2024年1月12日发(作者：)

课题

课时 2课时（90 min）

知识技能目标：

（1）了解磁盘配额技术及设置磁盘配额的步骤

（2）了解逻辑卷管理技术及创建逻辑卷的步骤

教学目标 （3）会使用Linux命令进行磁盘配额管理和逻辑卷管理

素质目标：

（1）提高工程实践能力

（2）增强合理使用磁盘空间的意识

教学重难点

教学方法

教学用具

教学重点：磁盘配额技术及设置磁盘配额的步骤，逻辑卷管理技术及创建逻辑卷的步骤

教学难点：使用Linux命令进行磁盘配额管理和逻辑卷管理

案例分析法、问答法、讨论法、讲授法

电脑、投影仪、多媒体课件、教材

第1节课： 课前任务→考勤（2 min）→问题导入（5 min）→传授新知（18 min）→课堂讨论（5 min）教学设计

→课堂实践（15 min）

第2节课：问题导入（5 min）→传授新知（10 min）→课堂讨论（10 min）→课堂实践（15 min）→课堂小结（3 min）→作业布置（2 min）

设置磁盘配额和管理逻辑卷

教学过程 主要教学内容及步骤

第一节课

【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APP或其设计意图

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

培养学生的组织纪律性，掌握学生的出勤情况

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

课前任务

他学习软件，预习本节课要讲的知识

【学生】完成课前任务

考勤

（2 min）

【教师】使用APP进行签到

【学生】班干部报请假人员及原因

【教师】提出以下问题：

问题导入

（5 min）

什么是磁盘配额？为什么要设置磁盘配额？

【学生】思考、举手回答

【教师】通过学生的回答引入要讲的知识，介绍磁盘配额和磁盘配额管理命令等知识

一、磁盘配额概述

1．磁盘配额简介

通过教师的讲解和演示，使学生了解磁盘配额和磁盘配额管理命令的相关知识

传授新知

（18 min）

磁盘配额是一种磁盘空间管理机制。使用磁盘配额能够限制某个用户或用户组针对特定目录使用的磁盘空间，一旦超过限制就不允许继续使用。有效的磁盘配额管理可以确保用户使用系统的公平性和安全性。

Linux操作系统使用quota技术实现磁盘配额管理，一般从两方面进行限制，一方面是限制用户或用户组占用的磁盘空间，另一方面是限制用户或用户组所能创建的最大文件个数。此外，quota技术还有软限制和硬限制的功能，其含义如下。

1

（1）软限制。当达到软限制时，系统会提示用户，且在一段时间内仍允许用户继续使用，这段时间称为宽限时间，默认为7天。宽限时间到期后，如果用户所使用的空间仍超过软限制，则不能继续使用。

（2）硬限制。当达到硬限制时会提示用户，且强制终止用户的操作。

2．设置磁盘配额的步骤

设置磁盘配额主要包括启动文件系统的磁盘配额功能、设置用户或用户组的磁盘配额和启动磁盘配额限制3个步骤。

（1）启动文件系统的磁盘配额功能可分为两个步骤，首先编辑“/etc/fstab”文件，然后重启系统。

（2）设置用户或用户组的磁盘配额，即限制用户或用户组使用的磁盘空间大小和文件个数。

（3）启动磁盘配额限制，这样用户或用户组的磁盘配额限制才会生效。

二、磁盘配额管理命令

常用的磁盘配额管理命令包括设置磁盘配额信息（xfs_quota）、编辑指定用户或用户组的磁盘配额信息（edquota）、启动和关闭磁盘配额限制（quotaon和quotaoff）、查看指定用户或用户组的磁盘配额信息（quota）和查看文件系统的磁盘配额信息（repquota）等。

1．设置磁盘配额信息——xfs_quota命令

设置磁盘配额信息使用xfs_quota命令，其格式如下。

xfs_quota [选项] 指令 [挂载点]

xfs_quota命令中常用选项的含义如表4-2-2所示。

✈【教师】通过多媒体展示“xfs_quota命令中常用选项的含义”表格，介绍相关知识

表4-2-2 xfs_quota命令中常用选项的含义

选 项

-x

-c

含 义

专家模式，让运维人员能够对磁盘配额进行更多复杂的配置

以参数的形式设置要执行的指令

xfs_quota命令中常用指令的含义如表4-2-3所示。

✈【教师】通过多媒体展示“xfs_quota命令中常用指令的含义”表格，介绍相关知识

表4-2-3 xfs_quota命令中常用指令的含义

指 令

report

limit

含 义

列出磁盘配额信息，如“xfs_quota -xc 'report' /boot”

设置用户或用户组的磁盘配额信息，如“xfs_quota -xc 'limit -u

bsoft=3M bhard=6M isoft=3 ihard=6 stu01' /boot”表示设置用户的磁盘配额信息

timer

设置用户或用户组的宽限时间，如“xfs_quota -xc 'timer -g -b

7days' /boot”表示设置用户组的宽限时间

2

【提示】

xfs_quota是专门针对xfs文件系统来管理磁盘容量配额服务而设计的命令。

xfs_quota命令中的选项“-x”必须在“-c”前面，其位置不能调换。

2．编辑指定用户或用户组的磁盘配额信息——edquota命令

编辑指定用户或用户组的磁盘配额信息使用edquota命令，其格式如下。

edquota [选项] [用户名或用户组名]

edquota命令中常用选项的含义如表4-2-4所示。

✈【教师】通过多媒体展示“edquota命令中常用选项的含义”表格，介绍相关知识

表4-2-4 edquota命令中常用选项的含义

选 项

-u

-g

-t

-p

编辑用户的磁盘配额

编辑用户组的磁盘配额

编辑宽限时间

将用户的磁盘配额信息复制给其他用户

含 义

3．启动和关闭磁盘配额限制——quotaon命令和quotaoff命令

（1）启动磁盘配额限制使用quotaon命令，其格式如下。

quotaon [选项] [磁盘分区名]

quotaon命令中常用选项的含义如表4-2-5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4-2-5 quotaon命令常用选项的含义

选 项

-a

-u

-g

含 义

启动所有的磁盘配额限制

启动用户的磁盘配额限制

启动用户组的磁盘配额限制

（2）关闭磁盘配额限制使用quotaoff命令，其格式如下。

quotaoff [选项] [磁盘分区名]

quotaoff命令中常用选项的含义与quotaon命令中的基本相同，此处不再赘述。

4．查看指定用户或用户组的磁盘配额信息——quota命令

查看指定用户或用户组的磁盘配额信息使用quota命令，其格式如下。

quota [选项] [用户名或用户组名]

quota命令中常用选项的含义如表4-2-6所示。

✈【教师】通过多媒体展示“quota命令中常用选项的含义”表格，介绍相关知识

表4-2-6 quota命令中常用选项的含义

选 项

-u

-g

含 义

查看用户的磁盘配额信息

查看用户组的磁盘配额信息

3

【提示】

quota命令未指定选项时，表示查看当前用户的磁盘配额信息。

5．查看文件系统的磁盘配额信息——repquota命令

查看文件系统的磁盘配额信息使用repquota命令，其格式如下。

repquota [选项] [磁盘分区名]

repquota命令中常用选项的含义如表4-2-7所示。

✈【教师】通过多媒体展示“repquota命令中常用选项的含义”表格，介绍相关知识

表4-2-7 repquota命令中常用选项的含义

选 项

-a

-u

-g

【提示】

执行repquota命令时，如果不加“-a”选项，则必须加磁盘分区名。

【学生】聆听、思考、理解、记录

【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：

通过课堂讨论，课堂讨论

（5 min）

Linux操作系统使用什么技术实现磁盘配额管理，一般从哪两个方面进行限制？

【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

【教师】演示设置磁盘配额的方法，然后让学生以小组为单位进行实际操作

一、启动文件系统的磁盘配额功能

步骤 1 登录Linux操作系统打开命令行终端，使用文本编辑器Vim编辑文件“/etc/fstab”，在“/dev/sdb2”分区记录项中添加参数“uquota”和“gquota”，编辑完成后保存文件并退出Vim。

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab

/dev/sdb2 /mnt/sdb2 xfs defaults,uquota,gquota 0 0

步骤2 执行以下命令重启系统。

[root@localhost ~]# reboot

课堂实践

（15 min）

【提示】

RHEL 8中已经默认安装了quota程序包，但存储设备却默认没有开启对quota技术的支持，此时需要手动编辑配置文件后重启系统，或者先卸载增加磁盘配额功能的文件系统，然后重新挂载使配置文件生效。

二、设置用户和用户组的磁盘配额

步骤1 设置用户Lina对目录“/mnt/sdb2”的磁盘配额，其中磁盘空间软限制为2000 MB，硬限制为2100 MB，创建文件个数的软限制为500个，硬限制为550个。

[root@localhost ~]# xfs_quota -xc 'limit -u bsoft=2000M bhard=2100M isoft=500

ihard=550 Lina' /mnt/sdb2

通过具体实践，让学生将所学知识与实践相结合，培养学生的实操能力

巩固所学知识，加深学生磁盘配额的理解

含 义

查看所有配置了磁盘配额的文件系统的磁盘配额信息

查看用户的磁盘配额信息

查看用户组的磁盘配额信息

4

步骤2 为用户Susa设置与用户Lina相同的磁盘配额。

[root@localhost ~]# edquota -p Lina -u Susa

步骤3 设置用户组develop对目录“/mnt/sdb2”的磁盘配额，其中磁盘空间软限制为3500 MB，硬限制为4000 MB，创建文件个数的软限制为1000个，硬限制为1500个。

[root@localhost ~]# xfs_quota -xc 'limit -g bsoft=3500M bhard=4000M isoft=1000

ihard=1500 develop' /mnt/sdb2

【提示】

设置用户磁盘配额时，limit后面的选项“-u”可以省略，但是对用户组设置磁盘配额时，选项“-g”不可以省略。

步骤4 设置用户的宽限时间为14天。

[root@localhost ~]# xfs_quota -xc 'timer -u -b 14days' /mnt/sdb2

【知识库】

可以使用“edquota [-u或-g] [用户名或用户组名]”命令修改用户或用户组的磁盘配额。可以使用“edquota -t”命令修改宽限时间。

三、启动磁盘配额限制并测试

步骤1 执行以下命令启动磁盘配额限制。

[root@localhost ~]# quotaon /dev/sdb2

步骤2 执行以下命令增加其他用户对目录“/mnt/sdb2”的写权限。

[root@localhost ~]# chmod -R o+w /mnt/sdb2

步骤3 执行以下命令切换到普通用户Lina。

[root@localhost ~]# su - Lina

步骤4 执行以下命令，在“/mnt/sdb2”目录下创建大小为2080 MB的文件“Lina”。

[Lina@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=/mnt/sdb2/Lina bs=1M count=2080

可以看出，在“/mnt/sdb2”目录下创建超过软限制（2000 MB）大小的文件“Lina”时，当前文件依然能够创建成功。

【知识库】

dd命令用于读取设备或文件中的内容，并复制到指定位置。

步骤5 执行以下命令，在“/mnt/sdb2”目录下创建大小为2200 MB的文件“Lina01”。

[Lina@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=/mnt/sdb2/Lina01 bs=1M count=2200

可以看出，在创建大小为2200 MB的文件“Lina01”时，系统提示“超出磁盘限额”，并只创建了大小为21 MB的文件，这说明对用户Lina的磁盘配置设置成功。

步骤6 执行以下命令，查看用户组develop及组中的成员Lina和Susa的磁盘配额。

……（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“设置磁盘配额”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4-2-1 任务评价

项目名评价内容

评价分数

5

称

职业素养考核项目（30%）

考勤、仪容仪表

安全意识、责任意识

团队合作与交流

积极参与教学活动

专业能力考核项目（70%）

正确理解任务要求，并查找任务所需资料，参与讨论

任务实施过程记录的完成度

启动文件系统磁盘配额功能的熟练度

设置、查看用户和用户组磁盘配额的熟练度

分值

10分

10分

10分

10分

15分

15分

10分

20分

自评

互评

师评

合计：综合分数 自评（20%）+互评（20%）100分

+师评（60%）

综合评语

教师（签字）：

第二节课

【教师】提出以下问题：

问题导入

（5 min）

什么是逻辑卷？什么是逻辑卷管理？

【学生】思考、举手回答

【教师】介绍逻辑卷管理和逻辑卷管理命令的相关知识

一、逻辑卷管理概述

1．逻辑卷管理简介

✈【教师】通过多媒体展示“LVM技术架构”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识

逻辑卷管理（logical volume manager，LVM）是Linux操作系统中对磁盘分区进行管理的一种机制，它是建立在硬盘和分区之上，文件系统之下的一个逻辑层。传授新知

（10 min）

LVM机制能够在保持现有数据不变的情况下动态调整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性。

2．LVM基本术语

（1）物理卷（physical volume，PV）处于LVM的最底层，可以将其理解为物理磁盘或者磁盘分区。

（2）卷组（volume group，VG）是由一个或多个物理卷组合而成，可以将卷组看作单独的逻辑磁盘。卷组创建后，可以在卷组中动态地添加或移除物理卷。

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

通过教师的讲解和演示，使学生了解逻辑卷管理和逻辑卷管理命令的相关知识

6

（3）逻辑卷（logical volume，LV）是从卷组中分割出的一块空间。逻辑卷相当于分区，用于创建文件系统，并挂载到Linux操作系统的目录中使用。

（4）物理区域（physical extent，PE）是物理卷中可用于分配的最小存储单元，

物理区域的大小可根据实际情况在建立物理卷时指定，同一卷组中的所有物理卷的物理区域大小须一致。

3．创建逻辑卷的步骤

✈【教师】通过多媒体展示“创建逻辑卷的步骤”图片（详见教材），帮助学生对这些内容有更直观地认识

创建逻辑卷依次执行创建物理卷→创建卷组→创建逻辑卷→创建文件系统→挂载文件系统5个步骤。

【提示】

当生产环境中不再使用逻辑卷时，将其删除即可。删除逻辑卷时，需要提前备份好重要的数据信息，然后依次删除逻辑卷、卷组和物理卷设备，这个顺序不可以颠倒。

二、逻辑卷管理命令

常用的逻辑卷管理命令包括创建逻辑卷（pvcreate、vgcreate和lvcreate）、显示逻辑卷（pvdisplay、vgdisplay和lvdisplay）、调整逻辑卷（vgextend、vgreduce、lvextend和lvreduce）和删除逻辑卷（lvremove、vgremove和pvremove）等。

1．创建逻辑卷——pvcreate命令、vgcreate命令和lvcreate命令

（1）创建物理卷使用pvcreate命令，其格式如下。

pvcreate 物理卷名列表

（2）创建卷组使用vgcreate命令，其格式如下。

vgcreate 卷组名 物理卷名列表

（3）创建逻辑卷使用lvcreate命令，其格式如下。

lvcreate -n 逻辑卷名 -L 逻辑卷容量卷组名

2．显示逻辑卷——pvdisplay命令、vgdisplay命令和lvdisplay命令

（1）显示物理卷使用pvdisplay命令，其格式如下。

pvdisplay [物理卷名]

（2）显示卷组使用vgdisplay命令，其格式如下。

vgdisplay [卷组名]

（3）显示逻辑卷使用lvdisplay命令，其格式如下。

lvdisplay [逻辑卷名]

3．调整逻辑卷——vgextend命令、vgreduce命令、lvextend命令和lvreduce命令

调整逻辑卷命令如表4-3-2所示。

✈【教师】通过多媒体展示“调整逻辑卷命令”表格，介绍相关知识

表4-3-2 调整逻辑卷命令

功 能

扩展

缩小

调整卷组

vgextend 卷组名 物理卷名

vgreduce 卷组名 物理卷名

调整逻辑卷

lvextend -L逻辑卷容量 逻辑卷名

lvreduce -L逻辑卷容量 逻辑卷名

7

【提示】

扩展逻辑卷前，首先需要卸载磁盘设备和挂载点的关联。为了降低丢失数据的风险，执行缩小逻辑卷操作时，一定要提前做好数据备份。

4．删除逻辑卷——lvremove命令、vgremove命令和pvremove命令

（1）删除逻辑卷使用lvremove命令，其格式如下。

lvremove 逻辑卷名

（2）删除卷组使用vgremove命令，其格式如下。

vgremove 卷组名

（3）删除物理卷使用pvremove命令，其格式如下。

pvremove 物理卷名列表

【学生】聆听、思考、理解、记录

【教师】组织学生以小组为单位讨论以下问题：

问题1：LVM（logical volume manager）的中文全称是?是Linux操作系统中对

进行管理的一种机制，它是什么？

课堂讨论

（10 min）

问题2：位于LVM最底层的是物理卷还是卷组？

问题3：简述Linux操作系统中创建逻辑卷的步骤。

问题4：删除LVM的顺序是怎样的？

【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

【教师】演示管理逻辑卷的方法，然后让学生以小组为单位进行实际操作

在业务量不断增加的情况下，小旌原先分配的磁盘分区已经无法满足需求。为了实现对磁盘资源的动态调整，小旌计划对新添加的两块SATA磁盘“/dev/sdc”和“/dev/sdd”进行逻辑卷管理。要创建逻辑卷，须首先创建物理卷，然后创建卷组，最后创建逻辑卷，具体情况如下。

（1）对磁盘设备“/dev/sdc”和“/dev/sdd”创建物理卷。

（2）创建名为“vg01”的卷组。

（3）在卷组中创建名为“lv01”且大小为250 MB的逻辑卷，并将其格式化为课堂实践

（15 min）

ext4文件系统，然后开机自动挂载到“/mnt/data”目录。

（4）将逻辑卷扩展到500 MB。

一、创建逻辑卷

步骤1 打开虚拟机软件，在虚拟机中添加两块磁盘“/dev/sdc”和“/dev/sdd”，添加磁盘设备。

步骤2 登录Linux操作系统打开命令行终端。

步骤3 执行以下命令，创建名为“vg01”的卷组，然后查看卷组的状态。

……（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“管理逻辑卷”视频，或者询问老师

通过具体实践，让学生将所学知识与实践相结合，培养学生的实操能力

通过课堂讨论，巩固所学知识，加深学生对管理逻辑卷的理解

8

【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4-3-1 任务评价

项目名称

职业素养考核项目（30%）

评价分数

评价内容

分值 自评 互评

考勤、仪容仪表

安全意识、责任意识

团队合作与交流

积极参与教学活动

正确理解任务要求，并查找任务所需专业能力考核项目（70%）

资料，参与讨论

任务实施过程记录的完成度

LVM技术的理解度

创建逻辑卷的熟练度

扩展逻辑卷的熟练度

10分

10分

10分

10分

15分

15分

10分

10分

10分

师评

合计：综合分数 自评（20%）+互评（20%）100分

+师评（60%）

综合评语

教师（签字）：

总结知识点，巩固学生对磁盘配额概述和磁盘配额管理命令、逻辑卷管理概述、逻辑卷管理命令相关知识的印象

【教师】简要总结本节课的要点

本节课学习了磁盘配额和磁盘配额管理命令，以及逻辑卷管理和逻辑卷管理命课堂小结

（3 min）

令的相关知识。希望大家在课下多加练习，巩固所学知识，能够熟练使用磁盘配额管理命令和逻辑卷管理命令

【学生】总结回顾知识点

【教师】布置课后作业

按步骤完成下面的操作：

步骤1：打开虚拟机软件，添加两块磁盘，类型为“SATA”，大小为20 GB。

步骤2：登录Linux操作系统打开命令行终端，为两个磁盘创建物理卷，然后作业布置

（2 min）

显示物理卷状态。

步骤3：将这两个物理卷合并，创建名为“project_vol”的卷组。

步骤4：在该卷组中创建名为“logical_vol”，且大小为300 MB的逻辑卷。

步骤5：创建ext4文件系统，并挂载到“/mnt/project”目录。

步骤6：将逻辑卷从300 MB扩展到500 MB。

【学生】完成课后任务

教学反思

通过课后作业复习巩固学到的知识，提高实际操作能力

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这节课整体节奏较好，但学生主动提问较少。根据新课程的要求，教师由传统的知识传授者转变为

学生学习的组织者；教师成为学生学习活动的引导者，而不再是主导者；教师应从“师道尊严”的架子中走出来，成为学生学习的参与者，师生合作学习，共同进步

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