Linux随笔07

第七章 存储管理

7.1 存储方式

　　从连接方式上，存储分为以下3种类型：

　　本地存储：直接插在服务器上的硬盘，系统文件存放在本地。

　　外部存储：可以理解为平时使用的移动硬盘，不过移动硬盘用的是USB接口连接，一般外部存储可以使用SCSI线、SATA线、SAS线、FC线。

　　网络存储：以以太网、FC网络。当存储的数据量非常庞大时，不可能再存储到本地，需要存储到专门的存储设备上或存储集群里，这时用户可以通过网络去连接与使用这些数据。

 

　　从工作原理上，硬盘分为固态硬盘与机械硬盘

　　固态硬盘内部是集成固态电子存储芯片阵列，分为存储单元和控制单元两部分。

　　固态硬盘摒弃传统磁介质，采用电子存储介质进行数据存储和读取，突破了传统机械硬盘的性能瓶颈，拥有极高的存储性能，是存储技术发展的里程碑。 固态硬盘的全集成电路化、无任何机械运动部件的革命性设计，从根本上满足了人们在移动办公环境下对数据读写稳定性的需求，全集成电路化设计允许固态硬盘做成任何形状。

　　机械硬盘在其内部占最大区域的为盘片，盘片上方为读/写磁头、控制电机、磁头控制器、数据转换器。可以含有很多盘片，一般不会超过5张，每张盘片有两个面，每一个盘面有一个编号，编号自下而上从0开始。盘面有分成若干扇形的区域，称作扇区。读写数据时，盘面会高速旋转。硬盘转速越快，访问时间越短，整体性能越好。

 

　　固态硬盘的优点：

   　（1）固态硬盘不需要机械结构，完全半导体化，不存在数据查找时间、延迟时间和磁盘寻道时间，数据存储速度快

　   （2）固态硬盘全部采用内存芯片，经久耐用，防震抗摔，即使与硬物碰撞，数据丢失的可能性极小

　   （3）得益于无机械部件，固态硬盘没有任何噪音，功耗低

　   （4）SSD质量小，比1.8英寸（1英寸=2.54厘米）机械硬盘轻20~30克，使得便携设备搭载多块固态硬盘成为可能。同时因其完全半导体化，无结构限制，可根据实际情况设计各种接口和形状

      （5）固态硬盘的读/写速度远胜于机械硬盘

　　固态硬盘的缺点：价格昂贵，容量偏小，数据恢复难度较大

 

　　机械硬盘的优点：技术成熟，容量大，价格相对低廉，数据恢复可能性较高

　　机械硬盘的缺点：读写速度较慢，响应时间较；抗震动性能差，易损坏； 能耗较高，噪音较大；随着科技进步，机械硬盘会逐渐被固态硬盘取代。

 

　　从尺寸上，硬盘分为3.5英寸、2.5英寸和1.8英寸3种类型，其中1.8英寸的硬盘不常见

　　从插拔方式上，硬盘分为热插拔和非热插拔2种类型。目前所有的服务器硬盘都支持热插拔方式

 

　　从硬盘插口上，硬盘分为以下几种类型：

　　IDE——SATA硬盘

　　SCSI——SAS硬盘

　　其他——PCIe、FC硬盘

　　SAS是新一代的SCSI技术，SAS硬盘和现在流行的SATA硬盘相似，都是采用串行技术以获得更高的传输速度，并通过缩短连接线改善内部空间

 

　　硬盘的两种分区方式：

分区类型	磁盘容量	分区软件	分区数
MBR	<2TB	fdisk	14个分区（4个主分区，扩展分区，逻辑分区）
GPT	不限	gdisk	128个主分区

　　注意：从MBR转换到GPT或从GPT转换到MBR将会导致数据全部丢失！

 

 

7.2 基本分区

　　基本分区与逻辑卷相比有一些劣势，例如，前期把一个分区规划成100GiB,后期发现空间不足，是无法扩容的，而逻辑卷可以弹性扩容。然而，有一些分区还是需要使用这种传统的基本分区，如存放引导文件的boot分区。

　　基本分区是指在计算机存储器中，按照一定的大小和规定进行划分的一种存储区域。

　　使用基本分区，首先要选择一种分区方式（MBR或GPT），其次要创建文件系统(也就是通常所说的格式化)，最后进行挂载才能使用

 

　　7.2.1添加新硬盘

 

　　

　　7.2 2 MBR分区

　　采用MBR分区表形式创建分区，可使用fdisk命令，添加“-l”可以查看系统所挂硬盘个数及分区情况

 　　

　　比较硬盘sda与sdb的区别

 　

　　采用MBR分区表，使用fdisk命令对sdc硬盘进行分区

 　　输入“m”参数可以查看帮助信息，了解每个参数的具体作用、分区具体操作等

　　输入“n”参数尝试创建新的分区

 

 　　因为采用的是MBR分区表系统，所以有两个选择，一个是创建主分区，另一个是创建扩展分区，此处选择主分区，可输入“p”参数，系统默认选择主分区，直接按回车键即可

 　　分区编号1~4，系统默认为1，按回车键即可

 　　系统提示定义扇区的起始位置，系统会自动选择最靠前的空闲扇区位置，直接按回车键即可

 　　用户可以通过添加扇区或添加尺寸的方式定义扇区的终止位置，也就是定义最终分区空间的大小，一般选择使用添加尺寸的方式，此处添加100MB

 

 　　输入“p”参数，查看硬盘中的分区信息

 　　输入“n”参数再次创建一次分区

 　　第2个分区创建为扩展分区，输入“e”参数，分区编号使用默认为2，按回车键

　　创建扩展分区是为了以后创建更多的逻辑分区，建议扩展分区占用全部剩余扇区，按回车键即可

 

　　输入“p”参数，查看目前硬盘中的分区信息

 　　输入“n”参数，系统提示选择分区类型，包括主分区与逻辑分区，目前已经没有可用扇区，不能再次创建主分区。输入“l”参数，创建逻辑分区

 　　输入“p”参数，查看已创建的逻辑分区的信息

 

 　　扩展分区不是一个严格意义上的分区，不能直接使用，仅仅是指向下一个逻辑分区的指针

　　输入“w”保存所有分区设置

 　　使用lsblk可以查看所有分区信息

 　　使用ll命令查看新分区的设备文件

 　　在虚拟机或云主机上，分机不需要重启系统，内核会自动识别设备的新分区并为它创建设备文件，但在真实的物理硬盘上此时不会显示设备文件，需要重启系统或者使用partprobe命令。partprobe命令可以在不重启系统的情况下，让内核强制读取分区表，并为新设备创建设备文件。

 

 

　　7.2.3 GPT分区

　　采用GPT形式创建分区，其创建过程与MBR无大差别。

　　使用gdisk命令对sdb硬盘进行分区，系统显示创建新的GPT分区表

 　　输入“？”可以查看帮助信息，输入“n”参数进行分区，此时没有分区选择，直接按回车键创建主分区，起始扇区使用默认值，按回车键定义终止扇区。设置为添加100MiB，系统提示当前类型是Linux系统，直接回车

 　　再创建一个分区，定义终止扇区时设置为添加5GiB

　　输入“p”参数显示分区信息，输入“w”保存，系统会提示即将写入GPT数据，这将覆盖已存在的分区，询问是否继续，输入“y”即可

　　操作成功，如果真实硬盘需要执行partprobe命令，此时使用lsblk命令可以查看新分区信息

 

 

　　7.2.4 创建文件系统

　　创建分区后并不能立即存放数据，需要对分区进行格式化。格式化是组织文件系统的方式，常见的文件系统有EXT与XFS。在终端输入“mkfs”后连续按两次tab键可以查看所有文件系统类型，CentOs7的文件系统默认为XFS

 　　

　　使用EXT4文件系统格式化/dev/sdb1主分区。块是文件存储的最小单元

 

 　   使用EXT4文件系统格式化/dev/sdb2主分区

[root@localhost suli]# mkfs.ext4 /dev/sdb2

 

　　使用XFS文件系统格式化/dev/sdc1主分区

[root@localhost suli]# mkfs.xfs /dev/sdc1

 

　　使用XFS文件系统格式化/dev/sdc5主分区

[root@localhost suli]# mkfs.xfs /dev/sdc5

 

 

　　7.2.5 挂载分区

　　格式化完成后需挂载分区，首先创建两个目录作为挂载点，然后使用mount命令临时把sdb01分区与sdb02分区分别挂载到data01与data02目录上。现在这两个目录不再是两个普通的目录，而是设备的挂载点，用户要往设备中存放数据，需要借助挂载点

 

 　　使用“df-h”命令查看文件系统的挂载点

[root@localhost suli]# df -h

 

　　挂载完成后，分别在这两个目录下创建两个空目录dir01与dir02，然后使用ll命令查看data01与data02目录，同样大小的空目录所占的存储空间是不一样的

[root@localhost suli]# mkdir /data01/dir01  #mkdir /data02/dir02  #ll /data01  #ll /data02

 　　

　　使用mount命令挂载是临时性的，系统重新启动后便失效，需要再次挂载。用户可以修改/etc/fstab配置文件，使其永久有效

　　blkid命令：用于查询磁盘识别信息，如磁盘分区、U盘等。它返回关于磁盘设备的详细信息，如设备名称、设备类型、挂载点等。

[root@localhost suli]# blkid    //查看UUID

[root@localhost suli]# vim /etc/fstab    //修改挂载点配置文件

 

　　重新启动系统就可以读取新挂载的设备，也可以使用“mount -a”命令读取/etc/fstab文件并挂载设备。使用df命令查看已挂载设备信息，添加“T”参数可以显示设备文件的类型，添加“h”参数可显示设备大小

[root@localhost suli]# mount -a
[root@localhost suli]# df -Th

 

　　完成硬盘的分区、挂载与格式化之后，可以尝试通过挂载点存储数据

　　使用mount命令可以显示设备的权限