Windows Server 配置与管理——第4章：磁盘管理

目录4.1 项目背景4.2 相关知识1. 概念和术语2. 基本磁盘3. 动态磁盘4. 磁盘配额4.3 项目过程4.3.1 任务 1 基本磁盘管理1. 扩展磁盘空间2. 新建简单卷3. 删除简单卷4. 添加新磁盘4.3.2 任务 2 动态磁盘管理1. 将基本磁盘转换成动态磁盘2. 创建、扩展简单卷3. 创建跨区卷4. 创建带区卷5. 创建镜像卷6. 创建 RAID-5 卷7. 维护动态卷1修复镜像卷2修复 RAID-5 卷4.3.3 任务 3 磁盘配额管理4.1 项目背景计算机网络系统面临着很多威胁包括非法访问、磁盘物理损坏等。在计算机网络管理中确保系统安全和数据完整性是至关重要的。针对非法访问和磁盘物理损坏等威胁采取严格的访问控制和数据备份策略是基本的防护手段。同时有效地组织和管理磁盘资源也是网络管理的重要组成部分这通常依赖于网络操作系统来实现。4.2 相关知识1. 概念和术语1物理磁盘使用的真实磁盘。多个物理磁盘的集合形成存储池。在存储池中可以创建一个或多个虚拟磁盘这些虚拟磁盘又称存储空间。2逻辑磁盘在 “此电脑” 窗口中所看到的磁盘是物理磁盘的一个分区或卷。3分区将物理磁盘分割出的一部分它可以单独使用不同分区可使用不同文件系统格式。常见的分区有以下几种①主分区标记为由操作系统使用的一个分区。②扩展分区从硬盘的可用空间上创建的分区而且可以将其再划分为逻辑驱动器。③逻辑驱动器在扩展分区中创建的逻辑分区逻辑驱动器的数量不受限制。④引导分区包含引导操作系统文件的分区。⑤系统分区包含 Windows Server 2022 的分区。4卷磁盘格式化后由文件系统使用的分区或分区集合。5超融合基础设施HCI一种先进的信息技术基础设施解决方案它通过整合计算、存储和网络功能以高度自动化和集成的方式为企业提供灵活、高效、可扩展的数据中心基础设施。2. 基本磁盘基本磁盘是 Windows Server 2022 操作系统支持的默认磁盘类型与其他操作系统兼容以分区方式组织和管理磁盘空间。基本磁盘是包括主分区、扩展分区及逻辑驱动器的物理磁盘也包括基本卷。分区只能在一个物理磁盘上创建不能跨越物理磁盘创建分区。基本磁盘不能提升磁盘读写性能不能提供磁盘容错功能。3. 动态磁盘动态磁盘是 Windows Server 2022 操作系统所拥有的磁盘类型。动态磁盘不使用分区或逻辑驱动器而是以卷的形式组织磁盘空间可以提升磁盘读写性能和提供磁盘容错功能。在一个动态磁盘上所能创建卷的数量只受磁盘上可用空闲空间量的限制。一个卷可以指定一个驱动器字符或挂载点。Windows Server 2022 系统的动态磁盘支持简单卷、跨区卷、带区卷、镜像卷和有奇偶校验值的带区卷RAID-55 种卷类型。1简单卷在单独的动态磁盘中的一个卷它与基本磁盘的分区相似但它没有空间限制及数量限制。简单卷不能提升磁盘读写性能不能提供磁盘容错功能磁盘利用率为 100%。2跨区卷一个包含多个磁盘上的空间的卷最多 32 个磁盘。向跨区卷中存储数据的顺序是存满第一个磁盘再逐个向后面的磁盘中存储系统在同一时间只能向一个磁盘写入数据。跨区卷并不能提高磁盘读写性能和容错功能磁盘利用率为 100%。3带区卷由两个或多个磁盘中的空余空间组成的卷最多 32 个磁盘。在向带区卷中写入数据时数据被分割成 64 KB 的数据块然后同时向阵列中的每一个磁盘写入不同的数据块。这个过程显著提高了磁盘效率和性能但是带区卷不提供容错功能磁盘利用率为 100%。4镜像卷需要两个磁盘一个存储运行中的数据一个存储数据副本从而提供了容错功能但是它不提供性能的优化。镜像卷写的性能会下降磁盘利用率为 50%。5RAID-5 卷含有奇偶校验的带区卷。RAID-5 卷至少包含 3 个磁盘最多 32 个磁盘。在写入数据时数据被分割成 64 KB 的数据块然后同时向阵列中的每一个磁盘写入不同的数据块其中包含一个 64 KB 奇偶校验数据块并轮流写在不同的磁盘上。RAID-5 卷提供了容错功能降低了写的性能提高了读的性能磁盘利用率为(n−1)/nn为磁盘个数。4. 磁盘配额为访问服务器资源的用户设置磁盘配额控制他们对磁盘空间的使用可以防止用户过量地占用服务器和网络资源导致其他用户无法访问服务器。当启用磁盘配额时可以设置两个值磁盘配额限制和磁盘配额警戒等级。磁盘配额限制指定了用户可以使用的磁盘空间数量磁盘配额警戒等级指定了用户接近配额限制的警告点。4.3 项目过程项目过程可分为以下几个任务执行。1基本磁盘管理。2动态磁盘管理。3磁盘配额管理。4.3.1 任务 1 基本磁盘管理在安装 Windows Server 2022 操作系统时硬盘将自动初始化为基本磁盘。基本磁盘上的管理任务包括磁盘分区的建立、删除和查看等。1. 扩展磁盘空间具体操作步骤如下。步骤 1在 VMware Workstation 窗口中选择 “虚拟机”→“设置” 选项弹出 “虚拟机设置” 对话框切换到 “硬件” 选项卡在 “设备” 列表中选择 “硬盘” 选项单击 “扩展” 按钮如图 4-1 所示。步骤 2弹出 “扩展磁盘容量” 对话框在 “最大磁盘大小” 编辑框中输入磁盘的大小如 80单击 “扩展” 按钮如图 4-2 所示。图 4-1 “虚拟机设置” 对话框图 4-2 “扩展磁盘容量” 对话框二维码基本磁盘管理2. 新建简单卷具体操作步骤如下。步骤 1启动 Windows Server 2022 操作系统在 “服务器管理器” 窗口中选择 “工具”→“计算机管理” 选项打开 “计算机管理” 窗口选择 “存储”→“磁盘管理” 选项如图 4-3 所示。图 4-3 “计算机管理” 窗口步骤 2显示 “磁盘管理” 界面在该界面中显示所有磁盘的名称、类型、采用的文件系统格式和状态以及分区的基本信息。选取一块未分配的磁盘空间此处选择磁盘 0 中的未分配空间右击该磁盘空间在弹出的快捷菜单中选择 “新建简单卷” 选项如图 4-4 所示。图 4-4 “磁盘管理” 界面步骤 3返回 “虚拟机设置” 对话框单击 “确定” 按钮。弹出 “新建简单卷向导” 对话框显示欢迎界面单击 “下一步” 按钮如图 4-5 所示。步骤 4显示 “指定卷大小” 界面在 “简单卷大小” 编辑框中输入简单卷的大小如 1024单击 “下一步” 按钮如图 4-6 所示。图 4-5 “新建简单卷向导” 对话框图 4-6 “指定卷大小” 界面步骤 5显示 “分配驱动器号和路径” 界面保持默认设置不变单击 “下一步” 按钮如图 4-7 所示。步骤 6显示 “格式化分区” 界面保持默认设置不变单击 “下一步” 按钮如图 4-8 所示。步骤 7显示 “正在完成新建简单卷向导” 界面该界面显示了所有的设置信息单击 “完成” 按钮完成简单卷的创建。图 4-7 “分配驱动器号和路径” 界面图 4-8 “格式化分区” 界面3. 删除简单卷具体操作步骤如下。步骤 1在 “磁盘管理” 界面中右击要删除的简单卷在弹出的快捷菜单中选择 “删除卷” 选项如图 4-9 所示。图 4-9 删除简单卷步骤 2弹出 “删除简单卷” 对话框单击 “是” 按钮即可删除简单卷如图 4-10 所示。图 4-10 “删除简单卷” 对话框4. 添加新磁盘具体操作步骤如下。步骤 1在 VMware Workstation 窗口中选择 “虚拟机”→“设置” 选项弹出 “虚拟机设置” 对话框默认显示 “硬件” 选项卡单击 “添加” 按钮如图 4-11 所示。步骤 2弹出 “添加硬件向导” 对话框在 “硬件类型” 列表框中选择 “硬盘” 选项单击 “下一步” 按钮如图 4-12 所示。根据向导提示依次单击 “下一步” 按钮直至完成。图 4-11 “虚拟机设置” 对话框图 4-12 “添加硬件向导” 对话框步骤 3打开 “计算机管理” 窗口在左侧窗格中选择 “存储”→“磁盘管理” 选项在中间窗格中显示所有磁盘信息。右击刚添加的新磁盘如磁盘 1在弹出的快捷菜单中选择 “联机” 选项如图 4-13 所示。图 4-13 “计算机管理” 窗口步骤 4再次在磁盘 1 上右击在弹出的快捷菜单中选择 “初始化磁盘” 选项弹出 “初始化磁盘” 对话框在 “为所选磁盘使用以下磁盘分区形式” 区域中为磁盘选择分区形式本例选择 “MBR主启动记录” 单选按钮单击 “确定” 按钮如图 4-14 所示。图 4-14 “初始化磁盘” 对话框4.3.2 任务 2 动态磁盘管理1. 将基本磁盘转换成动态磁盘具体操作步骤如下。步骤 1在 “磁盘管理” 界面中选中要转换的磁盘如磁盘 1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。步骤 2弹出 “转换为动态磁盘” 对话框勾选 “磁盘 1” 复选框单击 “确定” 按钮如图 4-15 所示。图 4-15 “转换为动态磁盘” 对话框二维码动态磁盘管理2. 创建、扩展简单卷具体操作步骤如下。步骤 1在 “磁盘管理” 界面中选中磁盘 1 的未分配空间单击鼠标右键在弹出的快捷菜单中选择 “新建简单卷” 选项弹出 “新建简单卷向导” 对话框。步骤 2参照基本磁盘管理中新建简单卷的步骤根据向导提示完成简单卷的创建。本例中新建简单卷 “E:”磁盘容量为 5 GB如图 4-16 所示。图 4-16 新建简单卷 “E:”提示:将同一磁盘中的未分配空间合并到简单卷中可扩展简单卷容量。步骤 3选中简单卷 “E:”单击鼠标右键在弹出的快捷菜单中选择 “扩展卷” 选项弹出 “扩展卷向导” 对话框单击 “下一步” 按钮。步骤 4显示 “选择磁盘” 界面在 “选择空间量” 编辑框中输入 “5120”单击 “下一步” 按钮如图 4-17 所示。步骤 5显示 “完成扩展卷向导” 界面单击 “完成” 按钮完成简单卷的扩展如图 4-18 所示。此时在 “磁盘管理” 界面中可以看到 “E:” 磁盘容量已被扩展到 10 GB如图 4-19 所示。图 4-17 “选择磁盘” 界面图 4-18 “完成扩展卷向导” 界面图 4-19 已扩展简单卷3. 创建跨区卷将如图 4-20 所示的 3 个未分配空间合并为一个跨区卷具体操作步骤如下。提示首先增加两个新磁盘即磁盘 2 和磁盘 3然后将其进行初始化并将其转换为动态磁盘。图 4-20 分配磁盘空间标注此区域选择 2 GB、此区域选择 3 GB、此区域选择 4 GB步骤 1选中任意一个未分配空间如磁盘 1 的未分配空间单击鼠标右键在弹出的快捷菜单中选择 “新建跨区卷” 选项弹出 “新建跨区卷” 对话框单击 “下一步” 按钮如图 4-21 所示。步骤 2显示 “选择磁盘” 界面在 “可用” 列表框中选择 “磁盘 2” 选项单击 “添加” 按钮将其添加到 “已选的” 列表框中。使用相同的方法将 “磁盘 3” 也添加到 “已选的” 列表框中。步骤 3在 “已选的” 列表框中选择 “磁盘 1” 选项然后在 “选择空间量” 编辑框中输入 “2048”2 GB为磁盘 1 设置提供的容量大小。使用相同的方法为磁盘 2 设置提供的容量大小为 3 072 MB3 GB为磁盘 3 设置提供的容量大小为 4 096 MB4 GB然后单击 “下一步” 按钮如图 4-22 所示。图 4-21 “新建跨区卷” 对话框图 4-22 选择磁盘并为跨区卷设置磁盘大小步骤 4显示 “分配驱动器和路径” 界面在 “分配以下驱动器号 (A)” 下拉列表中选择 “F” 选项单击 “下一步” 按钮。步骤 5显示 “卷区格式化” 界面保持默认设置单击 “下一步” 按钮。步骤 6显示 “正在完成新建跨区卷向导” 界面单击 “完成” 按钮。步骤 7系统开始创建并格式化跨区卷完成后如图 4-23 所示。其中“F:” 就是跨区卷分布在 3 个磁盘中总容量为 9 GB。提示:跨区卷是几个位于不同物理磁盘的未分配空间组成的一个逻辑卷可以用来将动态磁盘内多个剩余的、容量较小的未被分配空间组合成为一个容量较大的卷。组成跨区卷的每个成员的容量大小可以不同。图 4-23 已创建跨区卷4. 创建带区卷利用如图 4-24 所示的 3 个磁盘的未分配空间合并为一个带区卷具体操作步骤如下。图 4-24 分配磁盘空间标注此区域选择 3 GB、此区域选择 3 GB、此区域选择 3 GB步骤 1选中任意一个未分配空间如磁盘 1 的未分配空间单击鼠标右键在弹出的快捷菜单中选择 “新建带区卷” 选项弹出 “新建带区卷” 对话框单击 “下一步” 按钮如图 4-25 所示。步骤 2显示 “选择磁盘” 界面将磁盘 2、磁盘 3 添加到 “已选的” 列表框中。然后为 3 个磁盘均设置提供的容量大小为 3 072 MB3 GB然后单击 “下一步” 按钮如图 4-26 所示。步骤 3后续操作步骤与创建其他卷一样根据提示设置相关数据即可。完成后如图 4-27 所示可以看到 “G:” 的总容量为 9 GB均匀分布在 3 个磁盘中。图 4-25 “新建带区卷” 对话框图 4-26 选择磁盘并为带区卷设置磁盘大小图 4-27 已创建带区卷提示带区卷是几个位于不同物理磁盘的未分配空间组成的一个逻辑卷组成带区卷的每个成员的容量大小相同并且数据写入是以 64 KB 为单位平均写入每个磁盘。带区卷运行速度快类似于磁盘阵列 RAID0 标准。5. 创建镜像卷利用磁盘 2 和磁盘 3 的未分配空间各提供 5 GB 的容量组成一个镜像卷具体操作步骤如下。步骤 1选中任意一个未分配空间如磁盘 2单击鼠标右键然后在弹出的快捷菜单中选择 “新建镜像卷” 选项弹出 “新建镜像卷” 对话框启动新建镜像卷向导单击 “下一步” 按钮。步骤 2显示 “选择磁盘” 界面分别将磁盘 2 和磁盘 3 添加至 “已选的” 列表框中并设置两个磁盘提供的容量大小均为 5 120 MB5 GB如图 4-28 所示。图 4-28 “选择磁盘” 界面步骤 3后续操作步骤与创建其他卷一样根据提示设置相关数据即可。设置完成后可以看到镜像卷 “H:” 的总容量为 5 GB因为磁盘利用率为 50%如图 4-29 所示。图 4-29 已创建镜像卷提示镜像卷是由一个动态磁盘中的简单卷和另一个动态磁盘的未分配空间组合而成或由两个未分配的可用空间组合而成然后给予一个逻辑磁盘驱动器号。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中的数据镜像卷功能类似磁盘阵列 RAID1 标准。6. 创建 RAID-5 卷利用磁盘 1、磁盘 2 和磁盘 3 的未分配空间各提供 5 GB 的容量创建 RAID-5 卷具体操作步骤如下。步骤 1选中 3 个未分配空间中的任意一个如磁盘 1 的未分配空间单击鼠标右键在弹出的快捷菜单中选择 “新建 RAID-5 卷” 选项弹出 “新建 RAID-5 卷” 对话框单击 “下一步” 按钮。步骤 2显示 “选择磁盘” 界面将磁盘 2、磁盘 3 添加到 “已选的” 列表框中。然后为 3 个磁盘均设置提供的容量大小为 5 120 MB5 GB单击 “下一步” 按钮如图 4-30 所示。图 4-30 “选择磁盘” 界面步骤 3后续操作步骤与创建其他卷一样根据提示设置相关数据即可。设置完成后可以看到 RAID-5 卷 “I:” 的总容量为 10 GB见图 4-31这是因为磁盘利用率为(n−1)/nn为磁盘个数。提示RAID-5 卷是由多个分别位于不同磁盘中的未分配空间所组成的一个逻辑卷。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 RAID-5 卷。当某个磁盘出现故障时系统可以利用该奇偶校验数据推算出故障磁盘中的数据。RAID-5 卷至少要由 3 个磁盘组成其功能类似于磁盘阵列 RAID5 标准。图 4-31 已创建 RAID-5 卷7. 维护动态卷如果硬盘损坏跨区卷和带区卷中的数据会丢失而镜像卷和 RAID-5 卷具有容错功能可以修复数据。下面介绍在磁盘损坏的情况下验证镜像卷和 RAID-5 卷容错性的操作步骤。步骤 1在 “磁盘管理” 界面中右击 “磁盘 2”在弹出的快捷菜单中选择 “属性” 选项弹出磁盘设备属性对话框切换到 “驱动程序” 选项卡单击 “禁用设备” 按钮如图 4-32 所示。图 4-32 磁盘设备属性对话框步骤 2弹出提示对话框单击 “是” 按钮如图 4-33 所示。步骤 3返回磁盘设备属性对话框单击 “确定” 按钮。步骤 4弹出 “系统设置改变” 对话框见图 4-34单击 “是” 按钮重启计算机使其生效。图 4-33 提示对话框图 4-34 “系统设置改变” 对话框1修复镜像卷步骤 1增加一个新磁盘然后将其初始化并转换为动态磁盘。提示:某一磁盘如前面禁用的磁盘 2损坏后需要新增一个磁盘替换掉损坏的磁盘用于修复损坏的镜像卷或 RAID-5 卷。步骤 2在 “磁盘管理” 界面中右击出现错误的镜像卷在弹出的快捷菜单中选择 “删除镜像” 选项如图 4-35 所示。步骤 3弹出 “删除镜像” 对话框在 “磁盘” 列表框中选择 “丢失” 选项单击 “删除镜像” 按钮如图 4-36 所示。图 4-35 选择 “删除镜像” 选项图 4-36 “删除镜像” 对话框步骤 4弹出 “磁盘管理” 对话框单击 “是” 按钮如图 4-37 所示。图 4-37 “磁盘管理” 对话框步骤 5右击要重新镜像的卷在弹出的快捷菜单中选择 “添加镜像” 选项如图 4-38 所示。图 4-38 选择 “添加镜像” 选项步骤 6弹出 “添加镜像” 对话框在 “磁盘” 列表框中选择 “磁盘 3” 选项新增的磁盘单击 “添加镜像” 按钮完成镜像卷的修复如图 4-39 所示。图 4-39 “添加镜像” 对话框2修复 RAID-5 卷步骤 1在 “磁盘管理” 界面中右击 RAID-5 卷驱动器在弹出的快捷菜单中选择 “修复卷” 选项如图 4-40 所示。步骤 2弹出 “修复 RAID-5 卷” 对话框在 “磁盘” 列表框中选择替换的磁盘 “磁盘 3”单击 “确定” 按钮完成 RAID-5 卷的修复如图 4-41 所示。图 4-40 选择 “修复卷” 选项图 4-41 “修复 RAID-5 卷” 对话框4.3.3 任务 3 磁盘配额管理磁盘配额可以限制指定账户能够使用的磁盘空间这样可以避免因某个用户过度使用磁盘空间而造成其他用户无法正常工作甚至影响系统运行的现象。只有具备系统管理员权限才能设置磁盘配额。下面以设置磁盘 “C:” 的磁盘配额为例介绍设置磁盘配额的具体操作步骤。步骤 1打开 “此电脑” 窗口右击 “本地磁盘 (C:)” 图标在弹出的快捷菜单中选择 “属性” 选项弹出 “本地磁盘 (C:) 属性” 对话框。二维码磁盘配额管理步骤 2切换至 “配额” 选项卡勾选 “启用配额管理” 复选框然后在选择 “将磁盘空间限制为” 单选按钮后设置磁盘空间限制和警告等级单击 “应用” 按钮如图 4-42 所示。提示在图 4-42 中若不勾选 “拒绝将磁盘空间给超过配额限制的用户”那么即使用户在此磁盘使用的空间已超过配额限制仍然可以将新数据存入此磁盘。此功能可以追踪、监视用户的磁盘空间使用情况但不会限制其磁盘使用。步骤 3单击 “配额项” 按钮在打开的窗口中可以监视每个用户的磁盘配额使用情况。步骤 4如果要更改其中任意一个用户的磁盘配额可双击该用户在弹出的如图 4-44 所示的对话框中进行设置最后单击 “确定” 按钮即可。