【Linux基础】内存和硬盘管理

1. 内存和硬盘使用率查看

查看内存使用率

• 常用命令：
  • free
  • top

查看硬盘使用率

• 常用命令：
  • fdisk
    • fidsk -l：查看硬盘分区信息
  • df：类似fdisk，但会显示挂在目录
  • du：查看文件实际大小（ls查看的是inode信息，du查看数据块信息）

2. 文件系统

常见Linux文件系统：ext4, xfs, btrfs

ext4文件系统

相关概念：

• 超级块：文件产生变动时候，超级块就会更新
• 超级块副本
• i节点（inode）：使用ls -i查看inode编号
• 数据块（datablock）：用于记录数据（如果将inode比作火车头，那么数据块就是车厢）
• 链接：
  • 硬链接：
    • 指向同一个inode
    • 无法跨文件系统
  • 软链接：
    • 指向不同的inode
    • 可以跨文件系统
• 文件访问控制：
  • getfacl
  • setfacl
    • -m：赋予权限
    • -x：撤回权限
    • 示例：setfacl -m u:user1:rw tmpfile（对用户user1赋予tmpfile文件可读写的权限）

3. 硬盘的分区与挂载

常用命令：

• fdisk
• mkfs
• parted
• mount

常见配置文件

• /etc/fstab

大致步骤：假设新添加了一块硬盘，设备名为/dev/sdb：

1. 分区
   1. fdisk /dev/sdb（如果大于2TB，则需要使用parted，而不是fdisk）
   2. 在fdisk终端按“m”获取帮助
   3. 按“n”添加新分区（一路按回车键就是默认全盘分一个区）
   4. 按“w”保存分区信息（新分区被命名为sdb1）
2. 格式化
   1. 如果分区大小小于2TB，可以使用mkfs；若大于，则使用parted；
   2. mkfs.ext4 /dev/sdb1，将新分区格式化为ext4
3. 挂载
   1. mkdir -p /mnt/sdb1
   2. mount -t ext4 /dev/sdb1 /mnt/sdb1，挂载到/mnt/sdb1，中间“-t ext4”可不加，mount会自动识别文件系统。
   3. 注意：上一步的挂载只是暂存在内存中，需要编辑/etc/fstab文件，在最后新起一行添加“/dev/sdb1 /mnt/sdb1 ext4 defaults 0 0”，使得挂载固化。

4. XFS文件系统的用户硬盘配额

XFS有个名为quota的设置，可以对用户硬盘配额进行简单的设置。大致操作步骤如下：

1. 分区（不赘述了）
2. 格式化（使用mkfs.xfs格式化分区）
3. 挂载：
   1. mkdir -p /mnt/sdb1
   2. mount -o uquota,gquota /dev/sdb1 /mnt/sdb1
   3. xfs_quota -x -c 'report -ugib' /mnt/sdb1，查看“/mnt/sdb1”的磁盘配额，报告用户配额、用户组配额，inode和block。
   4. xfs_quota -x -c 'limit -u isoft=5 ihard=10 user1' /mnt/sdb1，对user1进行硬盘配额限制，使用5个inode时提示，最多使用10个inode。

5. 交换分区的查看与创建

使用free命令查看swap大小。

使用分区方式扩充swap

1. 分区（不赘述了）
2. mkswap /dev/sdb1，将/dev/sdb1格式化为swap
3. swapon /dev/sdb1，启用新swap分区（使用swapoff关闭指定swap分区）

使用文件扩充swap

1. dd if=/dev/zero bs=4M count=1024 of=/swapfile，制作一个4G大小的空文件
2. mkswap /swapfile，格式化（有的发行版可能会在这一步报错，提示不安全）
3. chmod 600 /swapfile，修改/swapfile的权限
4. swapon /swapfile，启用新swap分区

固化新swap

1. 编辑/etc/fstab文件
2. 以文件方式扩充swap为例：在fstab文件底部添加/swapfile swap swap defaults 0 0

6. 软件RAID的使用

常见RAID方式：

• RAID 0：至少需要两块硬盘，数据分别存在两块盘上，可以提高单盘吞吐率，缺点是不安全；
• RAID 1：至少需要两块硬盘，数据以镜像方式保存，可以提高可靠性；
• RAID 5：至少需要三块硬盘，前两块做数据盘，第三块做校验盘，相当于RAID 0和RAID 1的简单折中方案；
• RAID 10：至少需要四块硬盘，假设ABCD四个盘，A、B做RAID 1，C、D也做RAID 1，然后AB和CD做RAID 0，兼顾速度和可靠。

软RAID操作方式

1. 安装 mdadm 软件
2. mdadm -C /dev/md0 -a yes -l1 -n2 /dev/sd[b,c]1，创建软RAID（如果提示不支持boot启动，输入“y”同意即可）
   1. -C：创建
   2. /dev/md0，创建后的设备文件
   3. -a yes，创建过程中的一些选项全部yes；
   4. -l1：RAID级别为1；
   5. -n2：活动硬盘为2个；
   6. /dev/sd[b,c]1：指定组成RAID的硬盘是sdb1和sdc1。
3. mdadm -D /dev/md0，查看/dev/md0；
4. mkfs.xfs /dev/md0，格式化……
5. 停止RAID：mdadm --stop /dev/md0

7. 逻辑卷管理

逻辑卷与文件系统的关系

逻辑卷就相当于将所有硬盘虚拟成一块硬盘，有点像RAID。

为Linux创建逻辑卷

1. 假设有三块硬盘，且已分区；
2. pcvcreate /dev/sd[b,c,d]1，创建pv；
3. 使用命令pvs查看
4. vgcreate vg1 /dev/sdb1 /dev/sdc1，将sdb1和sdc1加入新建的卷组vg1；
5. 使用vgs查看卷组；
6. lvcreate -L 100M -n lv1 vg1，在卷组vg1上创建大小为100M的逻辑卷lv1；
   1. -L：设置逻辑卷的大小；
   2. -n：设置逻辑卷的名字；
   3. vg1：指定卷组。
7. 使用命令lvs查看逻辑卷；
8. 格式化与挂载：
   1. mkfs.xfs /dev/vg1/lv1
   2. mkdir /mnt/tmp1
   3. mount /dev/vg1/lv1 /mnt/tmp1（如果要保存，需要写入fstab文件）

动态扩容逻辑卷

1. vgextend vg1 /dev/sdd1，将sdd1加入vg1；
2. lvextend -L +10G /dev/vg1/lv1，为逻辑卷lv1扩充10G；
3. xfs_growfs /dev/vg1/lv1，让xfs文件系统更新；（ext4使用resize2fs）

8. 系统综合状态查看

使用sar命令查看系统综合命令

示例：sar -u 1 10：每1秒采样一次CPU的信息，总共采集10次。

• -u：查看CPU
• -r：查看内存
• -b：查看IO
• -d：查看硬盘
• -q：查看进程

使用第三方命令查看网络流量（如iftop）

• 由于sar命令无法监测网络流量，所以可以安装iftop，借助iftop查看网络流量。