项目6 配置与管理基本磁盘和动态磁盘

项目6配置与管理基本磁盘和动态磁盘WindowsServer

的存储管理无论是技术上还是功能上，都比以前的Windows版本有了很多改进和提高，磁盘管理提供了更好的管理界面和性能。学好基本磁盘和动态磁盘的配置与管理，学好为用户分配磁盘配额，是对一个网络管理员最基础的要求。2项目背景学习要点掌握磁盘的基本知识。掌握管理基本磁盘的方法。掌握管理动态磁盘的方法。掌握管理磁盘配额的方法。掌握常用的磁盘管理命令。学习要点素质要点了解国家科学技术奖中最高等级的奖项——国家最高科学技术奖，激发学生的科学精神和爱国情怀。“盛年不重来，一日难再晨。及时当勉励，岁月不待人。”盛世之下，学生要惜时如金，学好知识，报效国家。素质要点01.项目基础知识contents目录02.项目设计及准备03.项目实施04.习题与实训项目基础知识古盛世之下，青年学生要惜时如金，学好知识，报效国家。6.16.1.1MBR磁盘与GPT磁盘

contents目录6.1.2认识基本磁盘6.1.3RAID技术简介6.1.4动态卷类型项目基础知识磁盘在数据被存储到磁盘之前，磁盘必须被划分成一个或数个磁盘分区。如图所示为一个磁盘（一块硬盘）被划分为3个磁盘分区磁盘MBR磁盘与GPT磁盘古盛世之下，青年学生要惜时如金，学好知识，报效国家。6.1.1MBR磁盘与GPT磁盘MBR的英文全称是MasterBootRecord，简称MBR，中文含义是主引导记录GPT的英文全称是GUIDPartitionTable，简称GPT，中文含义是全局唯一标识分区表磁盘按磁盘分区表的格式可以分为主引导记录（MasterBootRecord，MBR）磁盘与全局唯一标识分区表（GUIDPartitionTable，GPT）磁盘两种。MBR磁盘与GPT磁盘MBRMBR（masterbootrecord）磁盘：使用的是旧的传统磁盘分区表格式，其磁盘分区表存储在MBR内。MBR磁盘结构示意MBR位于磁盘最前端，计算机启动时，使用传统BIOS（基本输入输出系统，是固化在计算机主板上一个ROM芯片上的程序）的计算机，其BIOS会先读取MBR，并将控制权交给MBR内的程序代码，然后由此程序代码来继续后续的启动工作。MBR磁盘所支持的硬盘最大容量为2.2TB(1TB=1024GB)。小提示MBR磁盘与GPT磁盘GPTGPT（GUIDPartitionTable）磁盘：一种新的磁盘分区表格式，其磁盘分区表存储在全局唯一标识分区表内。GPT位于磁盘的前端，而且它有主分区表与备份分区表，可提供容错功能。使用新式UEFIBIOS的计算机，其BIOS会先读取GPT，并将控制权交给GPT内的程序代码，然后由此程序代码来继续后续的启动工作。GPT磁盘所支持的硬盘可以超过2.2TB。小提示GPT磁盘结构示意MBR磁盘与GPT磁盘GPT可以利用图形接口的磁盘管理工具或diskpart命令将空的MBR磁盘转换成GPT磁盘，或将空的GPT磁盘转换成MBR磁盘。GPT磁盘结构示意MBR磁盘与GPT磁盘设置启动模式①

GPT磁盘内提供了ProtectiveMBR（保护MBR），使仅支持MBR的程序仍然可以正常运行。②可以在BIOSStartup中设置采用何种启动模式，如图所示。GPT磁盘结构示意MBR磁盘与GPT磁盘认识基本磁盘高山仰止，景行行止。6.1.2认识基本磁盘Windows操作系统将磁盘分为基本磁盘与动态磁盘两种类型。（1）基本磁盘：传统的磁盘系统，新安装的硬盘默认是基本磁盘。（2）动态磁盘：支持多种特殊的磁盘分区.认识基本磁盘C:D:E:F:基本磁盘动态磁盘进一步认识磁盘基本磁盘：平常使用的默认磁盘类型，通过分区来管理和应用磁盘空间。动态磁盘：动态磁盘使用卷（Volume）来组织空间，使用方法与基本磁盘分区相似。一个物理硬盘可以被全部划分为基本磁盘或是动态磁盘，但是不能二者兼有。认识基本磁盘可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。1．主磁盘分区与扩展磁盘分区基本磁盘基本磁盘管理一个基本磁盘可以划分为主分区（PrimaryPartition）和扩展分区（ExtendedPartition），但是最多只能建立一个扩展分区。一个基本磁盘最多可以分为四个分区。主分区通常用来启动操作系统，一般可以将分完主分区后的剩余空间全部分给扩展分区，扩展分区再分成若干逻辑分区。基本磁盘中的分区空间是连续的。认识基本磁盘可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。主磁盘分区。主磁盘分区可以用来启动操作系统。1．主磁盘分区与扩展磁盘分区主磁盘分区可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。扩展磁盘分区只能用来存储文件，无法用来启动操作系统。一个MBR磁盘内最多可建立4个主磁盘分区，或最多3个主磁盘分区加1个扩展磁盘分区。1．主磁盘分区与扩展磁盘分区扩展磁盘分区可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。若三个主磁盘分区和一个扩展分区分区类型:主磁盘分区扩展磁盘分区逻辑驱动器1．主磁盘分区与扩展磁盘分区3主+1扩展22ORC:D:E:F:PrimaryPrimaryExtendedwithlogicaldrivesBasicDisksC:D:E:F:G:H:主分区主分区：用来启动操作系统的分区，即系统的引导文件存放的分区。每块基本磁盘最多可以被划分为4个主分区，通过这种方式可以互不干扰的安装多套操作系统。注意：基本分区最多可以容纳4个分区（主分区和扩展分区），并且这4个分区只能是以下两种情况：一是4个主分区；一是3个主分区，1个扩展分区。认识基本磁盘扩展分区扩展分区：若主分区没有占用所有的硬盘空间，则可以把剩余空间划分为扩展分区。注意：1.每块硬盘上只能有一个扩展分区；2.扩展分区不能用来启动操作系统；3.必须在扩展分区内划分逻辑分区才能被使用，并赋予盘符。认识基本磁盘可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。扩展磁盘分区只能用来存储文件，无法用来启动操作系统。一个MBR磁盘内最多可建立4个主磁盘分区，或最多3个主磁盘分区加1个扩展磁盘分区。1．主磁盘分区与扩展磁盘分区扩展磁盘分区逻辑分区逻辑分区：在扩展分区内进行容量的划分。每个逻辑分区被赋予一个盘符，如D：、E：、F：。认识基本磁盘可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。Windows操作系统的一个GPT磁盘内最多可以建立128个主磁盘分区1．主磁盘分区与扩展磁盘分区GPT磁盘可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。启动分区Windows操作系统又将磁盘区分为启动分区（bootvolume)与系统分区（systemvolume)两种。（1）启动分区。它是用来存储Windows操作系统文件的磁盘分区。

2.系统分区和启动分区可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。系统分区（2）系统分区。如果将系统启动的程序分为两个阶段来看，则系统分区就是用于存储第1阶段所需的启动文件（如Windows启动管理器bootmgr）的分区。2.系统分区和启动分区系统分区和启动分区例如，左图中的系统保留分区与右图中的C盘都是系统分区。其中右图中因为只有一个磁盘分区，启动文件与Windows文件夹都存储在此处，所以它既是系统分区，又是启动分区。2.系统分区和启动分区UEFI模式使用UEFIBIOS的计算机可以选择以UEFI模式或传统模式来启动WindowsServer。若是UEFI模式，则启动磁盘需为GPT磁盘，且磁盘最少需要3个GPT磁盘分区，如图所示。2.系统分区和启动分区可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。UEFI模式在UEFI模式下，除以上3个磁盘分区之外，安装程序还会自动多建立一个恢复分区。它将WindowsRE与EFI系统分区分成两个磁盘分区，存储WindowsRE的恢复分区的容量约为300MB，此时的EFI系统分区的容量约为100MB。2.系统分区和启动分区可由MS-DOS和所有基于Windows操作系统访问的物理磁盘。新安装的硬盘默认是基本磁盘。恢复分区WindowsRE‌是一个特殊的启动环境，‌用于修复启动问题、‌系统恢复、‌以及在某些情况下进行系统还原。‌2.系统分区和启动分区查看磁盘上的分区查看磁盘分区的方法主要有两种：一种是通过磁盘管理，另一种是通过diskpart程序查看。GPT磁盘的磁盘管理查看2.系统分区和启动分区查看磁盘上的分区先运行WindowspowerShell再通过diskpart程序查看。用diskpart程序查看磁盘分区2.系统分区和启动分区古盛世之下，青年学生要惜时如金，学好知识，报效国家。6.1.3RAID技术简介动态磁盘动态磁盘使用卷来组织空间，使用方法与基本磁盘分区的相似。动态卷可建立在不连续的磁盘空间中，且空间大小可以动态变更。动态卷的创建数量也不受限制。在动态磁盘中可以建立多种类型的卷，以提供高性能的磁盘存储能力。动态磁盘RAID技术简介RAID技术把多个磁盘组成一个阵列，当作单一磁盘使用。RAID技术的实现可以分为硬件实现和软件实现两种。目前，WindowsServer网络操作系统支持的软RAID级别包括RAID-0、RAID-1、RAID-4和RAID-5。RAID技术简介RAID实现动态磁盘软件实现1、RAID0：条带卷（带区卷）2、RAID1：镜像卷

3、RAID-4：带奇偶校验码的独立磁盘结构3、RAID5：带奇偶校验的条带卷硬件实现1、磁盘控制器接口处理冗余信息的创建和重新生成2、RAID级别依赖于硬件制造商决定使用软件/硬件RAID动态磁盘硬件容错比软件容错功能更昂贵。硬件容错功能通常比软件功能的速度快。硬件容错功能可能只限于选择单一的制造商的设备。硬件容错功能可能实现了硬盘热交换技术，因而可以在不关机的情况下替换失败的硬盘。用软件实现RAID动态磁盘RAID0:也被称为磁盘条带技术。卷将数据存储在条带上，而这些条带位于两个或多个物理硬盘上。不容错!RAID1:也被称为磁盘镜像技术。数据被同时写入到两个硬盘中。利用率是50%。容错！RAID5:卷跨越阵列中的所有磁盘共享数据。它的独特之处是在所有硬盘上都写入了奇偶校验信息。这些信息是冗余信息，它与相应的块有关。容错！（1）RAID-0RAID-0通常被称作“条带”或“带区”，它是面向性能的分条数据映射技术。被写入阵列的数据被分割成条带，并写入阵列中的成员磁盘，从而允许低费用的高效输入输出（Input/Output，I/O）性能，但是不提供冗余性。RAID技术简介带区卷（RAID-0）动态磁盘带区卷是指数据交错分布于两个或更多物理磁盘的卷，最多32个硬盘空间组成。带区卷不能镜像或扩展。带区卷可以被格式化成FAT32、NTFS文件系统。带区卷的每个成员其容量大小相同，并且数据写入时是以64KB为单位，是Windows中工作效率最好的卷。带区卷（RAID-0）动态磁盘（1）RAID-1RAID-1被称为“磁盘镜像”，通过在阵列中的每个成员磁盘上写入相同的数据来提供冗余性。RAID-1提供了极佳的数据可靠性，并提高了读取任务繁重的程序的执行性能，但是它的费用也相对较高。RAID技术简介镜像卷（RAID-1）动态磁盘镜像卷可以看作简单卷的复制卷，由一个动态磁盘内的简单卷和另一个动态磁盘内的未指派空间组合而成，或者由两个未指派的可用空间组合而成，然后给予一个逻辑磁盘驱动器号。当一个卷作出修改时，另一个卷也完成相同的操作两个区域存储完全相同的数据，当一个磁盘出现故障时，系统仍然可以使用另一个磁盘内的数据，因此，它具备容错的功能。但它的磁盘利用率不高，只有50%。与跨区卷、带区卷不同的是，它可以包含系统卷和启动卷。镜像卷的优点和缺点动态磁盘可以利用镜像卷保护系统磁盘分区或引导磁盘分区。镜像卷需要两个硬盘。镜像卷利用率低只有50％镜像卷具有良好的读、写性能。镜像卷比RAID－5卷使用的系统内存少。（1）RAID-4RAID-4使用集中到单个磁盘驱动器上的奇偶校验来保护数据，更适合事务性的I/O而不是大型文件传输。专用的奇偶校验磁盘同时带来了固有的写入瓶颈。RAID技术简介（1）RAID-5RAID-5是目前使用非常普遍的RAID级别。通过在某些或全部阵列成员磁盘驱动器中分布奇偶校验，RAID-5避免了RAID-4中固有的写入瓶颈，它唯一的性能瓶颈是奇偶计算进程。与RAID-4一样，其结果是性能不对称，读取性能大大优于写入性能。RAID技术简介RAID－5卷动态磁盘RAID-5卷是具有容错能力的带区卷。RAID－5卷最少需要三个硬盘，最多可达32个硬盘。奇偶校验信息存储在各个驱动器上工作原理：RAID-5卷在存储数据时，会根据数据内容计算出奇偶校验数据，并将该校验数据一起写入到RAID-5卷中。当某个磁盘出现故障时，系统可以利用其他硬盘中的数据和该奇偶校验数据恢复丢失的数据，具有一定的容错能力。RAID－5卷动态磁盘奇偶校验数据不是存储在固定的磁盘内，而是依序分布在每台磁盘内，例如第一次写入时存储在磁盘0、第二次写入时存储在磁盘1……存储到最后一个磁盘后，再从磁盘0开始存储。RAID-5卷的写入效率相对镜像卷较差，因为写入数据的同时要进行奇偶校验数据的计算，但读取数据时比镜像卷好，因为可以从多个磁盘读取数据，并且不用计算奇偶校验数据。RAID－5卷的优点和缺点动态磁盘不能保护系统磁盘分区和引导分区最少需要3个硬盘，且来自于不同硬盘空间的大小必须相同。具有中等程度的写性能，但出色的读性能。RAID-5卷的磁盘空间有效利用率为（n-1）/n，其中n为磁盘的数目，从这一点上看，比镜像卷的50%要好。须较多的系统内存。动态卷类型高山仰止，景行行止。6.1.4动态磁盘动态磁盘提供了更好的磁盘访问性能及容错等功能，可以将基本磁盘转换为动态磁盘，而不损坏原有的数据。动态磁盘若要转换为基本磁盘，则必须先删除原有的卷。在转换磁盘之前需要关闭这些磁盘中运行的应用程序。动态卷类型动态磁盘转换过程①关闭所有正在运行的应用程序，选择“服务器管理器”→“工具”→“计算机管理”→“磁盘管理”选项，在右侧窗格的底端选中要升级的基本磁盘并单击鼠标右键，在弹出的快捷菜单中选择“转换到动态磁盘”选项。②在弹出的对话框中可以选择多个磁盘一起升级。选择好之后，单击“确定”按钮，并单击“转换”按钮即可。动态卷类型基本磁盘升级为动态磁盘动态磁盘动态磁盘动态磁盘动态磁盘不使用分区，而使用卷来描述动态磁盘上的每一个空间（容量）划分。WindowsServer2003动态磁盘可支持多种特殊的动态卷，包括简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和RAID-5卷。它们有的可以提高访问效率，有的可以提供容错功能，有的可以扩大磁盘的使用空间。VolumeTypesonDynamicDisksStripedVolumeRAID-5VolumeMirroredVolumeSpannedVolumeSimpleVolume动态卷类型（1）简单卷（SimpleVolume）（2）跨区卷（SpannedVolume）（3）带区卷（StripedVolume）（4）镜像卷（MirroredVolume）（5）带奇偶校验的带区卷（RAID-5）动态磁盘的优点动态磁盘1.空间划分数目不受限制：动态磁盘可以容纳4个以上的卷，卷的相关信息不存放在分区表中，而是卷之间互相复制划分信息，因此提高了容错功能。（基本磁盘中受分区表的限制，最多只能建立4个分区）2.可以动态调整卷：动态磁盘的扩展、建立、删除、调整均不需要重新启动计算机。（基本磁盘中，添加、删除分区后都必须重新启动计算机）非磁盘阵列卷动态磁盘动态磁盘有5种主要的卷，这些卷又可分为非磁盘阵列卷和磁盘阵列卷两大类。非磁盘阵列卷包括：简单卷跨区卷磁盘阵列卷动态磁盘磁盘阵列卷包括带区卷（RAID0）镜像卷（RAID1）带奇偶校验码的独立磁盘结构（RAID4）带奇偶校验的带区卷（RAID5）

简单卷动态磁盘包含同一磁盘中的空间比基本磁盘分区受到的限制少能够使用NTFS,文件系统能用于镜像容错使用创建向导创建扩展简单卷动态磁盘只有NTFS简单卷才可以被扩展。“系统卷”和“引导卷”不能扩展。跨区卷动态磁盘组成跨区卷的磁盘数量可以是2～32个。组成跨区卷的每个磁盘的未指派空间可以不同。跨区卷的成员中不含“系统卷”和“引导卷”。当数据被存到跨区卷时，先存到跨区卷成员中的第1个磁盘内，待空间用尽后，才将数据存到第2块磁盘，以此类推。跨区卷没有容错功能。当成员磁盘中任何一个发生故障，整个跨区卷的数据都将丢失。跨区卷是个整体，无法将其中任何一个成员单独使用。NTFS跨区卷可以扩展。项目设计及准备高山仰止，景行行止。6.2项目设计功能与特性

本项目所用虚拟机的网络连接模式设置为“仅主机模式”。本项目只用到MS1和MS2，其他虚拟机可以临时关闭或挂起。项目准备

在VMware中安装独立服务器MS2（使用BIOS模式工作）。新建虚拟机后，必须先对虚拟机进行设置才能正常安装：①设置MS2时，将“选项”选项卡中的固件类型改为“BIOS”。②添加一个磁盘：磁盘1（容量为127GB）。项目实施春华秋实，岁物丰成。6.3项目实施任务5碎片&优化任务3维护动态卷任务4磁盘配额任务2动态卷任务6存储空间任务1基本磁盘任务1管理基本磁盘030102分区形式初始化磁盘建立简单卷建立分区系统启动分区配置分区01-初始化磁盘磁盘管理转换分区02-建立分区分配驱动器号格式化分区02-建立分区3个主分区、1个扩展分区03-配置分区更改驱动器号和路径“添加驱动器号或路径”对话框指定活动的磁盘分区（MS2）03-配置分区MS2上磁盘0的启动分区、系统分区和活动分区指定活动的磁盘分区（MS2）创建RAID-5卷创建其他卷0102任务2

创建动态卷（MS1）任务描述01-创建RAID-5卷转换为动态磁盘为RAID-5卷选择磁盘01-创建RAID-5卷建立完成的RAID-5卷02-创建其他卷在磁盘2上创建800MB简单卷。在磁盘3上创建200MB扩展卷，使800MB简单卷变为1000MB。在磁盘2上创建1000MB跨区卷（只有磁盘上容量不足时才会使用其他磁盘）。在磁盘2上创建1000MB带区卷。维护镜像卷0102任务3

维护动态卷（MS1）维护RAID-5卷任务描述维护动态磁盘卷01-维护镜像卷从损坏的磁盘上删除镜像“添加镜像”对话框02-维护RAID-5卷修复RAID5卷“修复RAID-5卷”对话框任务4管理磁盘配额（MS1）磁盘配额基本概念设置磁盘配额0102在WindowsServer2022中，磁盘配额跟踪以及控制磁盘空间的使用，使系统管理员可将Windows配置如下：当用户超过所指定的磁盘空间限额时，阻止进一步使用磁盘空间和记录事件；当用户超过指定的磁盘空间警告级别时记录事件。01-磁盘配额02-设置磁盘配额“配额项”窗口“添加新配额项”窗口任务5碎片整理和优化驱动器（MS2）任务分析碎片整理和优化任务5碎片整理和优化驱动器（MS2）碎片整理一种优化硬盘驱动器性能的方法，它重新组织硬盘上的文件片段，使它们在物理上更接近，以提高读取和写入速度。当文件被删除、修改或移动时，硬盘上的数据可能会分散到不同的物理位置，从而导致碎片化。碎片整理重新安排计算机硬盘上的文件、程序以及未使用的空间，使得程序运行得更快，文件打开得更快。磁盘碎片整理并不影响数据的完整性。任务5碎片整理和优化驱动器（MS2）任务6使用存储空间（MS2）存储空间（StorageSpace）使用户能够将连接在WindowsServer2022服务器的多个物理磁盘组合在一起来使用，且存储空间具备容错与自我修复能力，类似于RAID，但是又与RAID不同。在存储空间的架构之下，存储池是多块物理磁盘的组