RAID磁盘阵列以及Linux引导过程

一、RAID

1.1磁盘阵列介绍

1.是Redundant Array of lndependent Disks的缩写，中文简称为独立冗余磁盘阵列
2. 把多快独立的物理硬盘按不同的方式组合起来形成一个硬盘组（逻辑硬盘），从而提供比单个硬盘更高的储存性能和提供数据备份技术
3. 组成磁盘阵列的图通方式成为RAID级别（RAID Levels）
4. 常用的RAID级别：RAID0,RAID1,RAID6,RAID1+0等

1.2RAID 0磁盘介绍

 RAID 0
     RAID 0连续以位或字节位单位分割数据，并行读/写于多个磁盘上，因此具有很高的数据传输率，但它没有数据冗余
     RAID 0只是单纯的提高性能，并没有为数据的可靠性提供保证，而且其中的一个磁盘失效将影响到所有数据
     RAIO 0补能应用于数据安全性要求高的场合

1.3RAID 1

1.通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据
2.当原始数据繁忙时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1可以提高读取性能
3.RAID 1是磁盘阵列中单位成本最高的，但提供了很高的数据安全性和可用性。当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据

1.4RAID 5

  1.N（N>=3）块盘组成阵列，一份数据产生N-1个条带，同时还有一份效验数据，共N分数据在N块盘上循环均衡存储
  2.N块盘同时读写，读性能很高，但由于有效验机制的问题，写性能相对不高
  3.(N-1）/N磁盘利用率
  4.可靠性高，允许坏1块盘，不影响所有数据

1.5RAID 6

  1.N（N>=4）块盘组成阵列（N-2）/N磁盘利用率
  2.与RAID 5相比，RAID 6增加了第二个独立的奇偶效验信息块
  3.两个独立的奇偶系统使用不同的算法，即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用
  4.相对于RAID 5有更大的  ”写损失“，因此写性能较差

1.6RAID 1+0

 1.N （偶数，N>=4）块盘两两镜像后，再组合成一个RAID 0
 2.N/2磁盘利用率
 3.N/2块盘同时写入，N块盘同时读取
 4.性能高，可靠性高

1.7RAID阵列

1.7阵列卡介绍

  阵列卡时用来实现RAID功能的板卡
  通常时由I/O处理器、硬盘控制器、硬盘连接器和缓存等一系列组件构成的
  不同的RAID卡支持的RAID功能不同
       例如支持RAID0、RAID1、RAID5、RAID10等
   RAID卡的接口类型
       IDE接口、SCSI接口、SATA接口和SAS接口

二、Linux系统引导过程

2.1开机自检
主盘BIOS的设置对CPU、内存、显卡、键盘等设备进行初步检测，检测成功自行启动。
2.2MBR引导
当从本机硬盘中启动系统时，首先根据硬盘第一个扇区中 MBR的设置，将系统控制权传递给包含操作系统引导文件的分区，运行在MBR扇区里的启动GRUB引导程序
2.3GRUB菜单
GRUB引导程序通过读取GRUB配置文件/boot/grub2/grub.cfg，来获取内核和镜像文件系统的设置和路径位置
2.4加载Linux内核
Linux 内核是一个预先编译好的特殊二进制文件，介于各种硬件资源与系统程序之间，
负责资源分配与调度。内核接过系统控制权以后，将完全掌控整个 Linux 操作系统的运行过程。
2.5init进程初始化
加载硬件驱动程序，内核把init进程加载到内存中运行

1由Linux内核加载运行/sbin/init程序；
2init进程是系统中第一个进程，是所有进程的父进程；
3init进程的PID（进程标记）号永远为1.

三、GRUB2与grub的区别

1）支持多种文件系统格式
2）在grub中stage1 stage1-5 stage2已经被取消
3）grub2使用模块机制，通过动态加载需要的模块来扩展功能，这样做的好处允许core镜像更小
4）支持自动解压
5）配置文件的不同最明显的。

各个级别的作用
0（poweroff.target）：关机
1（rescue.target）：单用户模式
2、3、4（mulit-user.target）：多用的文本界面
5（graphical.target）：多用的图形界面
6（reboot.target）：重启

1 单用户模式，root权限，用于系统维护，禁止远程登录（只能通过实机进去），该模式的进入方式百度操作即可；就像windows下的安全模式登录；（进入单用户模式的时候root不需要密码就可以登录，所以在此模式下可以修改root密码）
2 多用户模式，没有NFS和网络支持； 　　
3 完整的多用户文本模式，有NFS和网络，登录后进入控制台命令行模式。 　
4系统未使用，保留一般不用，在一些特殊情况下可以用它来做一些事情。例如在笔记本电池用尽时，可以切换到这个模式来做一些设置； 　　5
图形化模式，登录后进入图形GUI模式，X windows系； 　　6
重启模式，默认运行级别不能设为6，否则不能正常启动。运行init6机器就会重启

四、系统初始化进程

4.1 init进程

      由Linux内核加载运行 /sbin/init程序
      init进程的PID（进程标记 ）号永远为1
      init进程的PID（进程标记）号永远为1
  Systemd
      Systemd时Linux操作系统的一种init软件
      CentOS中采用全新的Systemd启动方式，取代传统的SysVinit
      CentOS7运行的第一个init进程时/lib/systemd/systemd

4.2Systemd单元类型

![在这里插入图片描述](https://img-blog.csdnimg.cn/8b6e5a0a934c439691dda281c46ed45b.PNG?x-oss-process=image/watermark,type_ZHJvaWRzYW5zZmFsbGJhY2s,shadow_50,text_Q1NETiBA6ICB6LW15a2mY29kaW5n,size_20,color_FFFFFF,t_70,g_se,x_16#pic_center)

4.3运行级别所对应的Systemd目标

4.4修复MBR扇区故障

    故障原因
           病毒、木马等造成的破坏
           不正确的分区操作、磁盘读写误操作
    故障现象
           找不到引导程序，启动中断
           无法加载操作系统，开机后黑屏
    解决思路
           应提前作好备份文件
           以安装光盘引导进入急救模式
           从备份文件中恢复

（1）备份MBR扇区数据
在关机的状态下添加一块硬盘

使用fdisk命令进入/dev/sdb进行分区

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xf80eaf9f 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xf80eaf9f

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System

命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (1-4，默认 1)：1
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{
   K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：
将使用默认值 41943039
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 20 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

格式化一下

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=1310656 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0