《Linux操作系统与应用技术RHEL 8》（贺学剑）教案 第9课 创建磁盘分区

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课题创建磁盘分区课时2课时（90min）教学目标知识技能目标：（1）了解磁盘及磁盘分区相关概念（2）掌握分区管理命令（3）了解文件系统（4）掌握文件系统的挂载与卸载素质目标：（1）养成规范存储文件的习惯（2）增强合理使用磁盘空间的意识教学重难点教学重点：磁盘及磁盘分区相关概念、分区管理命令、文件系统的挂载与卸载教学难点：使用Linux命令进行文件系统的创建、挂载与卸载教学方法案例分析法、问答法、讨论法、讲授法教学用具电脑、投影仪、多媒体课件、教材教学设计第1节课：→→→传授新知（38min）第2节课：课堂讨论（15min）→课堂实践（25min）→课堂小结（3min）→作业布置（2min）教学过程主要教学内容及步骤设计意图第一节课课前任务【教师】布置课前任务，和学生负责人取得联系，让其提醒同学通过文旌课堂APP或其他学习软件，预习本节课要讲的知识【学生】完成课前任务通过课前任务，使学生提前预习要学的知识，提高课堂教效果考勤

（2min）【教师】使用文旌课堂APP进行签到【学生】班干部报请假人员及原因培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况问题导入（5min）【教师】提出以下问题：目前计算机最常用的存储设备是什么？通过问题导入的方法，引导学生主动思考，激发学生的学习兴趣传授新知

（38min）【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍磁盘分区概述、分区管理命令、文件系统，以及文件系统的挂载与卸载 一、磁盘分区概述✈【教师】通过多媒体展示“硬盘”图片（详见教材），并介绍硬盘的知识磁盘是计算机主要的存储介质，可以存储大量的数据。如今，最常用的磁盘就是硬盘。硬盘主要由以下4部分组成。（1）磁头（head）。磁头是硬盘中最昂贵的部件，也是硬盘技术中最重要和最关键的一环。（2）磁道（track）。当磁盘旋转时，磁头若保持在一个位置，则会在磁盘表面划出一个圆形轨迹，这些圆形轨迹称为磁道。（3）扇区（sector）。磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段称为磁盘的扇区。每个扇区可以存放512B的信息，磁盘驱动器在向磁盘读取和写入数据时，要以扇区为单位。（4）柱面（cylinder）。硬盘通常由重叠的一组盘片构成，每个盘面都被划分为数目相等的磁道，并从外缘的“0”开始编号，具有相同编号的磁道形成一个圆柱，称为柱面。✈【教师】讲解“科技之光”的案例（详见教材），引导学生学习了解自主国产品牌的崛起分区就是将磁盘上的存储空间在逻辑上分为若干个相互独立的区域，每一个区域就称为一个分区。分区最前面有一个引导扇区，称为主引导记录（MBR）。MBR位于硬盘的“0”磁道、“0”柱面、“1”扇区中，它共占用了一个扇区，也就是512B。MBR区域可以分为三部分。第一部分是pre-boot区（预启动区），占446B。第二部分是磁盘分区表，占64B。第三部分是结束符，占2B。磁盘分区信息记录在磁盘分区表中。由于磁盘分区表中每记录一个分区信息就需要16B，因此，一块磁盘最多只能建立4个基本分区，称为主分区（primary）。✈【教师】通过多媒体展示“主分区、扩展分区和逻辑分区的关系”图片（详见教材），并介绍相关知识在实际应用过程中，有时仅仅4个分区是无法满足用户需求的，此时就需要用到扩展分区（extended）。扩展分区只能有一个，且必须建立在主分区上，即扩展分区必须属于4个主分区中的一个。扩展分区是不能直接使用的，还需要将其划分为若干个更小的逻辑分区，逻辑分区没有数量限制，其分区信息记录在扩展分区表中。主分区、扩展分区和逻辑分区的关系如图所示。【提示】分区的命名方式为“/dev/sdxy”或“/dev/hdxy”。其中，“/dev”表示设备文件所在的目录，“sd”表示SATA和SCSI等串行设备，“hd”表示IDE设备，x表示磁盘号，以字母a、b、c…表示，y表示分区号，以数字1、2、3…表示。图4-1-2中，“/dev/sda1”表示第一块SATA磁盘的第一个分区。对于磁盘分区来说，主分区和扩展分区的编号范围是1～4，扩展分区中的逻辑分区的编号从5开始。二、分区管理命令常用的分区管理命令为fdisk，其格式如下。fdisk[-l][磁盘设备名]“-l”选项表示查看磁盘的分区信息。如果不加“-l”选项，则表示进入交互模式中管理磁盘分区。fdisk命令交互模式中常用指令的含义如表4-1-2所示。✈【教师】通过多媒体展示“用户与Linux操作系统的交互”表格，介绍相关知识表4-1-2fdisk命令交互模式中常用指令的含义指令含义m查看操作指令的帮助信息p查看分区信息n新建分区d删除分区t变更分区类型w保存分区设置并退出q放弃分区设置并退出✈【教师】通过多媒体展示“磁盘的分区信息”“磁盘设备“/dev/sda”的分区信息”图片（详见教材）和例子，并介绍相关识【实例4-1-1】fdisk命令的使用。#查看磁盘的分区信息[root@localhost~]#fdisk-l#查看磁盘设备“/dev/sda”的分区信息[root@localhost~]#fdisk/dev/sda【提示】fdisk命令不加“-l”选项时，必须加磁盘设备名。在非交互模式中执行“fdisk-l/dev/sda”命令查看磁盘设备“/dev/sda”的分区信息，与执行“fdisk/dev/sda”命令进入交互模式中再按“p”键的效果相同。标注框中的信息含义依次为①设备：分区设备名；②启动：是否是引导分区，有“*”标识的是引导分区；③起点：该分区在硬盘中的起始位置；④末尾：该分区在硬盘中的结束位置；⑤扇区：扇区个数；⑥大小：分区的大小；⑦Id：分区类型的ID标记号，对于ext3分区为83，LVM分区为8e；⑧类型：分区类型。三、文件系统✈【教师】提出以下问题，随机邀请学生进行回答文件系统有哪些含义？✈【学生】聆听、思考、回答✈【教师】总结学生的回答文件系统（filesystem）是Linux操作系统用来存储和管理文件的方法。用户经常所说的文件系统有以下3种含义。（1）指一种特定的文件格式。例如，Linux的文件系统是ext3，Windows10的文件系统是ntfs。（2）指按特定格式进行了“格式化”的存储设备。（3）指操作系统中（通常在内核中）用来管理文件，以及对文件进行操作的机制及其实现。1．文件系统类型Linux操作系统支持多种类型的文件系统，最常见的文件系统如表4-1-3所示。✈【教师】通过多媒体展示“Linux操作系统最常见的文件系统”表格，介绍相关知识表4-1-3Linux操作系统最常见的文件系统文件系统描述ext2ext2是ext文件系统的升级，在Linux操作系统中应用广泛ext3ext3是一款日志文件系统，能够在系统异常宕机时避免文件系统的资料丢失，并能自动修复数据的不一致和错误。但是，当磁盘容量较大时，所需的修复时间也会很长，而且也不能完全保证资料不会丢失ext4ext4是ext3的改进版本，是RHEL6默认使用的文件系统。ext4文件系统性能强大，最大能够支持1EB（1EB=1073741824GB）的文件系统及无限数量的子目录。此外，ext4文件系统能够批量分配block（块），从而极大地提高了读写效率xfs这意味着几乎可以满足所有需求swapswap是Linux交换分区所采用的文件系统。在Linux中使用交换分区管理内存的虚拟交换空间，虚拟内存能够在一定程度上缓解物理内存不足的问题【提示】不同的操作系统使用不同的文件系统。为了与其他操作系统兼容，通常操作系统都支持多种类型的文件系统。2．文件系统目录结构✈【教师】通过多媒体展示“RHEL8文件系统目录结构”图片（详见教材），并介绍相关的知识Linux文件系统采用树型目录结构来组织管理文件，所有文件采取分级分层的方式组织在一起。对用户而言，他们所看到的文件系统目录结构就像一棵倒立的树，在整个树型目录结构中，只有一个根目录（用“/”表示），文件和目录都建立在根目录下。RHEL8的文件系统目录结构如图4-1-5所示。了解Linux操作系统常见目录的作用，对维护和管理Linux有着重要的作用。RHEL8的根目录及其主要子目录的简要说明如表4-1-4所示。✈【教师】通过多媒体展示“用户与Linux操作系统的交互”表格，介绍相关知识表4-1-4RHEL8的根目录及其主要子目录目录含义/Linux操作系统的根目录，所有的目录都在根目录下/bin该目录用于存放用户可执行命令，如cat、chmod和cp等/boot该目录用于存放Linux操作系统启动时所需的文件及系统的内核文件/dev/etc该目录用于存放系统管理时用到的各种配置文件和子目录，如“/etc/passwd”/home该目录用于创建普通用户的主目录，如“/home/Lina”/lib该目录包含运行“/bin”和“/sbin”中的二进制文件时所需的共享函数库/lib64该目录是64位操作系统特有的存放64位共享库的目录/media该目录用于存放可移除的设备，是设备默认的挂载目录/mnt该目录用于存放可移除的设备，是用户手动挂载的目录/opt该目录用于存放安装Linux操作系统后，用户自己安装的其他应用软件/proc该目录是一个位于内存中的伪文件系统，保存的是一些“运行时”的信息，如系统内核、外部设备和网络状态等/root该目录是root用户的主目录/run该目录存储系统运行时需要的数据，不能随便删除，每次系统重启时会重新生成/sbin该目录用于存放管理员使用的命令/srv该目录用于存放本机或本服务器提供的服务或数据/sys该目录用于存放Linux操作系统相关的文件/tmp该目录是临时文件目录，用于存放不同程序执行时产生的临时文件/usr/var✈【教师】讲解“知行合一”的内容（详见教材），引导学生养成良好的习惯，规范文件保存的位置3．创建文件系统文件磁盘分区后不能直接使用，须创建分区的文件系统（即格式化）才能使用。创建文件系统使用mkfs命令，其格式如下。mkfs-t[文件系统类型][磁盘分区名]“-t”选项用于指定创建的文件系统类型，若不指定，将默认使用ext2文件系统。【知识库】在命令行终端输入“mkfs”后，再按两下“Tab”键，会显示如图4-1-6所示的信息。✈【教师】通过多媒体展示“Linux支持创建的文件系统”图片（详见教材），并介绍相关的知识可以看出，mkfs命令将常用的文件系统名称用后缀的方式保存为多个命令文件，即“mkfs.文件类型名称”，故也可以用该方式创建文件系统。例如，要为“/dev/sda3”分区创建ext4文件系统，可使用“mkfs.ext4/dev/sda3”命令，该命令与“mkfs-text4/dev/sda3”命令的作用一致。四、文件系统的挂载与卸载在磁盘上创建好文件系统后，需要将该文件系统挂载到某个目录才能使用。如果文件系统不再使用，将其卸载即可。1．挂载文件系统将文件系统挂载到某个目录的过程称为“挂载”，文件系统所挂载到的目录称为“挂载点”。挂载文件系统有两种方式，一种是命令行方式手动挂载，即手动将某个分区、光盘或软盘等挂载到Linux操作系统指定目录；另一种是系统启动时自动挂载，即通过配置文件“/etc/fstab”设置Linux启动时文件系统的自动挂载。【提示】“挂载”这个动作，是用来告诉Linux操作系统，将一个磁盘空间放在哪个目录中，从而让用户能够调用里面的数据。一般而言，挂载点必须存在且应该是一个空目录，否则目录中原来的文件将被系统隐藏，只有将挂载设备卸载后才能显示并重新访问。（1）命令行方式手动挂载。手动将某个分区、光盘或软盘等挂载到Linux操作系统指定目录使用mount命令，其格式如下。mount[选项][磁盘分区名][挂载点]mount命令中常用选项的含义如表4-1-5所示。✈【教师】通过多媒体展示“mount命令中常用选项的含义”表格，介绍相关知识表4-1-5mount命令中常用选项的含义选项含义-t指定设备的文件系统类型-r以只读方式挂载-w以读写方式挂载-a挂载所有在配置文件“/etc/fstab”中定义的文件系统【实例4-1-2】手动挂载文件系统。#假设有分区“/dev/sda3”，将其挂载到“/mnt/sda3”目录[root@localhost~]#mkdir/mnt/sda3[root@localhost~]#mount/dev/sda3/mnt/sda3（2）系统启动时自动挂载。手动挂载文件系统仅临时有效，一旦重启系统，挂载就会失效，用户须在每次开机后再次手动挂载。若要使挂载永久生效，就必须将挂载信息按照指定格式写入配置文件“/etc/fstab”中，然后执行“mount-a”命令完成自动挂载。使用文本编辑器Vim打开文件“/etc/fstab”，可以看到如下信息。/dev/mapper/rhel-root /xfsdefaults00UUID=395d8df3-9c58-40da-8e8d-08a226cd5b91/bootxfsdefaults00/dev/mapper/rhel-swap swapswapdefaults00由以上信息可以看出，“/etc/fstab”文件中的每一行都表示一个文件系统的挂载信息，且每一行都有6个字段，各字段的含义如表4-1-6所示。✈【教师】通过多媒体展示““/etc/fstab”文件中各字段的含义”表格，介绍相关知识表4-1-6“/etc/fstab”文件中各字段的含义序号字段含义1设备文件一般为磁盘分区名，也可以是唯一识别码（universallyuniqueidentifier，UUID）2挂载点指定要挂载到的目录，该目录须在挂载前创建完成3文件系统类型指定文件系统的格式，如ext3、ext4、xfs或iso9660（光盘设备）等4权限选项指定与文件系统相关联的安装选项，各选项之间用逗号分隔。如果设置为defaults，则默认权限为“rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async”5是否备份表示文件系统是否需要dump备份（dump是一个备份工具）。如果设置为1表示需要，为0则不备份6是否自检表示在系统启动时进行磁盘检查的顺序。根文件系统的值设置为1，其他文件系统的值设置为2，0表示不进行检查【实例4-1-3】将“/dev/sda3”分区自动挂载到“/mnt/sda3”目录，并保持默认权限且无须开机自检。#使用文本编辑器Vim打开并编辑“/etc/fstab”文件[root@localhost~]#vim/etc/fstab#在“/etc/fstab”文件中输入挂载信息，然后保存文件并退出Vim/dev/sda3 /mnt/sda3 ext4 defaults 0 0#完成自动挂载[root@localhost~]#mount-a【小技巧】“/etc/fstab”文件可以视为mount命令的配置文件。在“/etc/fstab”文件中正确写入了相应分区的自动挂载信息后，手动挂载该分区时，仅须指定磁盘分区名或挂载点中的任意一个作为参数即可。例如，执行“mount/dev/sda3”命令可以完成“/dev/sda3”分区的挂载。2．卸载文件系统卸载文件系统使用umount命令，其格式如下。umount[磁盘分区名或挂载点]umount命令的参数既可以是磁盘分区名，也可以是挂载点。【实例4-1-4】卸载文件系统。#使用卸载磁盘分区名的方式卸载“/dev/sda3”分区[root@localhost~]#umount/dev/sda3#使用卸载挂载点的方式卸载“/dev/sda3”分区[root@localhost~]#umount/mnt/sda3【提示】进行卸载操作时，如果当前目录正是挂载点目录，系统会提示类似“umount:/mnt/sda3:targetisbusy.”的提示信息。用户必须切换到其他目录才能进行卸载操作。【学生】聆听、思考、理解、记录通过教师的讲解和演示，使学生了解磁盘分区概述、分区管理命令、文件系统，以及文件系统的挂载与卸载等知识第二节课课堂讨论（15min）【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：问题1：常用的文件系统格式有哪些？分别适用于哪个操作系统？问题2：硬盘主要由哪几部分组成？问题3：Linux文件系统采用哪个目录结构来组织管理文件？哪个目录用于存放系统管理时用到的各种配置文件和子目录；哪个目录用于存放可移除的设备，是用户手动挂载的目录；哪个目录用于创建普通用户的主目录？【学生】聆听、思考、小组讨论，由小组代表上台发表讨论结果【教师】与学生一起评价各组的发言，并进行总结通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对基本文件课堂实践（25min）【教师】演示创建磁盘分区的方法，然后让学生以小组为单位进行实际操作一、添加磁盘设备步骤1打开虚拟机软件，在虚拟机管理界面中选择“编辑虚拟机设置”选项，在打开的“虚拟机设置”对话框中单击“添加”按钮。步骤2打开“添加硬件向导”对话框，在出现的“硬件类型”界面中选择添加的硬件类型为“硬盘”，然后单击“下一步”按钮。步骤3在出现的“选择磁盘类型”界面中选择“SATA”单选钮，然后单击“下一步”按钮……（详见教材）【学生】按照要求进行操作，如遇问题可自行扫码观看“创建磁盘分区”视频，或者询问老师【教师】巡堂辅导，及时解决学生遇到的问题，根据学生的表现完成任务评价表4-1-1任务评价项目名称评价内容评价分数分值自评互评师评职业素养考核项目（30%）考勤、仪容仪表10分安全意识、责任意识10分团队合作与交