Linux基础--存储管理（基本分区、逻辑卷LVM、EXT3/4/XFS文件系统、RAID，innode）

存储管理一

不经一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香。

一 .存储管理

主要知识点: 基本分区、逻辑卷LVM、EXT3/4/XFS文件系统、RAID（系统备份数据容灾恢复）

1.1.初识硬盘

机械 HDD便宜
固态 SSD

SSD的优势

SSD采用电子存储介质进行数据存储和读取的一种技术，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈， 拥有极高的存储性能，被认为是存储技术发展的未来新星。

与传统硬盘相比，SSD固态电子盘具有以下优点：

第一，SSD不需要机械结构，完全的半导体化，不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间，数据存取速度快。
第二，SSD全部采用闪存芯片，经久耐用，防震抗摔，即使发生与硬物碰撞，数据丢失的可能性也能够降到最小。　　
第三，得益于无机械部件及闪存芯片，SSD没有任何噪音，功耗低。　
第四，质量轻，比常规1.8英寸硬盘重量轻20-30克，使得便携设备搭载多块SSD成为可能。同时因其完全半导体化
无结构限制，可根据实际情况设计成各种不同接口、形状的特殊电子硬盘。

硬盘尺寸

3.5寸  2.5寸 1.8寸

从插拔方式

#热插拔
非热插拔

从硬盘接口

IDE(已经淘汰---也叫ATA) --——  SATA (Serial ATA)串行的ATA，主流的一种  
SCSI（小型计算机的接口--很少了）   ——  SAS代替了scsi (Serial Attached SCSI) 即串行连接SCSI ，SAS居多

IDE和SATA的区别：

1、接口不同，传输的速率不同。IDE根据规范，最高到133MB/s， 而SATA3.0，串行的IDE接口，可达6Gb/S，速度差距巨大。
2、SATA支持热插拔。
3、SATA与原来的IDE相比,传输更快

SAS与SCSI的区别

1、接口不同；
2、SAS兼容SATA，SCSI不兼容SATA；
3、一个SCSI控制器最多能使用15个设备，而SAS则可以提供支持更多的设备接入

硬盘设备命名

物理硬盘：    
/dev/sd[a-z]
KVM虚拟化:
/dev/vd[a-z]（半虚拟化驱动）
VMware：
/dev/sd[a-z]（全虚拟化驱动）

HP服务器硬盘

/dev/cciss/c0d0p1	    //c0第一个控制器, d0第一块磁盘, p1分区1
/dev/cciss/c0d0p2	    //c0第一个控制器, d0第一块磁盘, p2分区2

从存储连接方式

本地存储 例如DellR730本地磁盘
外部存储 scsi线 sata线 sas线
网络存储 以太网络(iscsi, glusterFS,ceph) 分布式

1.2从磁盘分区方式区分

MBR (MSDOS根据分区表来分区的) <2TB 
分区工具：fdisk  
一共可以分14个分区（4个主分区，扩展分区，逻辑分区(有自己的分区表)） 例如最常用: 3主 + 1扩展（n多个逻辑）
MBR 小于2TB的可以。
一块硬盘最多分4个主分区。
最小的存储单位是块，不是扇区

GPT >2TB和<2TB
分区工具：gdisk(parted---rhel6)
一共可以分128个主分区
GPT大于小于2TB都可以。
#注意：从MBR转到GPT，或从GPT转换到MBR会导致数据全部丢失！

二.基本分区

首先需要先给虚拟机添加磁盘

[[email protected] ~]# ll /dev/sd*
brw-rw----. 1 root disk 8,  0 Nov  7 23:15 /dev/sda
brw-rw----. 1 root disk 8,  1 Nov  7 23:15 /dev/sda1
brw-rw----. 1 root disk 8,  2 Nov  7 23:15 /dev/sda2
brw-rw----. 1 root disk 8, 16 Nov  7 23:15 /dev/sdb
brw-rw----. 1 root disk 8, 32 Nov  7 23:15 /dev/sdc
[[email protected] ~]# lsblk  #查看磁盘设备
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   20G  0 disk 
├─sda1            8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   19G  0 part 
  ├─centos-root 253:0    0   17G  0 lvm  /
  └─centos-swap 253:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
sdb               8:16   0   10G  0 disk 
sdc               8:32   0    8G  0 disk 

2.1.fdisk

MBR 14个分区（4个主分区，扩展分区，逻辑分区）

[[email protected] ~]# fdisk -l /dev/sdb #查看磁盘分区信息
[[email protected] ~]# fdisk /dev/sdb  #针对MBR格式，创建分区
m  查看帮助
n  新建分区
Partition type: p  新建主分区
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
默认回车
设置主分区大小创建主分区，然后
Command (m for help): p  ---打印分区信息
创建扩展分区
Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
Select (default p): e
#注意：扩展分区将剩下的空间全部给了。一路回车即可
创建逻辑分区
Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l   创建逻辑分区
Adding logical partition 5 
First sector (208896-20971519, default 208896): 
Using default value 208896
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (208896-20971519, default 20971519): +5G #指定大小
Partition 5 of type Linux and of size 5 GiB is set
Command (m for help): w   --保存退出
[[email protected] ~]# partprobe /dev/sdb   #更新磁盘分区表，手动让内核更新分区表。不需要重启
[[email protected] ~]# lsblk #查看磁盘设备

2.2 gdisk

GPT 128个主分区

转格式的时候保证此分区，没有被系统占用。
[[email protected] ~]# parted -s /dev/sdc mklabel gpt   #将/dev/sdc(MBR格式)转换成(GPT格式)
[[email protected] ~]# parted -s /dev/sdc mklabel msdos  //将/dev/sda(GPT格式)转换成(MBR格式)
#注意：从MBR转到GPT，或从GPT转换到MBR会导致数据全部丢失！

1.创建分区

[[email protected] ~]# yum -y install gdisk  #安装分区工具
[[email protected] ~]# gdisk -l /dev/sdc
[[email protected] ~]# gdisk /dev/sdc
Command (? for help): n  --创建分区
Partition number (1-128, default 1): 
First sector (34-16777182, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:
Last sector (2048-16777182, default = 16777182) or {+-}size{KMGTP}: +100M
Current type is 'Linux filesystem'
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):      ---直接回车
Command (? for help): p   --打印分区信息
Command (? for help): w    ---保存
Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!
Do you want to proceed? (Y/N): y   是否覆盖是
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdc.
The operation has completed successfully.
[[email protected] ~]# partprobe /dev/sdc  #刷新分区表
[[email protected] ~]# gdisk -l /dev/sdc
[[email protected] ~]# lsblk

2.创建文件系统（格式化）centos7默认使用xfs

[[email protected] ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb1   #格式化成ext4格式的文件系统
[[email protected] ~]# mkfs.xfs /dev/sdc2   #格式化成xfs格式的文件系统

3.挂载mount使用

[[email protected] ~]# mkdir /mnt/disk1   #创建挂载目录
[[email protected] ~]# mkdir /mnt/disks   #创建挂载目录
[[email protected] ~]# mount -o rw /dev/磁盘分区名 /mnt/挂载目录名  #-o 指定读写权限（ro只读，rw读写,默认就是rw）
mount参数:
-o 指定读写权限
-a 需要定义(/etc/fstab)执行-a才会自动挂载
[[email protected] ~]# mount /dev/sdc2 /mnt/disks/

查看磁盘挂载与磁盘使用空间

[[email protected] ~]# df -Th
Filesystem              Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root xfs        17G  1.2G   16G   7% /
devtmpfs                devtmpfs  982M     0  982M   0% /dev
tmpfs                   tmpfs     993M     0  993M   0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     993M  8.7M  984M   1% /run
tmpfs                   tmpfs     993M     0  993M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs      1014M  125M  890M  13% /boot
tmpfs                   tmpfs     199M     0  199M   0% /run/user/0
/dev/sdb1               ext4      283M  2.1M  262M   1% /mnt/disk1
/dev/sdc2               xfs       197M   11M  187M   6% /mnt/disks
参数解释：
-T  打印文件系统类型
-h 人性化显示，磁盘空间大小

取消挂载

[[email protected] ~]# umount /mnt/disks/
[[email protected] ~]# umount -l /mnt/disk1/ #强行卸载，即使目录有资源被进程占用，也可以卸载

三、fstab开机自动挂载

3.1./etc/fstab文件实现开机的时候自动挂载

[[email protected] ~]# blkid /dev/sdb1  #查看uuid和文件系统类型
/dev/sdb1: UUID="d1916638-bd0a-4474-8051-f788116a3a92" TYPE="ext4"
[[email protected] ~]# vim /etc/fstab
参数解释：
第1列:挂载设备
(1)/dev/sda5  
(2)UUID=设备的uuid   rhel6/7的默认写法   同一台机器内唯一的一个设备标识
第2列:挂载点
第3列:文件系统类型
第4列:文件系统属性	
第5列:是否对文件系统进行磁带备份：0 不备份
第6列:是否检查文件系统：0 不检查

[[email protected] ~]# mount -a #自动挂载所有

实战二

[[email protected] ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdc2       /mnt/disks      xfs     defaults        0 0
[[email protected] ~]# mount -a

3.2/etc/rc.d/rc.local开机自动挂载

这个配置文件会在用户登陆之前读取，这个文件中写入了什么命令，在每次系统启动时都会执行一次。也就是说，如果有任何需要在系统启动时运行的工作，则只需写入 /etc/rc.d/rc.local 配置文件即可

[[email protected] ~]# vim /etc/rc.d/rc.local #将挂载命令直接写到文件中

[[email protected] ~]# chmod +x /etc/rc.d/rc.local #添加执行权限
[[email protected] ~]# reboot

文件系统

一、文件系统分类

1.1分类

分类：
本地文件系统，不能在网络上用。
ntfs  xfs  ext2，ext3，ext4
网络文件系统，也可以在本地用。
nfs   glusterfs   hdfs   ceph

1.2概念

作用：
管理文件的一套系统。
文件的编辑，拷贝，粘贴，移动。
inode ：inoed块、i节点--索引节点。专门存储inode信息。里面是文件的属性-也叫元信息，文件名,权限，访问时间

理解inode

理解inode，要从文件储存说起。

文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。

文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。索引节点编号；它是文件或目录在磁盘里的唯一标识，linux读取文件首先要读取到这个索引节点。

每一个文件都有对应的inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。

inode的内容

文件的字节数
文件拥有者的User ID
文件的Group ID
文件的读、写、执行权限
文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。
链接数，即有多少文件名指向这个inode
文件数据block的位置

查看inode信息

[[email protected] ~]# stat /etc/hosts
  File: ‘/etc/hosts’
  Size: 158             Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768d    Inode: 16778306    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2020-07-28 19:11:48.781000069 +0800
Modify: 2013-06-07 22:31:32.000000000 +0800
Change: 2020-07-18 15:37:52.353025437 +0800
 Birth: -
 
[[email protected] ~]# ls -i /etc/hosts  #-i：查看inode号
16778306 /etc/hosts

1.3.EXT

EXT 家族支持度最广：
但创建文件系统（格式化）慢！
修复慢！
文件系统存储容量有限！

1.4.XFS

XFS 同样是一种日志式文件系統：
高容量，支持大存储
高性能，创建/修复文件系统快
格式化快
inode 与 block 都是系統需要用到時，才动态配置产生