liunx中的磁盘（极其粗糙版）
磁盘：存储，计算机上的一种存储设备，读写
计算机内部/外接
机械硬盘
固态硬盘
512字节为一个扇区，这是机械硬盘的最小存储单元
磁道：磁盘读取盘片数据的轨迹
柱面：
机械硬盘的接口
IDE（已淘汰）
SATA：抗干扰强，速度快（读写）
SCSI：小型主机的硬盘接口，个人电脑、小型服务器使用，传输速度快，占用CPU的效率低
SAS：读写速度最快能到达6Gb/s
sdb
sd：设备类型，一般指SCSI，SATA
b：设备序号
linux：a，b，c，d，e，f
MBR分区表引导记录，一般适用于2T以下的磁盘分区
MBR分区表：最多只能分四个区，包括三个主分区和一个扩展分区
扩展分区无法使用，只是作为逻辑分区的引导记录保存
只有创建扩展分区，才能创建逻辑分区
主分区可以创建操作系统，也可以存储数据，逻辑分区只能存储数据，不能创建操作系统
主分区-扩展分区：1-4
逻辑分区从5开始
fdisk ：
n：新建分区
p：查看分区情况
w：保存退出
q：不保存退出
d：删除
t：变更分区类型
第二步：创建文件系统
文件系统：组织和存储：文件系统提供了组织数据的结构，能够把文件分为不同的目录，然后经过组织的数据可以存储在物理设备上；访问数据：文件系统提供了对存储设备的访问接口，通过接口访问存储设备中的数据；数据管理：文件系统提供了数据的管理功能，包括文件或者目录的复制、移动、删除、重命名等操作；数据保护：文件系统通过权限的控制机制，限制不同用户的访问权限；日志记录、快照、数据压缩、数据加密等。
文件系统：centos7默认xfs，ext4，ext3
xfs：适合于大型文件和高性能处理文件的系统，可以支持上百G的分区存储
ext类型：linux自带，提高性能以及稳定性
NTFS：Windows的文件系统
第三步：挂载
挂载点必须是一个已经存在的，而且是一个新创建的空目录
mount（挂载），umount（解挂载），umount -lf（强制解挂载）
/etc/fstab（下次重启前一直挂载）：
/etc/fstab 用来对需要开机自动挂载的设备进行配置：
格式：设备分区 挂载目录 分区的文件系统 默认给以挂载点目录所有的执行权限 0表示不对数据进行备份 0表示系统启动时不检查分区的文件系统
例如：/dev/sdb1 /mnt/disk_b1 xfs defaults 0 0
GPT分区表引导记录，一般2T以上
128个分区
gdisk命令
swap交换分区：
系统是有物理内存，物理内存不够用，就需要将其他物理内存当中的一部分空间进行释放，提供给物理内存使用
释放出来的空间保存在swap当中，用完之后，保存在swap空间的内存还需要还给被释放的程序
一般系统会有预设的swap交换分区，系统物理内存不够时，可以直接来这调用，如果预设的空间也不够使用时，会从其他程序空间继续调用，从其他程序空间调用的内存，之后需要还给调用的程序
改变分区类型后：
mkswap /dev/…
swapon /dev/…（启用swap分区）
swapoff /dev/…（关闭swap分区）
Linux系统每个硬件设备都有一个唯一标识：UUID，不重复、唯一
查询UUID：blkid
设备要生成uuid，必须先创建文件系统
推荐在工作中使用uuid，设备唯一编号进行永久挂载
lvm：逻辑卷
动态管理：
lvm就是动态地管理磁盘空间
核心（扩容）
逻辑卷：由不同硬盘的不同分区，或者同一硬盘下的不同分区组成的一个逻辑上的硬盘
逻辑卷最小存储单位PE=4M
创建物理卷：pvcreate
扫描物理卷：pvscan
查看物理卷的详细信息：pvdisplay
删除物理卷：pvremove
创建卷组：vgcreate 卷组名 分区位置（/dev/sdb5）
扫描卷组：vgscan
查看卷组的详细信息：vgdisplay
删除卷组：vgremove
扩容卷组：vgextend
缩容卷组：vgreduce
创建逻辑卷：lvcreate
扫描逻辑卷：lvscan
查看逻辑卷的详细信息：lvdisplay
删除逻辑卷：lvemove
扩容逻辑卷：lvextend
缩容逻辑卷：lvreduce
缩容：有条件地缩容，xfs文件系统无法所容，ext3，ext4可以缩容
磁盘配额：
两个方式：1.对用户使用磁盘空间地大小进行限制；2.对用户在磁盘上创建文件个数的限制
防止用户恶意使用磁盘空间
xfs的限制方式：
xfsprogs和quota两个依赖包必需，并且挂载时要以磁盘配额的方式挂载：mount -o usrquota,grpquota /dev/sdc3 /test/
setenforce 0（centos7自带的安全检测机制），systemctl stop firewalled
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M zhangsan
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M zhangsan' /test
xfs_quota为固定开头
-x表示开启专家模式，允许对配额系统所有管理命令进行使用
-c要调用的管理配额的命令
' ' 中的内容
limit 开启限制
-u指定限制的用户，zhangsan就是限制的用户名
bsoft软限制，到这个值还可以接着用
bhard硬限制，到这个值1k都不能用了
/test挂载点
dd if=/dev/zero of=/test/123.txt bs=10M count=12
dd连续复制的命令
if=指定输出的文件
/dev/zero零设备文件，可以提供无限的空字符，可以用来生成一个特定大小的文件
of=把这些字符指向到文件
bs=10M每一次复制的大小为10M
count=12总共复制12次
xfs_quota -x -c 'limit -u isoft=4 ihard=6 zhangsan' /test
与限制大小的区别在于限制文件个数，软个数为4，硬个数为6
touch {1..7}.txt表示创建1.txt到7.txt共七个文件
xfs_quota -x -c 'disable -up' /test/ 取消该文件的限制
RAID：磁盘损坏，但是数据不会丢失。磁盘冗余阵列。
组成方式和lvm类似，由多个硬盘下的不同分区或者是同一硬盘下的不同分区组成
组成方式：
raid0：条带化存储，条带化就是把数据分散在多个物理磁盘上的一种存储方式
只是单纯地提高了读写性能，但是没有冗余，不适用于对数据安全性要求高地场景，但是读写性能很高，一般不单独用raid0
一块盘就足够，读写性能最强
raid1：镜像存储，复制，写入时会在两处同时写入
最少需要两块盘，并且硬盘个数必须是2的倍数
磁盘利用率只有50%，写入稍慢，但读性能和raid0差不多
raid5：
最少需要三块硬盘，数据在硬盘上循环均衡存储
磁盘利用率：（n-1）/n
写性能很差，读性能比raid0和raid1稍差，但是允许损坏一块硬盘
raid6：
磁盘数要≥4，可以损坏两块硬盘
磁盘利用率：（n-2）/n
奇偶校验，在数据中添加校验位，所以写性能最差，读性能还行，可靠性最强
raid10：先镜像，后条带（1+0）
磁盘数要≥4并且必须是偶数
磁盘利用率为n/2，允许基组中各坏一个，读写都稍差
面试题：四块硬盘如何选择磁盘阵列？要求实现循环冗余
答：只需要单纯的高可用保护数据安全，那么raid5足够；如果又要保证数据安全，又要高可用，又要保证数据可靠性，那么建议使用raid6
什么是热备份？
答：就是坏了直接换一块盘
热备份操作：
- rpm -q
- mdadm -C -v /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd[b-d]1 -x1 /dev/sde1
- -C表示创建
- -v可以不加，显示创建过程中的详细信息
- /dev/md5创建raid5的名称（只能叫这个）
- -l5指定raid的级别
- -n3表示盘数
- /dev/sd[b-d]1表示设备名称，中括号[]里的是一个范围
- -x1表示指定热备份盘的数量
- /dev/sde1表示热备份的设备的名称
- cat /proc/mdstat查看创建进度
- mdadm -D /dev/md5查看详细信息
- mkfs.xfs /dev/md5
- mount /dev/md5 /data/
- mdadm /dev/md5 -f /dev/sdb1 可以关闭一个盘
磁盘管理与文件系统: 磁盘结构: 硬盘的物理结构: 盘片:硬盘有多个盘片,每盘片2面 磁头:每面一个磁头 硬盘的数据结构: 扇区:盘片被分为多个扇形区域,每个扇区存放512字节的数据 磁道:同一盘片不同半径的同心圆 柱面:不同盘片相同半径构成的圆柱面 硬盘存储容量=磁头数×磁道（柱面）数×每道扇区数×每扇区字节数 可以用柱面/磁头/扇区来唯一定位磁盘上每一个区域 磁盘接口类型： IDE、SATA、SCSI、SAS、光纤通道
查看磁盘空间: df -h 查看磁盘分区: fdisk -l 管理磁盘分区: fdisk /dev/sda (磁盘) n是创建新分区，m查看管理命令，l查看磁盘对应系统的id，t修改分区的磁盘的系统id，w保存退出，q不保存退出 partprobe 刷新磁盘缓存表 实验:对Centos磁盘扩容 1.关机并且系统没有快照,在VMware中增加磁盘容量,启动虚拟机 2.在虚拟机中执行 fdisk /dev/sda进行磁盘分区创建:n->主分区->主分区id:3->设置起始结束卷标->修改分区类型为Linux LVM(适合存储),对应的编码是8e;此时可以通过fdisk -l查看到新建的分区 3.使用partprobe命令让系统识别该分区(此时往往失败),对应分区创建物理容量:pvcreate /dev/sda3 4.扩展卷组:vgextend centos /dev/sda3 centos代表的是vgdisplay命令查看到的卷组名称 扩展完成后,VG Size 会变大 5.扩充磁盘阵列的大小:lvresize -L +扩展容量(比扩展的要小)阵列名 6.刷新磁盘阵列的容量大小:xfs_growfs 阵列名 此时磁盘扩容就完成了
格式化分区(创建文件系统)mkfs -t 文件系统类型分区文件 前提:分区已建立(fdisk命令);分区文件已创建(pvcreate) 用途是使用不同的文件系统,扩展磁盘容量(和根分区分离开),会联合mount挂载具体目录 mount挂载 mount分区文件 目录 指定分区所占用的文件系统位置 mount -o loop 镜像文件 目录 把镜像文件当成一个文件夹,来浏览或使用其中的内容
默写(面试版) 1.磁盘的接口种类有那些类型 IDE、SATA、SAS、SCSI、光纤 2.如果磁盘空间不足,扩展磁盘空间的步骤有哪些 方式一:扩展原磁盘大小 1.vmware 进行磁盘扩容 2.fdisk管理磁盘并创建磁盘分区 3.识别磁盘partprobe 4.物理卷创建(pv会对应创建分区文件) 5.卷分组在原卷组基础上加入新物理卷(vg) 6.逻辑卷容量扩展(lv) 7.文件系统重新识别 8.df -h 查看结果 方式二:扩展的分区挂载到具体目录 1.vmware 进行磁盘扩容 2.fdisk管理磁盘并创建磁盘分区 3.识别磁盘partprobe 4.物理卷创建(pv会对应创建分区文件) 5.指定该分区对应的文件系统(mkfs) 6.挂载分区到具体的系统目录 7.df -h 查看结果 3.如果想要读取镜像文件的内容,则需要怎么做 挂载镜像文件到一个具体的系统目录下 此时对该系统目录的读取,就指向了镜像文件的读取 该系统目录的内容,就是镜像文件的内容 具体命令:mount -o loop 镜像文件 系统目录
LVM与磁盘配额
分区:设备初始化的第一步,此时未生成物理卷,pvcreate执行后,创建物理卷;vgcreate或vgextend命令可以用物理卷新建卷组或加入卷组;lvcreate或lvresize命令可以由系统自动分配剩余卷组的容量形成逻辑卷
LVN(Logical Volume Manager):逻辑卷管理
特点:
动态调整磁盘容量,从而提高磁盘管理的灵活性
/boot分区用于存放引导文件,不能基于LVM创建
图形界面管理工具
system-config-lvm
LVM机制的基本概念:
PV(物理卷)physical volume:通常对应整个磁盘或整个分区,默认分割成4M的基本单元PE
物理卷一般直接使用设备名称: /dev/sda1、dev/sdb
主要命令:pvcreate 设备名
VG(卷组)volume group:把多个物理卷的资源统合在一起，集中管理
物理设备挂载和是否使用逻辑卷没关系
LV(逻辑卷)logical volume:和物理卷没有直接关系,正常是在用lvcreate创建逻辑卷,lvextend用来扩展逻辑卷;逻辑卷才是真正意义上的用户可以使用的存储单位
磁盘配额概述
实现磁盘限额的条件
1.需要Liunx内核支持
2.安装xfsprogs与quota软件包
Liunx磁盘限额的特点
作用范围:针对指定的文件系统(分区)
限制对象:用户账户、组账户
限制类型:磁盘容量、文件数量
限制方法:软限制、硬限制
mdadm模拟磁盘阵列的创建与查看,移除
1.先使用VMware进行硬盘连接
2.使用fdisk对这些新增的硬盘进行新建分区操作,选择fd类型
3.使用mdadm命令进行阵列组建:mdadm -Cv 阵列设备 -a yes -n磁盘数量 -l阵列级别 磁盘设备列表
4.ls -l 阵列设备 查看设备信息
cat/proc/mdstat 查看阵列的状态
5.创建文件系统:mkfs.xfs 阵列设备
6.挂载文件目录:mount 阵列设备 文件目录
此时可以用df -h 查看文件系统,在文件目录中的操作都会使用该阵列设备进行备份存储,故障恢复等
RAID阵列的几种类型:
RAID0:速度最快,可靠性低。没有备份,成本最低
RAID1:两台磁盘组,一台存储,一台备份,安全性最高,成本也最高
RAID5:三台起步,N-1台分布式存储,分布式备份,1台校验文件;有一定的写损失,速度较快。可以有一台故障的冗余
RAID6:四台起步,N-2台分布式存储与备份,两台奇偶校验文件;写损失较高,读速度很快。可以有两台故障的冗余
RAID1+0:两个RAID1的磁盘组,组成一个RAID0,既保障安全性,也保障速度;但成本也很高