linux磁盘管理

计算机硬盘简介

硬盘是计算机主要存储媒介之一，linux系统中硬件设备相关配置文件存放在/dev下，IDE硬盘接口在Linux中设备名为/dev/hda,  SAS,SCSI,SATA硬盘接口在linux中设备名为sda，高效云盘硬盘接口会识别为/dev/vda等

文件存储在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做sector（扇区），每个sector存储512字节，操作系统在读取硬盘的时候，不会逐个sector地去读，这样效率很低，为了提升读取效率，操作系统会一次性连续读取多个sector，即一次性读取多个sector称为一个block（块）

由多个sector组成的block是文件存储的最小单位，block的大小常见有1KB，2KB,4KB，block在linux中长设置为4KB，即连续8个sector组成一个block

 

一个block只能存放一个文件，如果文件的大小比block大，会申请更多的block，相反如果文件的大小比默认block小，扔会占用一个block，这样剩余的空间就会被浪费

 RAID简介

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有冗余能力的阵列。原理是由多个磁盘组合在一起，提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。 在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在服务器当中必须要有raid阵列卡，不然识别不到硬盘，因此必须要做raid

类型	读写性能	安全性	磁盘利用率	成本	应用方面
RAID 0	最好（因并行性而提高）	最差（完全 无安全保障）	最高（100%）	最低	个人用户
RAID 1	读和单个磁盘无区别， 写则要写两边	最高（提供数 据的百分之百备份）	差（50%）	最高	适用于存放重要 数据，如服务器和 数据库存储等领域
RAID 5	读：RAID 5＝RAID 0 （相近似的数据读取速度） 写：RAID 5<对单个 磁盘进行写入操作 （多了一个奇偶校验信息写入）	RAID 5< RAID 1	RAID 5> RAID 1	RAID 5< RAID 1	是一种存储性能、 数据安全和存储成本 兼顾的存储解决方案
RAID 10	读：RAID 10＝RAID 0 写：RAID 10＝RAID 1	RAID 10＝ RAID 1	RAID 10＝ RAID 1（50%）	RAID 10＝ RAID 1	集合了RAID 0、RAID 1的优点，但是空间上 由于使用镜像，而不 是类似RAID 5的“奇 偶校验信息”，磁盘 利用率一样是50%

 

硬盘block和inode概念

通常而言，操作系统对文件数据的存放包括两部分，一个是文件内容，一个是权限及文件属性，操作系统文件存放是基于文件系统，文件系统会将文件的实际内容存储到block中，而将权限与属性等信息存放至inode中

每个inode与block都有编号，而每个文件都会占用一个inode，inode内则有文件数据放置的block号码

操作系统进行格式化分区时，会自动将硬盘分成两个区域，一个是数据block区，用于存放文件数据，另一个是inode table区，用于存放inode包含的信息

每个inode节点的大小，可以在格式化的时候指定，默认为128B或256B，/boot分区inode默认为128B,其他分区默认为256B

 

硬链接介绍

一般情况下，文件名和inode编号是一一对应的关系，每个inode号码对应一个文件名，但是UNIX/linux系统多个文件名也可以指向同一个inode号码，这意味着可以用不同的文件名访问同样的内容，对文件内容进行修改，会影响到所有文件名，但是删除一个文件名，不会影响另一个文件名的访问，这种情况被称之为硬链接（hard link）

 

创建硬链接

 

 软链接介绍

除了硬链接以外，还有一种链接--------软链接，文件1.txt和2.txt的inode号码虽然不同，但是文件2.txt的内容是文件1.txt的路径，读取2.txt时，系统会自动将访问者导向1.txt文件

无论打开哪个文件最终读取的都是1.txt，这种情况叫做软链接

软链接和硬链接最大的不同是2.txt指向1.txt，而不是1.txt和2.txt的inode相同，因此两个文件的inode不会发生变化

创建软链接：

 

linux下磁盘实战操作命令

 企业真实场景由于硬盘常年大量读写，经常会出现坏盘，需要更换硬盘，或者由于硬盘空间不足，需要添加磁盘，新的磁盘需要格式化，分区才能被linux系统所使用

 fdisk分区命令参数如下，常用参数包括m、n、p、e、d、w

m：打印帮助菜单
n：添加一个新分区
p：打印分区表信息
q：退出不保存更改
d：删除一个分区
l：列出已知的分区类型
w：将分区表写入磁盘并保存

 

第一步，虚拟机加入一块硬盘，然后重新扫描SCSI总线来添加设备

[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

 

第二部，查看新盘是否识别

 

 第三步，fdisk来分区

 

 查看创建好的分区

 

 第四步，格式化分区

 

 第五步，创建目录，挂载到目录

 

 第六步，添加到fstab中，目的是开启自动挂载

 

df命令

df常用于磁盘分区查询，常用命令为df -h

常用选项

-a：列出所有的文件系统的使用情况，包括虚拟文件系统
-h：以人们可读的形式显示出来
-i：查看inode总个数和已用个数

文件系统管理

将额外文件系统与根文件系统某个现有目录建立起联系，进而使得此目录作为其他文件访问的入口的行为称之为挂载

接触此关联关系的过程称之为卸载:

把设备关联挂载点：

　　mount 

卸载时：可以使用设备，也可以使用挂在点

　　umount

注意：挂在点下原有文件将会被隐藏

挂在方法:

　　mount DEVICE 

常用选项：

-t：vsftype：指定要挂在的设备上的文件系统类型
-r：readonly：只读挂载
-w：read and write：读写挂在
-a：自动挂在所有支持自动挂在的设备（定义再/etc/fstab文件中，且挂载选项中有“自动挂载”功能）

查看内核追踪到的已挂载的所有设备：cat /proc/mounts

 

文件系统的扩容

案例：我们想把/home文件系统进行扩容

第一步，添加硬盘

 

 

 第二步，扫描磁盘驱动设备

[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
[root@node /]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

第三步，创建分区

 

第四步。创建pv

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb1 
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.

第五步，确定卷组名称

 

 

第六步，把新创建出来的pv加入到卷组

[root@localhost ~]# vgextend centos /dev/sdb1 
  Volume group "centos" successfully extended

第七步，扩容/home文件系统

[root@localhost ~]# lvextend -L 100G /dev/mapper/centos-home 
  Size of logical volume centos/home changed from 66.99 GiB (17150 extents) to 100.00 GiB (25600 extents).
  Logical volume centos/home successfully resized.

第八步，使刚才的操作生效

[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/mapper/centos-home 
meta-data=/dev/mapper/centos-home isize=512    agcount=4, agsize=4390400 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=17561600, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=8575, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 17561600 to 26214400

第九步，查看/home文件系统是否已经被更改

 

lv快照

lv快照可以克隆一个内容一模一样的lv，速度很快，就跟我们使用虚拟机快照一样，这里要注意的是，只能是ext系列才可以使用快照snap

lvcreate -L 5g -p r -s -n snapshot_lv_name original_lv_name

　　备注:
　　-L: --size
　　-s: --snap
　　-p: --permission rw|r
　　-n: --name

 

文件系统检测

fsck命令:
    fsck:File System Check
        fsck.FS_TYPE
        fsck -t FS_TYPE
               -a:自动修复错误
               -r:交互式修复错误

　　Note:FS_TYPE一定要与分区上已经存在的文件系统类型对应    


e2fsck:ext系列文件系统专用检测修复工具
    -y:自动回答为yes;
    -f:强制修复（没问题也修复）