磁盘管理之磁盘阵列

mount命令的深度使用

-l  显示挂载情况
-a  读取/etc/fstab所有的挂载设置



-o   添加挂载选项
      ro  只读
      rw  读写
      exec  允许执行磁盘中的二进制程序
      noexec  允许执行磁盘中的二进制程序


mount  -o  exec  /dev/sdb   /mnt 
挂载/dev/sdb磁盘，允许执行磁盘中的二进制程序

退出光盘命令

Eject弹出设备命令
eject # 弹出光驱

eject -r /dev/sr0 # 指定设备弹出

[yuchao-linux-242 root ~]#eject

inode号

文件的身份证，记录了文件的属性信息与存放文件数据block的位置信息，是唯一的，可以是一样的，一样的inode号文件数据也一样


使用ls命令查看文件inode号
[root@localhost chen]# ls -hli  yu.txt 
34345709 -rw-r--r--. 1 root root 26 Apr  7 12:07 yu.txt
[root@localhost chen]# 

使用stat查看文件的inode号
[root@localhost chen]# stat yu.txt 
  File: ‘yu.txt’
  Size: 26        	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: 803h/2051d	Inode: 34345709    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Context: unconfined_u:object_r:usr_t:s0
Access: 2022-04-07 11:59:23.067743025 +0800
Modify: 2022-04-07 12:07:19.438990328 +0800
Change: 2022-04-07 12:07:19.438990328 +0800
 Birth: -
[root@localhost chen]# 

inode储存的内容

* 文件的字节数

* 文件拥有者的User ID

* 文件的Group ID

* 文件的读、写、执行权限

* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。

* 链接数，即有多少文件名指向这个inode

* 文件数据block的位置

block

实际存放文件数据的地方

linux读取文件内容

 文件名 > inode编号 > block 的顺序来读取
 通过区分inode号来区分

文件与文件夹的关系

文件夹也是一个特殊文件，文件夹存放着文件名，通过文件名找找文件的inode号，再找到文件数据block的位置，进行文件数据的读写

软连接

软连接文件存储的是源文件的路径

ln  -s  源文件路径  软连接路径

访问软连接就是访问源文件路径，源文件名，再通过文件名找到inode号，再找到文件数据block，访问数据

特点
1.软连接文件的inode号和源文件不同，作用是存储源文件的路径
2.命令ln -s创建
3.删除普通软连接，不影响源文件
4.删除源文件，软连接找不到目标，报错提示

硬链接

就是一个数据（block）被多个`相同inode号`的文件指向

特点
1.可以对已存在的文件做硬链接，该文件的硬链接数，至少是1，为0就表示文件不存在
2.硬链接的文件，inode相同，属性一致
3.只能在同一个磁盘分区下，同一个文件系统下创建硬链接
4.不能对文件夹创建硬链接，只有文件可以
5.删除一个硬链接，不影响其他相同inode号的文件
6.文件夹的硬链接，默认是2个，以及是2+（第一层子目录总数）=文件夹的硬链接数量
7.可以用任意一个硬链接作为入口，操作文件（修改的其实是block中的数据）



文件夹的硬链接默认是2
一个是当前目录本身
一个是上级目录

修改文件的硬链接数，要在它，第一层文件夹中，创建子文件夹，即可增加硬链接数量

查看分区inode与block数量

xfs_info命令 只能查看xfs文件系统的磁盘

[root@localhost ~]# xfs_info  /dev/sda1
meta-data=/dev/sda1              isize=512    agcount=4, agsize=12800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=51200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

dumpe2fs 查看ext4的文件系统

df -h 查看分区，有多少block可用

[root@localhost ~]# df   -h  /dev/sda1
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1       197M  115M   82M  59% /boot

df -i 查看分区，有多少inode可用

[root@localhost ~]# df   -i  /dev/sda1
Filesystem     Inodes IUsed  IFree IUse% Mounted on
/dev/sda1      102400   327 102073    1% /boot
[root@localhost ~]# 

raid 磁盘阵列

raid0

将两个或两个以上相同型号、容量的硬盘组合，磁盘阵列的总容量便是多个硬盘的总和
raid0数据依次写入到各个物理硬盘中，数据是分开放的，因此损坏任意一个硬盘，都会对完整的数据破坏

特点
至少需要两块磁盘
数据==条带化==分布到磁盘，==高的读写性能==，100%==高存储空间利用率==
数据==没有冗余策略==，一块磁盘故障，数据将无法恢复
应用场景：
对性能要求高但对数据安全性和可靠性要求不高的场景，比如音频、视频等的存储。

raid1

是将两块以上硬盘绑定，数据写入时，同时写入多个硬盘，因此即使有硬盘故障，也有数据备份。
特点
至少需要2块磁盘
数据==镜像备份==写到磁盘上(工作盘和镜像盘)，==可靠性高==，磁盘利用率为50%
读性能可以，但写性能不佳，写入数据要同步，因此速度很慢。
一块磁盘故障，不会影响数据的读写，因为是镜像盘，冗余性好，只要有一块是好的，数据还是玩转的。
RAID 1应用场景：
对数据安全可靠要求较高的场景，比如邮件系统、交易系统等

raid5

至少需要3块磁盘
数据==条带化==存储在磁盘，==读写性能好==，磁盘利用率为(n-1)/n
一块磁盘故障，可根据其他数据块和对应的校验数据重构损坏数据
只能允许坏掉一块盘
是目前综合==性能最佳==的==数据保护==解决方案
兼顾了存储性能、数据安全和存储成本等各方面因素（==性价比高==）
适用于大部分的应用场景

raid 6

比起raid5提供的数据校验，又多了一层校验，双层校验

特点
至少需要4块磁盘
数据==条带化==存储在磁盘，读取性能好，容错能力强
采用==双重校验==方式保证数据的安全性
如果==2块磁盘同时故障==，可以通过两个校验数据来重建两个磁盘的数据
成本要比其他等级高，并且更复杂
一般用于对数据安全性要求==非常高==的场合

raid10

raid10是raid0与raid1的组合
特点
至少需要4块磁盘
两块硬盘为一组先做raid1，再将做好raid1的两组做raid0
兼顾==数据的冗余==（raid1镜像）和==读写性能==（raid0数据条带化）
磁盘利用率为50%，成本较高

只要坏的不是同一个组中，所有的硬盘，就算坏掉一半硬盘都不会丢数据。

因此raid10是最实用的方案

总结

类型	读写性能	可靠性	磁盘利用率	成本
RAID0	最好	最低	100%	较低
RAID1	读正常；写两份数据	高	50%	高
RAID5	读:近似RAID0 写:多了校验	RAID0<RAID5<RAID1	(n-1)/n	RAID0<RAID5<RAID1
RAID6	读：近似RAID0 写:多了双重校验	RAID6>RAID5	RAID6<RAID5	RAID6>RAID1
RAID10	读：RAID10=RAID0 写：RAID10=RAID1	高	50%	最高

硬raid

通过用硬件来实现RAID功能的就是硬RAID，独立的RAID卡，主板集成的RAID芯片都是硬RAID

软raid

软RAID运行于==操作系统底层==，将SCSI或者IDE控制器提交上来的物理磁盘，虚拟成虚拟磁盘，再提交给管理程序来进行管理

特点
占用内存空间
占用CPU资源
如果程序或者操作系统故障就无法运行

硬raid与软raid的区别

软件RAID额外消耗CPU资源，性能弱
硬件RAID更加稳定，软件RAID可能造成磁盘发热过量，造成威胁
兼容性问题，软件RAID依赖于操作系统，硬件RAID胜出

设置raid10磁盘阵列组

1准备四块新磁盘

使用虚拟机添加，磁盘尽量使用新的，如果是旧的，要先将磁盘分区删除

2安装mdadm命令

yum  install  mdadm   -y

-C	用未使用的设备，创建raid
-a	yes or no，自动创建阵列设备
-A	激活磁盘阵列
-n	指定设备数量
-l	指定raid级别
-v	显示过程
-S	停止RAID阵列
-D	显示阵列详细信息
-f	移除设备
-x	指定阵列中备用盘的数量
-s	扫描配置文件或/proc/mdstat，得到阵列信息

3创建raid10

mdadm -Cv /dev/md0  -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde

-C 表示创建RAID阵列卡
-v 显示创建过程
/dev/md0 指定raid阵列的名字
-a  yes  自动创建阵列设备文件
-n 4 参数表示用4块盘部署阵列
-l 10 代表指定创建raid 10级别
最后跟着四块磁盘设备名

创建完成后，检查
fdisk -l  /dev/md

4格式化文件系统

mkfs.xfs /dev/md0

5挂载

mount  /dev/md0   /mnt

挂载之后就可以使用了

6查看raid10信息

mdadm -D /dev/md0

磁盘故障处理方法

将故障磁盘移除，添加新磁盘到阵列组中即可恢复，只要不是同组磁盘都故障，数据就不会丢失

移除磁盘，模拟磁盘故障
mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd

移除后取消挂载，重启机器

向磁盘组中添加新磁盘
mdadm /dev/md0 -a /dev/sdd

添加完成可检查磁盘组信息，会有一个修复的过程
mdadm -D /dev/md0
[root@lamp-241 ~]# mdadm -D /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Mar  3 04:20:20 2022
        Raid Level : raid10
        Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
     Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
      Raid Devices : 4
     Total Devices : 4
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Mar  3 04:47:07 2022
             State : clean, degraded, recovering
    Active Devices : 3
   Working Devices : 4
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1

            Layout : near=2
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

    Rebuild Status : 6% complete  # 默认会有一个修复的过程，这里是进度条

              Name : lamp-241:0  (local to host lamp-241)
              UUID : 8b05fda8:ea9f56df:d639157c:bf00d883
            Events : 38

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync set-A   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync set-B   /dev/sdc
       4       8       48        2      spare rebuilding   /dev/sdd
       3       8       64        3      active sync set-B   /dev/sde


确认无问题

挂载磁盘组就可使用了

删除软件raid

1卸载磁盘（取消挂载）

umount /dev/md0

2停止raid服务

mdadm -S /dev/md0

3卸载raid中所有硬盘

mdadm   --misc --zero-superblock  /dev/sdb  #后面是磁盘名
mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdc
mdadm --misc --zero-superblock /dev/sdd
mdadm --misc --zero-superblock /dev/sde

4删除raid配置文件

rm -f /etc/mdadm.conf

5删除开机挂载配置（如果没有设置就不用）

修改/etc/fstab配置文件中的挂载信息