磁盘基础与LVM介绍
1. 磁盘基础介绍
什么是磁盘 什么是软盘 什么是硬盘
磁盘的基本结构
盘片
磁道
扇区 512B
柱面
磁头
磁盘的接口：
IDE SCSI #淘汰了
SATA III SAS #企业级
SSD（ SATA III PCIE ）
M2 超极本的接口标准 MSATA
机械硬盘 HDD 固态硬盘 SSD
容量大价格低 容量小价格贵
抗击打能力弱 抗击打能力强
读写速度慢 读写速度快
数据损坏恢复易 数据恢复难
寿命一直使用 使用期限有一定限制
磁盘的命名方式：
/dev/sda1 #第一块物理硬盘的第一个分区
/dev/sdb3 #第二块物理硬盘的第三个分区
/dev/vdc5 #第三块虚拟硬盘的第5个分区
sd #物理硬盘
vd #虚拟硬盘
磁盘的相关单位和术语
尺寸： 2.5英寸 3.5英寸
数据大小： bit B KB MB GB TB PB EB
单位换算： 1024 1B=8b
转速： RPM 转/每分钟 5400 7200 10k 15k
IOPS 衡量磁盘读写 IO的单位 每秒的输入输出
MBR的位置： 0磁头0磁道1扇区 512字节
446字节 MBR引导记录
64字节4个主分区
2字节分区结束标识符
分区工具：
fdisk #适用于2TB的分区 MBR 只能有4个主分区
gdisk #适用于2TB以上 GPT 128个主分区
2. Fdisk分区
MBR 2T下 只能有4个主分区
[@mm@qls ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 100G 0 disk
├─sda1 8:1 0 500M 0 part /boot
├─sda2 8:2 0 2G 0 part [SWAP]
└─sda3 8:3 0 97.5G 0 part /
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom /mnt
[root@2021 ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 18G 0 part
├─centos-root 253:0 0 17G 0 lvm /
└─centos-swap 253:1 0 1G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 50G 0 disk
└─sdb1 8:17 0 10G 0 part
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom
#显示某块磁盘的分区信息
[root@2021 ~]# fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 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: 0x99a12600
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 20973567 10485760 83 Linux
#1. 进行分区 创建分区
[root@2021 ~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
Command (m for help):
Command action
d delete a partition #删除分区
l list known partition types #显示分区文件系统类型
m print this menu #菜单
n add a new partition #创建一个新分区
p print the partition table #打印分区表信息
q quit without saving changes #不保存退出
w write table to disk and exit #保存退出
Command (m for help): n #创建分区 #主分区的编号是1-4 逻辑分区从5开始
Partition type:
p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
e extended
Select (default p): p #创建主分区
Partition number (1-4, default 1): 1 #主分区的编号
First sector (2048-209715199, default 2048): #扇区的起始位置
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-209715199, default 209715199): +10G #扇区的结束位置
Partition 1 of type Linux and of size 10 GiB is set
#查看分区
[root@2021 ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 18G 0 part
├─centos-root 253:0 0 17G 0 lvm /
└─centos-swap 253:1 0 1G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 50G 0 disk
└─sdb1 8:17 0 10G 0 part
sr0 11:0 1 4.3G 0 rom
#2. 创建文件系统 格式化
[root@2021 ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs: /dev/sdb1 appears to contain an existing filesystem (xfs).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
[root@2021 ~]# mkfs.xfs -f /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1 isize=512 agcount=4, agsize=655360 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=2621440, 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
#3. 创建挂载点
[root@mm~]# mkdir /abc
#4. 挂载使用
[root@mm~]# mount /dev/sdb1 /abc
[root@mm~]# df -h | grep '/abc‘
/dev/sdb1 1G 39M 5G 1% /abc
#测试是否可用
[root@mm~]# dd if=/dev/zero of=/abc bs=100M count=10
100+0 records in
100+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 10.8088 s, 97.0 MB/s
[root@mm~]# df -h | grep '/abc'
/dev/sdb1 10G 1.1G 9.0G 11% /fdisk01
#5. 实现永久挂载
###第一种方法
[root@mm~]# tail -1 /etc/fstab
/dev/sdb1 /fdisk01 xfs defaults 0 0
[root@mm~]#
[root@mm~]# mount -a #重新挂载/etc/fstab文件中的挂载列表
###第二种方法
[root@2021 ~]# cat /etc/rc.local
#!/bin/bash
# THIS FILE IS ADDED FOR COMPATIBILITY PURPOSES
#
# It is highly advisable to create own systemd services or udev rules
# to run scripts during boot instead of using this file.
#
# In contrast to previous versions due to parallel execution during boot
# this script will NOT be run after all other services.
#
# Please note that you must run 'chmod +x /etc/rc.d/rc.local' to ensure
# that this script will be executed during boot.
touch /var/lock/subsys/local
###第三种方法
[root@2021 ~]# blkid
/dev/sda1: UUID="fcce261d-0285-4492-85bf-18f3050d90c1" TYPE="xfs"
/dev/sda2: UUID="DaBcBB-B9Jb-kP16-4u00-uTT1-IRHM-g8VZTu" TYPE="LVM2_member"
/dev/sdb1: UUID="403856aa-cb22-49fa-96ea-24f6ee2e52e2" TYPE="xfs"
/dev/sr0: UUID="2018-11-25-23-54-16-00" LABEL="CentOS 7 x86_64" TYPE="iso9660" PTTYPE="dos"
/dev/mapper/centos-root: UUID="6759ff83-5d16-4815-82d4-4a49111c10c7" TYPE="xfs"
/dev/mapper/centos-swap: UUID="12e4e503-8469-4330-9199-8f338b691c39" TYPE="swap"
#数据是跟着设备走的 目录只是一个挂载点 就是入口
[root@mm~]# umount /dev/sdb1
[root@mm~]# df -h
[root@2021 ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs 979M 0 979M 0% /dev
tmpfs 991M 0 991M 0% /dev/shm
tmpfs 991M 9.6M 981M 1% /run
tmpfs 991M 0 991M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 17G 16G 1.5G 92% /
/dev/sda1 1014M 163M 852M 17% /boot
tmpfs 199M 0 199M 0% /run/user/0
[root@mm~]# mount -a （重新挂载）
[root@mm~]# mount -l （强制卸载）
### 3. Gdisk分区
```bash
[root@mm~]# yum install -y gdisk （同上）
4. 磁盘的挂载方式
在Linux系统中，所有的设备必须挂载才能使用
mount #挂载的命令
选项：
-t #指定文件系统 网络协议 nfs
-o #指定挂载的参数
-l #强制卸载
-a #重新挂载/etc/fstab文件中的挂载列表
[root@mm~]# mount -t xfs /dev/sdb1 /fdisk01/
[root@mm~]# mount -o ro /dev/sdb1 /fdisk01/
[root@2021 ~]# tail -3 /etc/fstab
/dev/mapper/centos-root / xfs defaults 0 0
UUID=fcce261d-0285-4492-85bf-18f3050d90c1 /boot xfs defaults 0 0
/dev/mapper/centos-swap swap swap defaults 0 0
#以空白字符为分隔符，分为6列：
第一列： 挂载的设备 挂载的地址 网络设备地址
第二列： 挂载点 挂载的目录 空目录
第三列： 文件系统的类型 xfs 7默认的 ext4 6默认的 nfs gfs
第四列： 挂载的参数 defaults
第五列： 是否允许dump进行备份
0 #不备份
1 #每天备份
2 #不定期备份
第六列： 是否通过fsck命令检查磁盘
0 #不检查
1 #检查 检查顺序 先检查 /
2 #检查顺序
### 5. Swap虚拟内存
```bash
Out of memory
OOM #内存溢出 内存不足
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 133 1625 9 221 1672
Swap: 1023 0 1023
[root@mm~]# swapoff -a
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 132 1627 9 220 1673
Swap: 0 0 0
虚拟内存
#添加一个swap分区
#创建一个1G的分区
[root@mm~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.
[root@mm~]# partprobe #通知内核，系统分区表发生变化
#将这个分区变为swap分区
[root@mm~]# mkswap /dev/sdb3
Setting up swapspace version 1, size = 1048572 KiB
no label, UUID=8a9c926b-de0d-4b49-bcb8-39a9c0b834a8
#把这个分区加入到swap
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 77 1819 0 84 1774
Swap: 2047 69 1978
[root@mm~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda2 partition 2097148 71168 -2
[root@mm~]# swapon /dev/sdb3
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 78 1818 0 84 1773
Swap: 3071 69 3002
[root@mm~]# swapon -s
Filename Type Size Used Priority
/dev/sda2 partition 2097148 70912 -2
/dev/sdb3 partition 1048572 0 -3
#移除swap
[root@mm~]# swapoff /dev/sdb3
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 78 1818 0 84 1773
Swap: 2047 69 1978
#禁用swap
[root@mm~]# swapoff -a
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 128 1759 9 92 1715
Swap: 0 0 0
#启用swap
[root@mm~]# swapon -a
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 129 1758 9 92 1713
Swap: 2047 0 2047
#生成一个大文件 作为swap
[root@mm~]# dd if=/dev/zero of=/root/swap.txt bs=100M count=10
10+0 records in
10+0 records out
1048576000 bytes (1.0 GB) copied, 8.33166 s, 126 MB/s
[root@mm~]# ll
total 1024000
-rw-r--r-- 1 root root 1048576000 Aug 3 11:21 swap.txt
[root@mm~]# mkswap swap.txt
Setting up swapspace version 1, size = 1023996 KiB
no label, UUID=51e07b8a-971a-47ec-972e-36f8273ec3cd
[root@mm~]# ll
total 1024000
-rw-r--r-- 1 root root 1048576000 Aug 3 11:22 swap.txt
[root@mm~]# file swap.txt
swap.txt: Linux/i386 swap file (new style), version 1 (4K pages), size 255999 pages, no label, UUID=51e07b8a-971a-47ec-972e-36f8273ec3cd
[root@mm~]# chmod 600 swap.txt
[root@mm~]# swapon /root/swap.txt
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 132 727 9 1120 1663
Swap: 3047 0 3047
[root@mm~]# swapoff swap.txt
[root@mm~]# free -m
total used free shared buff/cache available
Mem: 1980 130 729 9 1120 1665
Swap: 2047 0 2047
6. RAID基本介绍
磁盘阵列技术
做磁盘阵列的好处：
1. 获得更高的容量
2. 获得更高的性能
3. 让数据更安全 冗余
如何做RAID：
软件实现 软RAID 不推荐 mdadm
硬件RAID RAID卡实现的 推荐
做RAID什么时候做：
在装系统之前做
RAID的级别：
级别 别名 硬盘数量 容量 性能 容错性
RAID0 条带卷 至少两块 N*单块 读写最快 0
RAID1 镜像卷 只能两块 损失一半 写慢 读一般 50%
RAID5 校验卷 至少3块 浪费一块 读写一般 N分之一 只能坏一块
RAID10 镜像阵列条带卷 至少4块 浪费一半 读写很快 50%
7. LVM概述
逻辑卷管理
PV #物理卷 硬盘 分区
VG #卷组 多个硬盘 多个分区组成
LV #逻辑卷 分区 逻辑分区
PE #基本单元 4MB 一个LV只能分配65534个PE
8. 硬盘故障
[root@mm~]# fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).
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 type:
p primary (2 primary, 1 extended, 1 free)
l logical (numbered from 5)
Select (default p):
Using default response p
Selected partition 4
First sector (127928320-209715199, default 127928320):
Using default value 127928320
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (127928320-209715199, default 209715199): +2G
Partition 4 of type Linux and of size 2 GiB is set
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 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: 0x5b8d3e75
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 2048 20973567 10485760 83 Linux
/dev/sdb2 20973568 125831167 52428800 5 Extended
/dev/sdb3 125831168 127928319 1048576 83 Linux
/dev/sdb4 127928320 132122623 2097152 83 Linux
/dev/sdb5 20975616 62918655 20971520 83 Linux
Command (m for help): w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
Syncing disks.
[root@mm~]#
#准备2G的分区
[root@mm~]# dd if=/dev/zero of=/opt/test.log bs=100M count=21
dd: error writing ‘/opt/test.log’: No space left on device
21+0 records in
20+0 records out
2099183616 bytes (2.1 GB) copied, 3.34918 s, 627 MB/s
[root@mm~]# echo "123" >> /opt/file.txt
-bash: echo: write error: No space left on device #磁盘空间不足
#解决：
检查磁盘空间
[root@mm~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3 98G 6.4G 92G 7% /
devtmpfs 980M 0 980M 0% /dev
tmpfs 991M 0 991M 0% /dev/shm
tmpfs 991M 9.6M 981M 1% /run
tmpfs 991M 0 991M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 497M 120M 378M 25% /boot
tmpfs 199M 0 199M 0% /run/user/0
/dev/sdb1 10G 1.1G 9.0G 11% /fdisk01
/dev/sdb4 2.0G 2.0G 20K 100% /opt
#找到这个大文件 确认好之后在删
[root@mm~]# du -sh /opt/* | grep 'G'
2.0G /opt/test.log
一级一级往下找
[root@mm~]# echo "123" >>/opt/test.txt
-bash: /opt/test.txt: No space left on device
[root@2021 ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs 979M 0 979M 0% /dev
tmpfs 991M 0 991M 0% /dev/shm
tmpfs 991M 9.6M 981M 1% /run
tmpfs 991M 0 991M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 17G 16G 1.5G 92% /
/dev/sda1 1014M 163M 852M 17% /boot
tmpfs 199M 0 199M 0% /run/user/0
[root@2021 ~]# df -i
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
devtmpfs 250508 402 250106 1% /dev
tmpfs 253485 1 253484 1% /dev/shm
tmpfs 253485 766 252719 1% /run
tmpfs 253485 16 253469 1% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 3235512 105031 3130481 4% /
/dev/sda1 524288 333 523955 1% /boot
tmpfs 253485 1 253484 1% /run/user/0
[root@mm~]# find /opt/ -type d -size +2M | xargs ls -lhd
drwxr-xr-x 2 root root 3.8M Aug 3 12:27 /opt/test/test01
drwxr-xr-x 2 root root 3.8M Aug 3 12:27 /opt/test/test02
[root@mm~]# find /opt/ -type d -size +1M | xargs ls -lhd
drwxr-xr-x 2 root root 1.2M Aug 3 12:25 /opt/test/data01
drwxr-xr-x 2 root root 1.2M Aug 3 12:25 /opt/test/data02
[root@mm~]# ll /opt/test/data01 | wc -l
50001
#找到之后，确认在删除
[root@mm~]# find /opt/test/data01 -type f -delete
[root@mm~]# rm -f /opt/test/test01/*
-bash: /usr/bin/rm: Argument list too long
[root@mm~]# ll /opt/test/test01/ | wc -l
150001
