10.磁盘和文件系统管理

1.磁盘基础知识

1.1 磁盘接口类型

IDE：133MB/s，并行接口，早期家用电脑
SCSI：640MB/s，并行接口，早期服务器
SATA：6Gbps，SATA数据端口与电源端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
SAT：6Gbps，SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而 SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入 SAS主板上，反之不成
USB
M.2

注意：速度不是由单纯的接口类型决定，支持Nvme协议硬盘速度是最快的

1.2 硬盘存储术语

1.2.1 CHS

CHS采用 24 bit位寻址
其中前10位表示cylinder，中间8位表示head，后面6位表示sector
最大寻址空间 8 GB
head：磁头磁头数=盘面数
track：磁道磁道=柱面数
sector：扇区，512bytes
cylinder：柱面 1柱面=512 * sector数/trackhead数=51263*255=7.84M

1.2.2 LBA（logical block addressing）

LBA是一个整数，通过转换成 CHS 格式完成磁盘具体寻址
ATA-1规范中定义了28位寻址模式，以每扇区512位组来计算，ATA-1所定义的28位LBA上限达到 128 GiB。2002年ATA-6规范采用48位LBA，同样以每扇区512位组计算容量上限可达128 Petabytes

由于CHS寻址方式的寻址空间在大概8GB以内，所以在磁盘容量小于大概8GB时，可以使用CHS寻址方式或是LBA寻址方式；在磁盘容量大于大概8GB时，则只能使用LBA寻址方式

2.管理存储

2.1 磁盘使用三部曲之磁盘分区

2.1.1 分区的意义

优化I/O性能
实现磁盘空间配额限制
提高修复速度
隔离系统和程序
安装多个OS
采用不同文件系统

2.1.2 MBR分区

MBR：Master Boot Record，1982年，使用32位表示扇区数，分区不超过2T

MBR分区前512bytes

446bytes: boot loader

64bytes：分区表，其中每16bytes标识一个分区

2bytes: 55AA（表示分区正在被使用）

MBR分区中一块硬盘最多有4个主分区，也可以3主分区+1扩展(N个逻辑分区)

MBR分区：主和扩展分区对应的1--4，/dev/sda3，逻辑分区从5开始，/dev/sda5

2.1.3 GPT分区

GPT：GUID（Globals Unique Identifiers） partition table 支持128个分区，使用64位，支持8Z（ 512Byte/block ）64Z （ 4096Byte/block）

使用128位UUID(Universally Unique Identifier) 表示磁盘和分区 GPT分区表自动备份在头和尾两份，并有CRC校验位

UEFI (Unified Extensible Firmware Interface 统一可扩展固件接口)硬件支持GPT，使得操作系统可以启动

GPT分区结构分为4个区域：

GPT头
分区表
GPT分区
备份区域

2.1.4 查看分区

lsblk：列出磁盘设备

lsblk [options] [device...]

查看内核是否已经识别新的分区

cat /proc/partations

若硬盘添加无法显示可执行如下操作

[root@centos8 data]# ll /sys/block/sd*
lrwxrwxrwx. 1 root root 0 Jan 30 23:41 /sys/block/sda -> ../devices/pci0000:00/0000:00:10.0/host11/target11:0:0/11:0:0:0/block/sda
[root@centos8 data]echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host11/scan
此时可重新查看添加的硬盘

2.1.5 fdisk和gdisk创建分区

格式：

gdisk [device...]             类fdisk 的GPT分区工具
fdisk -l [-u] [device...]     查看分区
fdisk [device...]             管理MBR分区

子命令：

p 分区列表
t 更改分区类型
n 创建新分区
d 删除分区
v 校验分区
u 转换单位
w 保存并退出
q 不保存并退出

分区后重读分区表：

#Centos6 通知内核重新读取硬盘分区表除了CentOS 6 以外的其它版本 5，7，8
partprobe
#Centos6 通知内核重新读取硬盘分区表
新增分区用
partx -a /dev/DEVICE
kpartx -a /dev/DEVICE -f: force

删除分区用
partx -d --nr M-N /dev/DEVICE

MBR分区推荐使用fdisk命令，GPT推荐使用gdisk命令

2.1.6 parted 命令分区

注意：parted的操作与fdisk和gdisk不同的是它是实时生效

格式：

parted [选项]... [设备 [命令 [参数]...]...]

常用选项：

-l 列出所有硬盘分区信息
-p 进入交互命令模式

常见命令：

mklabel label-type 指定分区方式（GPT或者MBR）
mkpart [part-type name fs-type] start end 创建指定大小的分区，默认单位M
print 显示所有分区
rm 删除指定分区
name 指定分区名字

范例：

[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb mklabel gpt
Information: You may need to update /etc/fstab.
[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb print                             
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: 

[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb mkpart primary ext4 1001 2001           
Information: You may need to update /etc/fstab
[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 
Number  Start   End     Size   Type      File system  Flags
 1      1049kB  1000MB  999MB  extended               lba
 2      1001MB  2001MB  999MB  primary

[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb rm 1
Information: You may need to update /etc/fstab.
[root@centos8 ~]# parted /dev/sdb print
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: 
Number  Start   End     Size   Type     File system  Flags
 2      1001MB  2001MB  999MB  primary

2.2 磁盘使用三部曲之创建文件系统

2.2.1 文件系统概念

操作系统中负责管理和存储文件信息的软件结构称为文件管理系统，简称文件系统

查看支持的文件系统：

/lib/modules/`uname -r`/kernel/fs
cat /proc/filesystems

帮助：man 5 fs

2.2.2 文件系统类型

Linux 常用文件系统

ext2：Extended file system 适用于那些分区容量不是太大，更新也不频繁的情况，例如 /boot 分区
ext3：是 ext2 的改进版本，其支持日志功能，能够帮助系统从非正常关机导致的异常中恢复
ext4：是 ext 文件系统的最新版。提供了很多新的特性，包括纳秒级时间戳、创建和使用巨型文件 (16TB)、最大1EB的文件系统，以及速度的提升
xfs：SGI，支持最大8EB的文件系统
swap
iso9660 光盘
btrfs（Oracle）

Windows 常用文件系统

FAT32 ：最多只能支持16TB的文件系统和4GB的文件
NTFS ：最多只能支持16EB的文件系统和16EB的文件
exFAT

2.2.3 创建文件系统

mkfs：创建文件系统

mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具

格式：

mkfs [options] [-t type] [fs-options] device [size]
mkfs.type device
mke2fs [options] device

常用选项：

-t {ext2|ext3|ext4|xfs} 指定文件系统类型
-b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小
-L ‘LABEL’ 设置卷标
-j 相当于 -t ext3， mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3
-i # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小
-N # 指定分区中创建多少个inode -I 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096
-m # 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比
-O FEATURE[,...] 启用指定特性
-O ^FEATURE 关闭指定特性

2.2.4 查看文件系统

blkid：显示设备属性信息

格式：

blkid [OPTION]... [DEVICE]

常用选项：

-L LABEL 根据指定的LABEL来查找对应的设备
-U UUID 根据指定的UUID来查找对应的设备

e2label：管理ext系列文件系统的LABEL

格式：

e2label DEVICE [LABEL]

findfs：通过label和UUID查找分区

格式：

findfs [options] LABEL=<label>
findfs [options] UUID=<uuid>

dumpe2fs：显示ext文件系统信息，将磁盘块分组管理

格式：

dumpe2fs  [options] device

常用选项：

-h：查看超级块信息，不显示分组信息

xfs_info：显示示挂载或已挂载的 xfs 文件系统信息

格式：

xfs_info mountpoint|devname

范例：

[root@centos8 ~]# xfs_info /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=65536 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=262144, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

2.2.5 修复文件系统

文件系统夹故障常发生于死机或者非正常关机之后，挂载为文件系统标记为“no clean”

注意：一定不要在挂载状态下执行下面命令修复

fsck: File System Check

格式：

fsck.FS_TYPE
fsck -t FS_TYPE 
FS_TYPE 一定要与分区上已经文件类型相同

常用选项：

-a 自动修复
-r 交互式修复错误

e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具

格式：

-y 自动回答为yes
-f 强制修复
-p 自动进行安全的修复文件系统问题

xfs_repair：xfs文件系统专用检测修复工具

格式：

xfs_repair  [options] device

常用选项：

-f 修复文件
-n 只检查
允许修复只读的挂载设备，在单用户下修复 / 时使用，然后立即reboot

2.3 磁盘使用三部曲之挂载文件系统

挂载:将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立起关联关系，进而使得此目录做为其它文件访问入口的行为

2.3.1 挂载文件系统mount

格式：

mount [-fnrsvw] [-t fstype] [-o options] device dir

device：指明要挂载的设备

设备文件：例如:/dev/sda5
卷标：-L 'LABEL', 例如 -L 'MYDATA'
UUID： -U 'UUID'：例如 -U '0c50523c-43f1-45e7-85c0-a126711d406e'
伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs

mountpoint：挂载点目录必须事先存在，建议使用空目录

常用选项：

-t vsftype 指定要挂载的设备上的文件系统类型
-r readonly，只读挂载
-w read and write, 读写挂载
-n 不更新/etc/mtab，mount不可见
-a 自动挂载所有支持自动挂载的设备(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中有 auto功能)
-B, --bind 绑定目录到另一个目录上
-o options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔

async 异步模式,内存更改时,写入缓存区buffer,过一段时间再写到磁盘中，效率高，但不安全

sync 同步模式,内存更改时，同时写磁盘，安全，但效率低下

atime/noatime 包含目录和文件

diratime/nodiratime 目录的访问时间戳

auto/noauto 是否支持开机自动挂载，是否支持-a选项

exec/noexec 是否支持将文件系统上运行应用程序

dev/nodev 是否支持在此文件系统上使用设备文件

suid/nosuid 是否支持suid和sgid权限

remount 重新挂载 ro/rw 只读、读写

user/nouser 是否允许普通用户挂载此设备，/etc/fstab使用

acl/noacl 启用此文件系统上的acl功能 loop 使用loop设备

_netdev 当网络可用时才对网络资源进行挂载，如：NFS文件系统 defaults 相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async

挂载规则:

一个挂载点同一时间只能挂载一个设备
一个挂载点同一时间挂载了多个设备，只能看到最后一个设备的数据，其它设备上的数据将被隐藏
一个设备可以同时挂载到多个挂载点

2.3.2 卸载文件系统 umount

格式：

umount 设备名|挂载点

2.3.3 查看挂载情况

查看挂载

#通过文件查看
/etc/fstab, /etc/mtab and /proc/mounts

#通过命令查看
mount

查看挂载点情况

#用法
findmnt [options] device|mountpoint

#范例
[root@centos8 ~]# findmnt /boot
TARGET SOURCE    FSTYPE OPTIONS
/boot  /dev/sda1 ext4   rw,relatime,seclabel

管理正在访问指定文件系统的进程

#lsof
lsof MOUNT_POINT		查看所有正在访问文件系统的进程

#fuser
fuser -v MOUNT_POINT	查看所有正在访问文件系统的进程
fuser -km MOUNT_POINT	终止所有正在访问文件系统的进程

2.3.4 持久挂载

将挂载保存到 /etc/fstab 中可以下次开机时，自动启用挂载

查看帮助：

man	5 	fstab
mount	-a					#可以使新添加的挂载项生效

fstab格式：

[root@centos8 ~]# cat /etc/fstab 
#
UUID=ccd25378-c82e-4bea-ad12-81fba73fdf70 /                       xfs     defaults        0 0

要挂载的设备信息（UUID、LABLE等）
挂载点：必须是事先存在的目录
文件系统类型
挂载选项
转储频率：0：不做备份 1：每天转储 2：每隔一天转储
fsck检查的文件系统的顺序：允许的数字是0 1 2

0：不自检，1：首先自检；一般只有rootfilesystems才用 2：非rootfilesystems使用

2.4 swap分区

2.4.1 swap 介绍

当没有足够的 RAM 保存系统处理的数据时会将数据写入 swap 分区，当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。

官方推荐推荐系统 swap 空间

https://access.redhat.com/documentation/zh-cn/red_hat_enterprise_linux/7/html/installation_gui de/sect-disk-partitioning-setup-ppc#sect-recommended-partitioning-scheme-ppc

2.4.2 交换分区实现过程

1.创建交换分区或者文件

[root@centos8 ~]#echo -e 'n\np\n\n\n+2G\nt\n82\nw\n' | fdisk /dev/sdc

2.创建swap分区

[root@centos8 ~]#mkswap /dev/sdc1

3.写入配置文件fstab

[root@centos8 ~]#vim /etc/fstab
UUID=d3140a7a-65b7-4cb7-8a2b-12d38aa98c6f swap         swap defaults 0 0

4.使用swapon -a 激活交换空间

[root@centos8 ~]#swapon -a
[root@centos8 ~]#free -h
             total       used       free     shared buff/cache   available
Mem:          3.7Gi       264Mi       3.2Gi       9.0Mi       261Mi       3.2Gi
Swap:         4.0Gi         0B       4.0Gi
[root@centos8 ~]#cat /proc/swaps
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda5                               partition 2097148 0 -2
/dev/sdc1                               partition 2097148 0 -3

5.swapon和swapoff

#启用swap分区
swapon [OPTION]... [DEVICE]
	-a：激活所有的交换分区
	-p PRIORITY：指定优先级，也可在/etc/fstab 在第4列指定：pri=value
	
#禁用swap分区
swapoff [OPTION]... [DEVICE]

swap优先级说明：可以指定swap分区0到32767的优先级，值越大优先级越高

2.5 移动介质使用

2.5.1 使用光盘

挂载和卸载

[root@centos8 ~]# mount /dev/cdrom /mnt/
[root@centos8 ~]# unmount	/mnt/

创建ISO文件

[root@centos8 ~]# cp /dev/cdrom /root/centos.iso
[root@centos8 ~]# mkisofs -r -o /root/etc.iso /etc #来自于genisoimage包

2.5.2 USB介质

查看usb设备

[root@centos8 ~]# lsusb
[root@centos8 ~]#mount /dev/sdX# /mnt

查看硬件设备日志

[root@centos8 ~]#tail /var/log/messages -f
[root@centos8 ~]#dmesg

格式化U盘为 FAT32 文件系统

[root@centos8 ~]#dnf -y install dosfstools
[root@centos8 ~]#mkfs.vfat /dev/sdd1
mkfs.fat 4.1 (2017-01-24)
[root@centos8 ~]#mount /dev/sdd1 /mnt

2.6 磁盘管理命令

2.6.1 df

df：查看文件系统磁盘的已经使用空间

格式：

df [OPTION]... [FILE]...

常用选项：

-H 以10为单位
-T 文件系统类型
-h 以更容易阅读的单位显示
-i inode的占用数量
-P 以整理好的格式输出

范例：

[root@centos8 data]# df -TH
Filesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs       devtmpfs  943M     0  943M   0% /dev
tmpfs          tmpfs     958M     0  958M   0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs     958M  467k  958M   1% /run
tmpfs          tmpfs     958M     0  958M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda1      xfs        54G  3.5G   51G   7% /
tmpfs          tmpfs     192M     0  192M   0% /run/user/0
[root@centos8 data]# df -Th
Filesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs       devtmpfs  899M     0  899M   0% /dev
tmpfs          tmpfs     914M     0  914M   0% /dev/shm
tmpfs          tmpfs     914M  456K  914M   1% /run
tmpfs          tmpfs     914M     0  914M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda1      xfs        50G  3.2G   47G   7% /
tmpfs          tmpfs     183M     0  183M   0% /run/user/0

2.6.2 du

du：统计目录占用空间

格式：

du [OPTION]... [FILE]...

常用选项：

-h 以更容易阅读的单位显示
-s 只统计文件夹的大小，而不统计子目录

2.6.3 dd

dd：convert and copy a file

格式：

dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=#

常用选项：

if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入
of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出
ibs=size 一次读size个byte
obs=size 一次写size个byte
bs=size block size, 指定块大小（既是是ibs也是obs)
skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块
seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块
count=n 复制n个bs
conv=conversion[,conversion...] 用指定的参数转换文件

ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII

ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC

lcase 把大写字符转换为小写字符

ucase 把小写字符转换为大写字符

nocreat 不创建输出文件

noerror 出错时不停止

notrunc 不截短输出文件

sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐

fdatasync 写完成前，物理写入输出文件

范例：

[root@centos8 data]# echo abcdef > f1.txt
[root@centos8 data]# echo 12345678 > f2.txt
[root@centos8 data]# dd if=f1.txt of=f2.txt bs=1 seek=3 
7+0 records in
7+0 records out
7 bytes copied, 6.0037e-05 s, 117 kB/s
[root@centos8 data]# cat f2.txt 
123abcdef

3.RAID

3.1 什么是RAID

RAID：Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disks 廉价（独立）磁盘冗余阵列 1988年由加利福尼亚大学伯克利分校（University of California-Berkeley） “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”,多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供

3.2 RAID级别

3.2.1 RAID-0

以 chunk 单位,读写数据

组合方式：

Disk0：A1 A3 A5 A7
Disk0：A2 A4 A6 A8

最少磁盘数：2

3.2.2 RAID-1

组合方式：

Disk0：A1 A2 A3 A4
Disk1：A1 A2 A3 A4

最少磁盘数：2

3.2.3 RAID-4

组合方式：

Disk0：A1 B1 C1 D1
Disk1：A2 B2 C2 D2
Disk2：Ap Bp Cp Dp

使用一块硬盘做校验位，至少3块硬盘才可以实现（不过校验位硬盘容易损坏）

3.2.4 RAID-5

组合方式：

Disk0：A1 B1 Cp
Disk1：A2 Bp C2
Disk1：Ap B3 C3

每块磁盘上都放置一个校验位，允许损坏1块磁盘，最少要3块硬盘实现

3.2.5 RAID-6

组合方式：

Disk0：A1 B1 Cp Dq
Disk1：A1 Bp Cq D1
Disk2：Ap Bq C2 D2
Disk3：Aq B3 C3 Dp

每块磁盘上放置两个校验位，允许损坏2块磁盘，至少要4块硬盘实现

3.2.6 RAID-10

组合方式：

Disk0：A1 A2
Disk1：A1 A2
Disk2：A3 A4
Disk3：A3 A4

先将Disk0和Disk1组成RAID1、Disk2和Disk3组成RAID1，在将两个RAID1组合成RAID0.至少要4块硬盘实现该功能。

3.2.7 RAID-01

组合方式：

Disk0：A1 A2
Disk1：A3 A4
Disk2：A1 A2
Disk3：A3 A4

先将Disk0和Disk1组成RAID0、Disk2和Disk3组成RAID0，在将两个RAID1组合成RAID1.至少要4块硬盘实现该功能。

3.2.8 JBOD

组合方式：

Disk0：A1 A2 A3
Disk1：A4 A5 A6
Disk2：A7 A8 A9

将多个磁盘空间合并成一个大空间使用

RAID7 可以理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上性能最高的 RAID模式

常用级别： RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD

4.逻辑卷管理（LVM）

4.1 LVM介绍

LVM可以弹性的更改LVM的容量

实现过程：

将设备指定为物理卷
用一个或者多个物理卷来创建一个卷组，物理卷是用固定大小的物理区域（Physical Extent， PE）来定义的
创建逻辑卷，在逻辑卷上创建文件系统并挂载

4.2 实现逻辑卷

4.2.1 pv管理工具

显示pv信息

pvs：简要pv信息显示
pvdisplay

删除和创建pv

pvremove /dev/DEVICE
pvcreate /dev/DEVICE

4.2.2 vg管理工具

显示卷组信息

vgs
vgdisplay

创建卷组：

vgcreate	[-s|--physicalextentsize PhysicalExtentSize[bBsSkKmMgGtTpPeE]]	VolumeGroupName PhysicalDevi‐cePath [PhysicalDevicePath...]

扩展和减少卷组：

vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]

4.2.3 lv管理工具

显示逻辑卷

lvs
lvsdisplay

创建逻辑卷

lvcreate -L  #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
#范例
lvcreate -l 60%VG -n mylv testvg
lvcreate -l 100%FREE -n yourlv testvg

删除逻辑卷

lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

重设文件系统大小，用于新增逻辑卷后扩展旧文件系统大小

fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
#调整ext系列文件系统大小
resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]
#调整xfs系列文件系统大小
xfs_growfs /mountpoints

4.2.4 扩展和缩减逻辑卷

注意：缩减有数据损坏的风险，建议先备份再缩减，xfs文件系统不支持缩减

#1.扩展逻辑卷
lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
#针对ext
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME
#针对xfs
xfs_growfs MOUNTPOINT
lvresize -r -l +100%FREE /dev/VG_NAME/LV_NAME

#2.缩减逻辑卷
umount /dev/VG_NAME/LV_NAME
e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]
lvreduce -L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
mount

4.3 逻辑卷快照

4.3.1 逻辑卷快照原理

快照就是将当时的系统信息记录下来，就好像照相一般，若将来有任何数据改动了，则原始数据会被移动到快照区，没有改动的区域则由快照区和文件系统共享

快照特点：

备份速度快，瞬间完
应用场景是测试环境，不能完成代替备份
快照后，逻辑卷的修改速度会一定有影响

4.3.2 实现逻辑卷快照

范例：

#为现有逻辑卷创建快照
lvcreate -l 64 -s -n data-snapshot -p r /dev/vg0/data
#挂载快照
mkdir  -p /mnt/snap
mount -o ro /dev/vg0/data-snapshot   /mnt/snap
#恢复快照
umount /dev/vg0/data-snapshot
umount /dev/vg0/data
lvconvert --merge /dev/vg0/data-snapshot
#删除快照
umount /mnt/databackup
lvremove /dev/vg0/databackup

练习：

1.创建一个2G的文件系统，块大小为2048byte,预留1%的可用空间，文件系统ext4,卷标为TEST,要求此分区开机后自动挂载至/test目录，并且有acl挂载选项。

[root@centos8 ~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.32.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Command (m for help): n
Partition number (2-128, default 2): 2
First sector (2099200-41943006, default 2099200): 
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2099200-41943006, default 41943006): +2G

Created a new partition 2 of type 'Linux filesystem' and of size 2 GiB.

Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

[root@centos8 ~]# mkfs.ext4 -L TEST -m 1 -b 2048 /dev/sdb2
mke2fs 1.45.4 (23-Sep-2019)
Creating filesystem with 524288 4k blocks and 131072 inodes
Filesystem UUID: 49dcc4bf-f2c2-4ef0-b707-bbc1f3081d7a
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[root@centos8 ~]# blkid /dev/sdb2
/dev/sdb2: LABEL="TEST" UUID="49dcc4bf-f2c2-4ef0-b707-bbc1f3081d7a" TYPE="ext4" PARTUUID="f88db445-edbd-0e43-8453-0f70b1fc198a"

#写入配置文件实现持久挂载
[root@centos8 ~]# vim /etc/fstab
UUID=ccd25378-c82e-4bea-ad12-81fba73fdf70 /                       xfs     defaults        0 0
UUID=49dcc4bf-f2c2-4ef0-b707-bbc1f3081d7a /test                   xfs     defaults,acl    0 0 
[root@centos8 ~]# mount -a

3.创建一个至少有两个PV组成的大小为20G的名为testvg的VG;要求PE大小为16MB,而后在卷组中创建大小为5G的逻辑卷testlv；挂载至/data/test目录

#1.添加两块新硬盘sdb和sdc，使用fdisk创建sdb1和sdc1并且将分区类型改为8e
[root@Centos7 data]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0  200G  0 disk 
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0  100G  0 part /
├─sda3   8:3    0   50G  0 part /data
├─sda4   8:4    0    1K  0 part 
└─sda5   8:5    0    4G  0 part [SWAP]
sdb      8:16   0   20G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0   10G  0 part 
sdc      8:32   0   20G  0 disk 
sr0     11:0    1  9.5G  0 rom  /mnt

[root@Centos7 data]# fdisk -l

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0xcf597f02

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    20973567    10485760   8e  Linux LVM

Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x5cec7bc0

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdc1            2048    20973567    10485760   8e  Linux LVM

#2.创建pv
[root@Centos7 data]# pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.

#3.创建物理卷组，设置PE大小为16M
[root@Centos7 data]# vgcreate -s 16M testvg /dev/sdb1 /dev/sdc1
  Volume group "testvg" successfully created
[root@Centos7 data]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               testvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               <19.97 GiB
  PE Size               16.00 MiB
  Total PE              1278
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1278 / <19.97 GiB
  VG UUID               H6l3Hu-WKI7-zAIo-A4Zy-k3hp-ojkP-YEqI1H

 #4.创建逻辑卷
[root@Centos7 data]# lvcreate -L 5G -n testlv testvg
  Logical volume "testlv" created.
 [root@Centos7 data]# lvs
  LV     VG     Attr       LSize Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  testlv testvg -wi-a----- 5.00g                                      
[root@Centos7 data]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/testvg/testlv
  LV Name                testlv
  VG Name                testvg
  LV UUID                YCrkZc-J2PL-PwZF-DWvu-8xvO-EuQm-xo2RIk
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time Centos7, 2021-02-04 19:56:33 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                5.00 GiB
  Current LE             320
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:0
 
#5.创建文件系统并挂载至挂载点
[root@Centos7 data]# mkfs.ext4 /dev/testvg/testlv 
[root@Centos7 data]# blkid
/dev/sdb1: UUID="8Ru2tC-P9rW-3TDt-fHiH-BEDT-32sq-4rt9OK" TYPE="LVM2_member" 
/dev/sdc1: UUID="vZDdu2-1obH-hLfi-NkZo-LCad-UJAU-ZlWLR7" TYPE="LVM2_member" 
/dev/mapper/testvg-testlv: UUID="682fa042-9b2e-4376-8ef9-1c785fc13bca" TYPE="ext4"
[root@Centos7 data]# vim /etc/fstab 
UUID=682fa042-9b2e-4376-8ef9-1c785fc13bca /data/test              ext4    defaults        0 0
[root@Centos7 data]# mount -a
[root@Centos7 data]# df -h
Filesystem                 Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                   900M     0  900M   0% /dev
tmpfs                      910M     0  910M   0% /dev/shm
tmpfs                      910M  9.6M  901M   2% /run
tmpfs                      910M     0  910M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda2                  100G  1.5G   99G   2% /
/dev/sda3                   50G   33M   50G   1% /data
/dev/sda1                 1014M  142M  873M  14% /boot
tmpfs                      182M     0  182M   0% /run/user/0
/dev/sr0                   9.5G  9.5G     0 100% /mnt
/dev/mapper/testvg-testlv  4.8G   20M  4.6G   1% /data/test

#6.为逻辑卷扩展5G空间
[root@Centos7 data]# lvextend -L +5G /dev/testvg/testlv 
  Size of logical volume testvg/testlv changed from 5.00 GiB (320 extents) to 10.00 GiB (640 extents).
  Logical volume testvg/testlv successfully resized.
[root@Centos7 data]# resize2fs /dev/testvg/testlv 
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/testvg/testlv is mounted on /data/test; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 2
The filesystem on /dev/testvg/testlv is now 2621440 blocks long.

[root@Centos7 data]# df -h
Filesystem                 Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                   900M     0  900M   0% /dev
tmpfs                      910M     0  910M   0% /dev/shm
tmpfs                      910M  9.6M  901M   2% /run
tmpfs                      910M     0  910M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda2                  100G  1.5G   99G   2% /
/dev/sda3                   50G   33M   50G   1% /data
/dev/sda1                 1014M  142M  873M  14% /boot
tmpfs                      182M     0  182M   0% /run/user/0
/dev/sr0                   9.5G  9.5G     0 100% /mnt
/dev/mapper/testvg-testlv  9.8G   23M  9.3G   1% /data/test

posted @ 2021-02-04 18:05 bestvae 阅读(449) 评论(1) 编辑收藏举报

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10.磁盘和文件系统管理

1.磁盘基础知识

1.1 磁盘接口类型

1.2 硬盘存储术语

1.2.1 CHS

1.2.2 LBA（logical block addressing）

2.管理存储

2.1 磁盘使用三部曲之磁盘分区

2.1.1 分区的意义

2.1.2 MBR分区

2.1.3 GPT分区

2.1.4 查看分区

2.1.5 fdisk和gdisk创建分区

2.1.6 parted 命令分区

2.2 磁盘使用三部曲之创建文件系统

2.2.1 文件系统概念

2.2.2 文件系统类型

2.2.3 创建文件系统

2.2.4 查看文件系统

2.2.5 修复文件系统

2.3 磁盘使用三部曲之挂载文件系统

2.3.1 挂载文件系统mount

2.3.2 卸载文件系统 umount

2.3.3 查看挂载情况

2.3.4 持久挂载

2.4 swap分区

2.4.1 swap 介绍

2.4.2 交换分区实现过程

2.5 移动介质使用

2.5.1 使用光盘

2.5.2 USB介质

2.6 磁盘管理命令

2.6.1 df

2.6.2 du

2.6.3 dd

3.RAID

3.1 什么是RAID

3.2 RAID级别

3.2.1 RAID-0

3.2.2 RAID-1

3.2.3 RAID-4

3.2.4 RAID-5

3.2.5 RAID-6

3.2.6 RAID-10

3.2.7 RAID-01

4.逻辑卷管理（LVM）

4.1 LVM介绍

4.2 实现逻辑卷

4.2.1 pv管理工具

4.2.2 vg管理工具

4.2.3 lv管理工具

4.2.4 扩展和缩减逻辑卷

4.3 逻辑卷快照

4.3.1 逻辑卷快照原理

4.3.2 实现逻辑卷快照

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