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  • linux磁盘管理

    计算机硬盘简介

    硬盘是计算机主要存储媒介之一,linux系统中硬件设备相关配置文件存放在/dev下,IDE硬盘接口在Linux中设备名为/dev/hda,  SAS,SCSI,SATA硬盘接口在linux中设备名为sda,高效云盘硬盘接口会识别为/dev/vda等

    文件存储在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫做sector(扇区),每个sector存储512字节,操作系统在读取硬盘的时候,不会逐个sector地去读,这样效率很低,为了提升读取效率,操作系统会一次性连续读取多个sector,即一次性读取多个sector称为一个block(块)

    由多个sector组成的block是文件存储的最小单位,block的大小常见有1KB,2KB,4KB,block在linux中长设置为4KB,即连续8个sector组成一个block

    一个block只能存放一个文件,如果文件的大小比block大,会申请更多的block,相反如果文件的大小比默认block小,扔会占用一个block,这样剩余的空间就会被浪费

     RAID简介

    磁盘阵列(Redundant Arrays of Independent Disks,RAID),有冗余能力的阵列。原理是由多个磁盘组合在一起,提升整个磁盘系统效能。利用这项技术,将数据切割成许多区段,分别存放在各个硬盘上。 在数组中任意一个硬盘故障时,仍可读出数据,在服务器当中必须要有raid阵列卡,不然识别不到硬盘,因此必须要做raid

    类型

    读写性能

    安全性

    磁盘利用率

    成本

    应用方面

    RAID 0

    最好(因并行性而提高)

    最差(完全

    无安全保障)

    最高(100%)

    最低

    个人用户

    RAID 1

    读和单个磁盘无区别,

    写则要写两边

    最高(提供数

    据的百分之百备份)

    差(50%)

    最高

    适用于存放重要

    数据,如服务器和

    数据库存储等领域

    RAID 5

    读:RAID 5=RAID 0

    (相近似的数据读取速度)

    写:RAID 5<对单个

    磁盘进行写入操作

    (多了一个奇偶校验信息写入)

    RAID 5<

    RAID 1

    RAID 5>

    RAID 1

    RAID 5<

    RAID 1

    是一种存储性能、

    数据安全和存储成本

    兼顾的存储解决方案

    RAID 10

    读:RAID 10=RAID 0

    写:RAID 10=RAID 1

    RAID 10=
    RAID 1

    RAID 10=

    RAID 1(50%)

    RAID 10=

    RAID 1

    集合了RAID 0、RAID

    1的优点,但是空间上

    由于使用镜像,而不

    是类似RAID 5的“奇

    偶校验信息”,磁盘

    利用率一样是50%

    硬盘block和inode概念

    通常而言,操作系统对文件数据的存放包括两部分,一个是文件内容,一个是权限及文件属性,操作系统文件存放是基于文件系统,文件系统会将文件的实际内容存储到block中,而将权限与属性等信息存放至inode中

    每个inode与block都有编号,而每个文件都会占用一个inode,inode内则有文件数据放置的block号码

    操作系统进行格式化分区时,会自动将硬盘分成两个区域,一个是数据block区,用于存放文件数据,另一个是inode table区,用于存放inode包含的信息

    每个inode节点的大小,可以在格式化的时候指定,默认为128B或256B,/boot分区inode默认为128B,其他分区默认为256B

    硬链接介绍

    一般情况下,文件名和inode编号是一一对应的关系,每个inode号码对应一个文件名,但是UNIX/linux系统多个文件名也可以指向同一个inode号码,这意味着可以用不同的文件名访问同样的内容,对文件内容进行修改,会影响到所有文件名,但是删除一个文件名,不会影响另一个文件名的访问,这种情况被称之为硬链接(hard link)

    创建硬链接

     软链接介绍

    除了硬链接以外,还有一种链接--------软链接,文件1.txt和2.txt的inode号码虽然不同,但是文件2.txt的内容是文件1.txt的路径,读取2.txt时,系统会自动将访问者导向1.txt文件

    无论打开哪个文件最终读取的都是1.txt,这种情况叫做软链接

    软链接和硬链接最大的不同是2.txt指向1.txt,而不是1.txt和2.txt的inode相同,因此两个文件的inode不会发生变化

    创建软链接:

    linux下磁盘实战操作命令

     企业真实场景由于硬盘常年大量读写,经常会出现坏盘,需要更换硬盘,或者由于硬盘空间不足,需要添加磁盘,新的磁盘需要格式化,分区才能被linux系统所使用

     fdisk分区命令参数如下,常用参数包括m、n、p、e、d、w

    m:打印帮助菜单
    n:添加一个新分区
    p:打印分区表信息
    q:退出不保存更改
    d:删除一个分区
    l:列出已知的分区类型
    w:将分区表写入磁盘并保存

    第一步,虚拟机加入一块硬盘,然后重新扫描SCSI总线来添加设备

    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

    第二部,查看新盘是否识别

     第三步,fdisk来分区

     查看创建好的分区

     第四步,格式化分区

     第五步,创建目录,挂载到目录

     第六步,添加到fstab中,目的是开启自动挂载

    df命令

    df常用于磁盘分区查询,常用命令为df -h

    常用选项

    -a:列出所有的文件系统的使用情况,包括虚拟文件系统
    -h:以人们可读的形式显示出来
    -i:查看inode总个数和已用个数

    文件系统管理

    将额外文件系统与根文件系统某个现有目录建立起联系,进而使得此目录作为其他文件访问的入口的行为称之为挂载

    接触此关联关系的过程称之为卸载:

    把设备关联挂载点:

      mount 

    卸载时:可以使用设备,也可以使用挂在点

      umount

    注意:挂在点下原有文件将会被隐藏

    挂在方法:

      mount DEVICE 

    常用选项:

    -t:vsftype:指定要挂在的设备上的文件系统类型
    -r:readonly:只读挂载
    -w:read and write:读写挂在
    -a:自动挂在所有支持自动挂在的设备(定义再/etc/fstab文件中,且挂载选项中有“自动挂载”功能)

    查看内核追踪到的已挂载的所有设备:cat /proc/mounts

    文件系统的扩容

    案例:我们想把/home文件系统进行扩容

    第一步,添加硬盘

     第二步,扫描磁盘驱动设备

    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
    [root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

    第三步,创建分区

    第四步。创建pv

    [root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb1 
      Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.

    第五步,确定卷组名称

    第六步,把新创建出来的pv加入到卷组

    [root@localhost ~]# vgextend centos /dev/sdb1 
      Volume group "centos" successfully extended

    第七步,扩容/home文件系统

    [root@localhost ~]# lvextend -L 100G /dev/mapper/centos-home 
      Size of logical volume centos/home changed from 66.99 GiB (17150 extents) to 100.00 GiB (25600 extents).
      Logical volume centos/home successfully resized.

    第八步,使刚才的操作生效

    [root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/mapper/centos-home 
    meta-data=/dev/mapper/centos-home isize=512    agcount=4, agsize=4390400 blks
             =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
             =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
    data     =                       bsize=4096   blocks=17561600, imaxpct=25
             =                       sunit=0      swidth=0 blks
    naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
    log      =internal               bsize=4096   blocks=8575, version=2
             =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
    realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
    data blocks changed from 17561600 to 26214400

    第九步,查看/home文件系统是否已经被更改

    lv快照

    lv快照可以克隆一个内容一模一样的lv,速度很快,就跟我们使用虚拟机快照一样,这里要注意的是,只能是ext系列才可以使用快照snap

    lvcreate -L 5g -p r -s -n snapshot_lv_name original_lv_name

      备注:
      -L: --size
      -s: --snap
      -p: --permission rw|r
      -n: --name

    文件系统检测

    fsck命令:
        fsck:File System Check
            fsck.FS_TYPE
            fsck -t FS_TYPE
                   -a:自动修复错误
                   -r:交互式修复错误
    
      Note:FS_TYPE一定要与分区上已经存在的文件系统类型对应    
    
    
    e2fsck:ext系列文件系统专用检测修复工具
        -y:自动回答为yes;
        -f:强制修复(没问题也修复)
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