Linux操作系统之存储管理2

一、文件系统详解

1、简介

名词解释： EXT4，EXT4是第四代扩展文件系统。

                   XTS，一种高性能的日志文件系统。

2、类型

索引文件系统

3、系统限制

Ext3：文件系统最大16TB

Ext4：文件系统最大16TB

XFS：文件系统最大100TB

4、名词

inode：索引节点，记录文件的属性（文件的元数据）（元数据：文件的属性，大小，权限，属主，属组，连接数，块数量，块的编号），一个文件占用一个inode，同时记录此文件数据所在的block numbber。inode大小为128bytes。

block：块，存储文件的实际数据，实际存储文件的内容，若文件较大，会占用多个block。block大小默认为4k。

superblock： block 与 inode 的总量，未使用与已使用的 inode / block 数量。记录块的信息，用了多少，还剩多少。

block  group：块组

查看inode

命令：ll  -i 文件名

 

 观察某个分区的节点数

命令：df -i  分区路径

 

 当创造很多的文件，inode数量使用完了，在创建新文件时是不能创建成功的。但是在已经创建的文件里写东西是可以的，因为这里用的是block。

 二、文件连接

 1、软连接

创建一个软链接

命令：ln -s   源文件  目标文件

 -s 软链接

观察软链接

命令 ：ll  目标文件

查看两个文件，内容是一致的。

当把源文件删除时，再次查看目标文件，源文件会闪烁。

ps：软连接像快捷方式，可以对文件和目录做软连接，软连接记录的只是源文件的绝对路径，软连接失去源文件不可用。

2、硬链接

硬链接需要在同分区创建，如果创建在不同分区则不能创建成功。

创建硬链接

命令：ln  源文件  目标文件

硬链接删除源文件，依然可以用。

在源文件中输入新的东西，目标文件也可以显示出来。

不允许将硬链接指向目录。

三、RAID

raid：独立磁盘冗余阵列。作用：容错，提升读写速率。

1、类型

raid0：实现RAID 0至少需要两块以上硬盘，它将两块以下的硬盘合并成一块，数据同时分散在每块硬盘中。由于带宽加倍，读/写速度也加倍。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能，但同时忽略了数据的可靠性，其中的任何一个硬盘失效或故障则影响到所有的数据。因此，RAID 0不能应用于数据安全性要求高的场合。

raid1： RAID1是把一个两块硬盘所构成raid磁盘阵列，其容量仅等于一块硬盘的容量，因为另一块只是当作数据“镜像”。RAID 1磁盘阵列显然是最可靠的一种阵列，因为它总是保持一份完整的数据备份。它的性能自然没有RAID 0磁盘阵列那样好，但其数据读取确实较单一硬盘来的快，因为数据会从两块硬盘中较快的一块中读出。RAID 1磁盘阵列的写入速度通常较慢，因为数据得分别写入两块硬盘中并做比较。RAID 1磁盘阵列一般支持“热交换”，就是说阵列中硬盘的移除或替换可以在系统运行时进行，无须中断退出系统。RAID 1磁盘阵列是十分安全的，不过也是较贵一种RAID磁盘阵列解决方案，因为两块硬盘仅能提供一块硬盘的容量。RAID 1磁盘阵列主要用在数据安全性很高，而且要求能够快速恢复被破坏的数据的场合。

raid5：RAID 5 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 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。

2、不同场景raid的使用

硬raid ：需要raid卡，有自己的cpu，处理速度快，有电池和无电池。

软raid :通过操作系统实现，比如Windows、Linux

3、软raid实例

raid5 ：3块数据盘＋一块热备硬盘（备用盘，可加可不加，加了以后3个盘中的一个盘坏了，热备硬盘就可以补上）

创建raid

命令：mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{g,h,i,j}  

解释： -C 创建RAID
/dev/md0 第一个RAID设备
-l5 RAID5
-n RAID成员的数量
-x 热备磁盘的数量
可用空间2G

格式化、挂载

命令：mkfs.ext4 /dev/md0    （格式化）

命令：mkdir /mnt/raid5   （创建一个文件）

命令：mount /dev/md0 /mnt/raid5

查看raid信息

命令：mdadm -D /dev/md0   （-D查看详细信息）

模拟一块盘损坏，移除

 命令：watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md0 | tail'  （watch持续查看）

命令：mdadm /dev/md0 -f /dev/sde -r /dev/sde    （模拟坏了并移除）