类型有p和l。
先创建主分区或创建扩展分区都可以，这里先创建主分区，输入p，按【Enter】键。主分区加扩展分区最多只能创建出来4个，所以给分配的编号只能是1-4，这里选择默认的1，然后按【Enter】键。
命令(输入 m 获取帮助)：n

分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：p
分区号 (1-4, 默认  1):此处直接回车，使用默认的编号1

硬盘总共有41943039个扇区，第一个分区从哪个柱面开始，默认为2048，直接按【Enter】键，我们就从2048开始。

第一个扇区 (2048-41943039, 默认 2048): 按【Enter】键
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, 默认 41943039): N

这里N的位置得写一个结束点，假设我要创建2G的分区，从2048号柱面开始算，到哪个柱面结束能使得分区大小是2G呢？如图13-4所示。
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图13-4 计算分区大小
我们现在算一下：2G=21024M=210241024K=2102410242扇区 (1扇区=0.5K)，所以一共需要210241024*2=4194304个扇区，从2048开始算，所以最后一个扇区应该落在2048+4194304-1=4196351的位置，这样创建出来的分区就是2G，所以上图填写4196351。

第一个扇区 (2048-41943039, 默认 2048): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, 默认 41943039): 4196351

创建了一个新分区 1，类型为“Linux”，大小为 2 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：

创建2G分区后，输入p查看分区信息，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：p
	...输出...
设备       启动  起点    末尾    扇区     大小 Id 类型
/dev/sdb1        2048   4196351 4194304   2G   83 Linux

命令(输入 m 获取帮助)：

可以看出，从2048开始，共4194304个扇区，在4196351这个位置结束，大小为2G。
但是这种创建分区的方法比较麻烦，可以先输入d，按【Enter】键，删除此分区，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：d 此处输入d表示删除分区
已选择分区 1
分区 1 已删除。

命令(输入 m 获取帮助)：

因为sdb1是唯一的分区，直接就删除的是sdb1，然后重复上面的方法重新创建分区，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：

将使用默认回应 p。
分区号 (1-4, 默认  1): 
第一个扇区 (2048-41943039, 默认 2048): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, 默认 41943039):

因为并不需要关心分区到哪个柱面结束，只关心分区大小，所以这里可以写+2G，意思是从2048柱面开始划分一个2G大小的分区，命令如下所示。

第一个扇区 (2048-41943039, 默认 2048): 
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, 默认 41943039): +2G

创建了一个新分区 1，类型为“Linux”，大小为 2 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：

然后输入p查看分区信息，命令如下所示。
命令(输入 m 获取帮助)：p

	...输出...
设备       启动  起点    末尾    扇区    大小 Id 类型
/dev/sdb1        2048   4196351 4194304   2G  83 Linux

命令(输入 m 获取帮助)：

可以看到，与手动算出来的一样，通过这种方式划分分区就容易多了。
依次再创建一个主分区/dev/sda2大小为2G，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：p
	...输出...
设备       启动    起点    末尾    扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1          2048 4196351 4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2       4196352 8390655 4194304   2G 83 Linux

命令(输入 m 获取帮助)：

创建一个扩展分区/dev/sda4，把剩余所有空间全部给它（这里故意没有创建/dev/sda3），命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：n
分区类型
   p   主分区 (2个主分区，0个扩展分区，2空闲)
   e   扩展分区 (逻辑分区容器)
选择 (默认 p)：e 这里输入e表示创建一个扩展分区
分区号 (3,4, 默认  3): 4
第一个扇区 (8390656-41943039, 默认 8390656): 按【Enter】键
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (8390656-41943039, 默认 41943039): 按【Enter】键

创建了一个新分区 4，类型为“Extended”，大小为 16 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：

查看分区信息，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：p
	...输出...
设备       启动    起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1          2048  4196351  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2       4196352  8390655  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb4       8390656 41943039 33552384  16G  5 扩展

命令(输入 m 获取帮助)：

创建扩展分区后，就可以创建逻辑分区了，但我们看到了编号3并使用，所以现在还可以创建一个主分区，但是硬盘已经没有多余的空间，所以不能再创建主分区只能创建逻辑分区。逻辑分区的编号总是从5开始，命令如下所示。

添加逻辑分区 5
第一个扇区 (8392704-41943039, 默认 8392704): 按【Enter】键
上个扇区，+sectors 或 +size{K,M,G,T,P} (8392704-41943039, 默认 41943039): +2G

创建了一个新分区 5，类型为“Linux”，大小为 2 GiB。

命令(输入 m 获取帮助)：

依照此方法再创建几个分区，命令如下所示。

设备       启动     起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1           2048  4196351  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2        4196352  8390655  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb4        8390656 41943039 33552384  16G  5 扩展
/dev/sdb5        8392704 12587007  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb6       12589056 16783359  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb7       16785408 20979711  4194304   2G 83 Linux

看上面最右侧两列id和类型，这两个是对应的。因为分区的作用不一样，有的可以直接格式化使用，有的用于做swap，有的用于做逻辑卷等。这些类型是可以转换的，输入字母l可以看到所有类型，如图13-5所示。
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图13-5 分区类型代码
常见的分区类型如下。

（1）Linux：对应的Id为83，直接格式化使用的分区。
（2）swap：对应的Id为82，用于创建swap。
（3）lvm：对应的Id为8e，用于创建lv。
（4）raid：对应的Id为fd，用于创建fd。

例如，准备把/dev/sdb5配置成逻辑卷，先把/dev/sdb5的类型改成8e，操作如下。
先按t开始进行转换，命令如下所示。
命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1,2,4-7, 默认 7):
然后输入要转换的分区好，这里输入5，然后按【Enter】键后输入要转换的类型8e，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1,2,4-7, 默认  7): 5
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：8e

已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”。

命令(输入 m 获取帮助)：

然后输入p查看分区信息，命令如下所示。
命令(输入 m 获取帮助)：p

	...输出...
设备       启动     起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1           2048  4196351  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2        4196352  8390655  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb4        8390656 41943039 33552384  16G  5 扩展
/dev/sdb5        8392704 12587007  4194304   2G 8e Linux LVM
/dev/sdb6       12589056 16783359  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb7       16785408 20979711  4194304   2G 83 Linux

命令(输入 m 获取帮助)：

使用相同的方式把/dev/sdb6, /dev/sdb7的类型也转变为8e。
为了下一节做准备，把/dev/sdb2的类型改为swap类型，输入t，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1,2,4-7, 默认  7): 2
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：82

已将分区“Linux”的类型更改为“Linux swap / Solaris”。

然后输入p查看分区信息，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：p
	...输出...
设备       启动     起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1           2048  4196351  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2        4196352  8390655  4194304   2G 82 Linux swap / Solaris
	...输出...
命令(输入 m 获取帮助)：

现在所做的一切并没有真的保存，如果不想保存直接退出，可以输入q并按【Enter】键，如果想保存并退出，可以输入w并按【Enter】键，命令如下所示。

命令(输入 m 获取帮助)：w
分区表已调整。
将调用 ioCtrl() 来重新读分区表。
正在同步磁盘。

[root@server ~]#

有时，需要执行partprobe /dev/sdb来刷新一下分区表。然后使用fdisk进行查看，命令如下所示。
[root@server ~]# fdisk -l /dev/sdb

	...输出...
设备       启动     起点     末尾     扇区 大小 Id 类型
/dev/sdb1           2048  4196351  4194304   2G 83 Linux
/dev/sdb2        4196352  8390655  4194304   2G 82 Linux swap / Solaris
/dev/sdb4        8390656 41943039 33552384  16G  5 扩展
/dev/sdb5        8392704 12587007  4194304   2G 8e Linux LVM
/dev/sdb6       12589056 16783359  4194304   2G 8e Linux LVM
/dev/sdb7       16785408 20979711  4194304   2G 8e Linux LVM
[root@server ~]#

13.2 交换分区

在物理内存不够用的情况下，系统会把物理内存中的那些长时间没操作的数据释放出来，保存在交换分区(swap)中，这样物理内存中就有多余的空间，用于存放新的数据。
如果物理内存不够了可以使用swap分区，那么如果swap分区也不够了呢？我们就可以添加swap分区。下面就来讲讲如何管理swap分区。
查看当前系统中所有的swap分区，命令如下所示。

[root@server ~]# swapon -s
文件名				                类型		 大小	  已用	权限
/dev/sda2                           partition	4194300	   0	-2
[root@server ~]#

可以看到，当前/dev/sda2是交换分区，大小是4G。这里权限的是，如果有多个swap分区，优先使用哪个，数值越大越优先。查看swap分区也可以用命令cat /proc/swaps 。
下面准备把/dev/sdb2创建为swap分区。步骤如下。
第1步：把/dev/sdb2创建为swap分区，命令如下所示。
[root@server ~]# mkswap /dev/sdb2

正在设置交换空间版本 1，大小 = 2 GiB (2147479552  个字节)
无标签，UUID=96b078f8-6ca3-4aac-9af7-b37234b03a6c
[root@server ~]#

第2步：激活新创建的swap分区，命令如下所示。

[root@server ~]# swapon /dev/sdb2
[root@server ~]# swapon -s
文件名				         类型		大小	  已用	权限
/dev/sda2                    partition	4194300  	0	-2
/dev/sdb2                    partition	2097148		0	-3
[root@server ~]#

可以看到，此时已经有了两个交换分区了。其中/dev/sdb2的权限为-3，说明/dev/sda2更优先使用。如果想设置让/dev/sdb2更优先使用，可以调整/dev/sdb2的优先级。
第3步：关闭新创建的swap分区，命令如下所示。

[root@server ~]# swapoff /dev/sdb2
[root@server ~]#

第4步：激活swap分区，并指定优先级，命令如下所示。

[root@server ~]# swapon -s
文件名				类型		大小		已用	权限
/dev/sda2           partition	4194300		0		-2
/dev/sdb2           partition	2097148		0		2
[root@server ~]#

可以看到，/dev/sdb2的优先级是2，这个交换分区会优先使用。
上面设置的这个交换分区也只时临时生效，如果要让其重启系统之后仍然生效，就需要写入/etc/fstab中。
第5步：编辑/etc/fstab，在最后一行添加，命令如下所示。

[root@server ~]# tail -1 /etc/fstab
/dev/sdb1	none	swap	defaults,pri=2		0 	0
[root@server ~]#

上面每个字段用空格或tab隔开均可，第四列defaults后面的逗号两边没有空格。
如果不需要指定优先级，第四列直接写defaults即可。
如果/dev/sdb2当前没有激活，则在写入/etc/fstab之后，执行swapon -a即可。

作业

作业题在server2上完成。
准备工作：自行在server2上新添加一块类型为SCSI大小为20G的硬盘/dev/sdb。
作业1：在/dev/sdb上创建2个主分区，大小分别是2G。

作业2：在/dev/sdb上创建1个扩展分区，使用/dev/sdb剩余所有空间。

作业3：在/dev/sdb上创建3个逻辑分区，大小分别为2G。

作业4：把/dev/sdb2创建为交换分区，要求重启系统后继续生效，并要求当物理内存不够时优先使用/dev/sdb2。

作业5：把/dev/sdb5、/dev/sdb6、/dev/sdb7的分区类型转变为LVM类型的。