Linux系统管理----存储管理（一）

Linux存储管理：
    磁盘控制器，总线，接口

    磁盘接口的类型：
        IDE：并行接口，来源于ATA，133Mbps，266Mbps；
        SCSI：小型计算机系统接口
            UltraSCSI320：320Mbps
            UltraSCSI640：640Mbps
                窄带控制器：7个接口
                宽带控制器：15个接口
        SATA：serial ATA，串行接口；
            SATA1-SATA2-SATA3（6Gbps）...
        SAS：串行接口
            6Gbps，可接1023（个接口）硬盘
        USB：1.0 2.0 3.0 3.1
            2.0 60Mbps
            3.0 480Mbps
            3.1 10Gbps

        衡量磁盘IO能力的另一个指标：IOPS
            IDE：机械磁盘，50-100 IOPS
            SCSI：机械磁盘，100-200 IOPS
                固态硬盘，400 IOPS
            SATA：机械磁盘，100左右 IOPS
                  固态磁盘，400左右 IOPS
            SAS：机械磁盘，200左右 IOPS
                 固态磁盘，800左右 IOPS
            PCI-E接口的固态硬盘
                读的IOPS：40-80万
                写的IOPS：5-10万

        普通的X86的主板上的磁盘控制器的接口：
            IDE：2个接口，每个接口接一个主盘和一个从盘，共四块磁盘；如果有光驱的话，可能会减少至三个磁盘加一个光驱；
            SATA：4-6个接口；
            SCSI：7或15个接口；
            SAS：1023-16384个接口；


        CPU：控制总线，数据总线，地址总线；


    机械磁盘：
        术语：
            track：磁道，磁头在磁盘便面的运行轨迹的投影；
            sector：扇区，512ytb（字节），现在所说的扇区，实际上是平均值；最小管理单元；
            cylinder：柱面，从某个磁道向所有盘片做投影，所形成的圆柱表面；实际上是由所有盘片上相同位置的磁道组成；
            partition：分区，从某个柱面到另一个柱面之间所有的柱面存储空间；
            head：磁头，每个盘片的每个磁面都会有一个磁头，用于数据的读写操作；

            

            磁盘性能的指标：
            主轴转速；磁盘每分钟旋转的圈数
            平均寻道时间：
            缓存：

    /dev用于存放硬件设备被映射出的文件，磁盘的设备文件也存放于此；

    设备文件：是关联到硬件设备的驱动程序和设备的访问入口；    

    设备号：（设备号不超过255）
        major，minor
        major：主设备号，区分不同设备的设备类型，用于标明设备所需的驱动程序；
        minor：次设备号，在同种类型的设备中的不同设备；用于对设备提供访问入口；

    设备类型：
        块设备：
            以块为基本单位进行随机访问的设备，通常为存储数据的设备；
        字符设备：
            以字节为基本单位进行线性访问的设备，通常为处理数据的设备；


    设备文件名： （原由 IANA 命名 后 交给 ICANN 统一命名）
        /dev
            IDE：hd[a-d]
            SCSI|SATA|SAS|USB：sd[a-z]+

        RedHat Enterprise Linux 从RHEL6开始，将IDE接口的磁盘也命名为sd*，自此以后所有的磁盘设备被统一命名为sd[a-z]+。



    设备的引用方式：
        1.设备文件名
        2.卷标（Volume Lable）
        3.UUID：全局唯一标识符，Universal Unique IDentifier（建议使用）

mknod命令
格式：mknod [options] name {bc} major minor

创建设备文件并给出指定的主版本号和次版本号


如何使用新的磁盘设备：
    1.让linux系统内核识别设备，对设备进行分区；
    2.格式化
        低级格式化：磁盘初始化，磁道划分；
        高级格式化：创建或重建文件系统；
    3.使用文件系统：
        挂载
        卸载

    为什么分区？
        1.可以优化磁盘IO性能；
        2.可以实现对某个存储空间的配额限制；
        3.进行高速的磁盘问题修复；
        4.隔离系统文件和其他应用程序文件；
        5.安装多个操作系统；

    怎么分区？
        MBR：整个磁盘空间小于2TB容量，建议使用MBR分区格式；
            MBR： Master Boot Record，主引导记录，始于1982年；
                MBR其实也是一段数据，默认保存在磁盘的0磁道0扇区中；
                分为三部分：
                    446Bytes（字节）：boot loader，引导加载程序；
                        Windows： NTLDR
                        Linux：LILO，GRUB（默认）
                    64Bytes（字节）：分区表，partition table；每16Bytes为一段，表明一个分区的内容，因此，默认最多只有四个分区；
                        1.最多有四个主分区；编号分别为：1.2.3.4.
                        2.想要划分更多分区数量时，可以将任意一个主分区改为扩展分区，在扩展分区中建立逻辑分区；
                            逻辑分区的编号默认从5开始；不管前四个数字是否被占用；

                        注意：扩展分区可以没有，但最多只能有一个；
                   

                    2Byte：MBR结束标记，55AA（正常结束）；



        GPT：如果超过2TB磁盘容量，建议使用GPT分区格式；      GUID  Partition table ，支持128主分区；


    Linux下常用的分区工具：
        fdisk：用于创建和管理MBR分区，对同一块磁盘，最多只能管理15个分区；
        gdisk：用于创建和管理GPT分区；


        注意：如果使用fdisk或gdisk命令对于一个已经有分区被挂载的磁盘的剩余空间再次进行分区，即便将分区的结果保存下来，也不会被内核立即识别；
                 想要让内核识别出此类新建分区方法：
                     1.重启计算机；
                     2.强制内核重读分区表  
                         partprobe命令  或  partx命令
                         在RHEL系或Centos系5|7：
                             partprobe   [device]   如省略设备名表示重读所有设备的分区表，强烈建议给出制定的磁盘设备名称；
                         在RHEL系或Centos系6|7：
                             partx  -a  [decice]


         fdisk分区工具
         fdisk - Linux分区表操作工具软件
         格式：
         fdisk  device
         fdisk  -l  [device]
         选项：
             -l：表示查看之意，如给出设备名称则查看制定设备的分区表，否则查看所有磁盘设备文件的分区表；

             fdisk device
            对于指定设备进行分区管理和操作；
            Command action
               d   delete a partition
               l   list known partition types
               m   print this menu
               n   add a new partition
               p   print the partition table
               q   quit without saving changes
               t   change a partition's system id
               w   write table to disk and exit


在fdisk交互式菜单模式中创建分区的过程：
    n --> p|e|l  -->  分区的起始扇区（柱面），直接回车使用默认值设置  -->  分区的结束扇区（柱面），也可以使用+# UNIT（单位），直接指定分区大小；




        parted命令：高级的分区工具，其操作结果实时生效；
        格式：
            parted [options] [device [command [options...]...]]
        示例：
            ~]# parted /dev/sda mkpart logical 103GB 105GB
            ~]# parted /dev/sda rm 8

    在通电开机状态下添加SCSI接口的磁盘至本服务器，要想使设备被内识别并创建出相应的设备文件，有下列方法：
        1.重启计算机；
        2.~]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan
            强制内核识别在通电状态下热插接的新SCSI接口的磁盘设备；