LINUX 磁盘管理

【九】磁盘管理

9.1 linux硬盘的基本概念：

1）在linux中，每一个硬件设备都会以一个文件的形式映射到/dev目录下，第一个IDE设备定义为hda，第二个IDE设备就定义为hdb，以此类推，而SCSI设备就应该是sda、sdb、sdc等。

2）对于每一个硬盘（IDE/SCSI)设备，linux分区分配一个1-16的序列号码，这就代表了硬盘上面的分区号码，示例：加一块SCSI硬盘，第一个分区是编号是sdb1，第二个分区就是sdb2，以此类推…

3）有三种分区，分别是主分区，扩展分区和逻辑分区：

【主分区】的作用是启动操作系统，所以linux的启动系统或引导程序都应该存放在主分区上。

【逻辑分区】实际上是扩展分区的具体体现，扩展分区要占用一个设备号。linux规定了主分区（或者扩展分区）一共最多是4个，分别占用1至16号码中的前四个号码，示例：第一个SCSI硬盘的主分区（或扩展分区）占用sda1, sda2, sda3, sda4。而逻辑分区则可以占用sda5到sda16等12个号码，这就对应上了前面所说的最多16个分区。

4）Linux6版本安装时一般选择ext4格式，这个文件格式存取效率较高，是一种日志型文件系统，但是windows是不识别的，ext4是GNU/linux系统中标准的文件系统。一个分区做成了ext4文件系统后，如果要使用必须挂载它（mount），系统缺省提供了一个目录，就是/mnt，当然你可以根据需要再建其他的目录作为挂载点，只读设备如光驱也如此。

9.2 挂载、卸载文件系统

1）mount命令

用途：挂载文件系统、ISO镜像到指定文件夹
格式：mount [ -t 类型 ] 存储设备 挂载点目录

2）umount命令

用途：卸载已挂载的文件系统
格式：umount 存储设备位置

3）如何在vbox下mount光盘

第一步，分配光驱：

这一步相当于把光盘插入光驱

第二步，手工mount光盘：

[root@alex]#mount /dev/cdrom /media

4）系统挂载表

/etc/fstab文件称为系统挂装表，作用是当系统启动时自动mount的文件系统，只需要用文本编辑器修改系统挂装表，添加相应的mount记录即可。

第一字段：设备位置

第二字段：挂载点

第三字段：文件系统类型

第四字段：挂载参数，即mount命令“-o”选项后可使用的参数，如defaults、rw等

第五字段：表示文件系统是否需要dump备份（dump是一个备份工具），一般设为1时表示需要，设为0时将被dump所忽略

第六字段：该数字用于决定在系统启动时进行磁盘检查的顺序，0不进行检查，1优先，2其次。对于根分区应设为1，其它分区设为2

【注】此表修改要小心，因改写错误可能使系统不能启动，如果提示发现文件是只读的，请尝试重新mount后再次修改fstab文件。

#mount -n -o remount, rw /

9.3增加SWAP分区

扩充一块swap空间最好来自一个单独的分区，尽量避免使用根分区，但我们这里只是讲解一下步骤，就使用一次根分区吧。

[root@alex ~]# free –m 查看内存空间分配
[root@alex ~]# df –h 查看磁盘空间分配

先用dd命令生成一个空文件，把它放在/下，单位1024m，设置2G，另外bs的单位M要大写。

[root@alex ~]# dd if=/dev/zero of=/swap1 bs=1M count=2048

2）创建一个swap类型文件，名字随便

[root@alex ~]# mkswap /swap1

3）将swpf1生成swap文件

[root@alex ~]# swapon /swap1

查看一下，swap1起作用了

[root@alex ~]# free –m

4）实现开机后自动使用新添swap1分区

[root@alex ~]# vi /etc/fstab

添加swap行

/swap1 swap swap defaluts 0 0

5）修改tmpfs行 tmpfs是一个虚拟内存（物理内存+交换区）的文件系统

tmpfs /dev/shm tmpfs defaults，size=2G 0 0

6）tmpfs重置一下，使其当下有效

[root@alex ~]#mount -o remount /dev/shm

7）如何撤销操作，返回原状

[root@alex ~]#swapoff /swap1
[root@alex ~]#rm -rf /swap1

修改/etc/fstab文件 逆操作回到初始状态。

9.4磁盘操作相关命令

1）du用于查看磁盘使用情况。

du –s 显示当前目录总的使用量
du –h 带单位显示磁盘各个文件的使用量令

[root@alex ~]#du -sh

888K .

[root@alex ~]#du -sh /etc

114M /etc

2）df 用于查看磁盘剩余情况。

df -h 带单位显示磁盘信息
[root@alex ~]#df -h

文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点

/dev/sda2 28G 4.7G 21G 19% /
/dev/sda1 99M 12M 83M 13% /boot
tmpfs 1014M 0 1014M 0% /dev/shm

3)磁盘分区命令

fdisk 的子命令：
m：显示命令帮助清单
a：激活分区的可引导标志
l：列出可选的分区类型
n：添加新分区
d：删除已经存在的分区
p：显示分区表
t：改变分区的文件系统类型
w：写分区表
q：退出

4）磁盘格式化操作

语法: mkfs <选项> <分区设备名>
如：#mkfs -t ext4 /dev/sdb1
或者: mkfs.ext4 <分区设备名>
如：#mkfs.ext4 /dev/sdb1

9.5磁盘限额

Linux系统在默认情况下，并不限制每个用户或组使用磁盘空间的大小，如果某个用户疏忽或恶意将磁盘占满，将导致系统无法进行写操作甚至崩溃。Linux提供的磁盘限额是基于磁盘分区的，而不是基于目录的。

本节实验目标是提供磁盘限额功能：

一）设置磁盘限额的步骤：

（1）启动分区限额功能

（2）生成限额信息文件

（3）设置用户和组限额

（4）启动磁盘限额服务

二）实验：配置磁盘限额

1）启动分区限额功能；/etc/fstab文件中添加描述

[root@alex ~]#vi /etc/fstab
[root@alex ~]#mount -o remount /disk1
[root@alex ~]#df

2）生成配额信息文件

[root@alex ~]#quotacheck -avug
[root@alex ~]#ls -al /disk1

drwxrwxrwx 5 root root 4096 12-10 14:52 .

drwxr-xr-x 26 root root 4096 12-10 14:11 ..

-rw------- 1 root root 7168 12-10 14:55 aquota.group

-rw------- 1 root root 8192 12-10 14:57 aquota.user

3）设置用户和组限额

3.1）设置用户限额

[root@alex disk1]#edquota -u ran
[root@alex disk1]#edquota -p ran wang liu 复制给其他用户

3.2）设置组限额

[root@alex disk1]#edquota -g class01
[root@alex disk1]#edquota -g -p class01 class02 复制给其他组

3.3）查看用户和组限额

[root@alex disk1]#repquota -avug

参数说明：

-a 扫描/etc/fstab里有加入quota的分区，
-v 显示指令执行过程
-u 计算当前user使用磁盘空间和Inode数
-g 计算当前group使用磁盘空间和Inode数

4）启动磁盘限额服务

[root@alex ]#quotaon -a

/disk1的磁盘限额已经开启

5）迁移/usr下用户目录到/disk1下，并建立链接

[root@alex ~]#mv /usr/class01 /disk1
[root@alex ~]#mv /usr/class02 /disk1
[root@alex ~]#ln -s /disk1/class01 /usr/class01
[root@alex ~]#ln -s /disk1/class02 /usr/class02

6）测试磁盘限额作用

以ran用户登录

[ran@alex ~]$dd if=/dev/zero of=/usr/class01/ran/ranfile bs=1024K count=50

7）删除磁盘限额

[root@alex ~]#quotaoff -a 关闭quota
[root@alex ~]#rm /disk1/aquota.* 删除/disk1下的两个磁盘限额文件
[root@alex ~]#vi /etc/fstab 去除usrquota,grpquota描述

9.6磁盘阵列的RAID存储技术

一）RAID介绍

RAID技术是以硬件方式（磁盘柜及控制器）实现的存储管理技术，可以实现数据并行读写、快速的动态扩容及支持多种容错方案。

1）Raid0

由两块或两块以上硬盘组成，但是每块硬盘所贡献的空间大小必须相同，读写效率高。

2）Raid1

由两块磁盘组成，每块磁盘提供相同大小的空间，支持容错，即一块硬盘损坏后数据不会丢失，磁盘空间利用率50%。

3）Raid5

至少需要三块硬盘，每块硬盘必须提供相同的磁盘空间，提供容错功能，磁盘空间利用率n-1/n，n为磁盘数量。

4）Raid 1+0(或0+1)

【RAID 0+1】 和【RAID 1+0】的比较：

【RAID0+1】：是先做两个RAID0，然后再做RAID1，因此RAID0+1允许坏多个盘，但只能在坏在同一个RAID0中，不允许两个RAID0都有坏盘。如上图，两组盘柜错开损坏，RAID 0+1将失效，但RAID1+0可仍然存活。
【RAID1+0】：是先做RAID1，然后再做RAID0，因此RAID1+0允许坏多个盘，只要不是一对磁盘坏。

结论：RAID1+0 比 RAID0+1安全得多，因为在同一组磁盘中，两块磁盘都坏掉的概率很低。

9.7逻辑卷管理器LVM

1）Logical Volume Manager，逻辑卷管理

LVM是以完全的软件方式实现的磁盘高级管理，屏蔽了底层磁盘布局，便于动态调整磁盘容量。

【注】：/boot分区用于存放引导文件，不能应用LVM机制。

2）逻辑卷有三大优点

1、在多个磁盘上条带化存储数据，提供并行IO能力

2、可以建立磁盘镜像，提供容错功能保护数据

3、扩展性好，根据需要灵活扩容存储空间

Linux LVM如何组织并存储数据？

1）线性卷：

一个线性卷可以将多个物理卷，集合到一个逻辑卷中。示例：如果有两个磁盘，60G和40G，我们可以创建一个100G的逻辑卷。其实就是将物理存储串连在一起了，写入数据到线性卷时，数据在磁盘是顺序写入的，即第一块物理盘写满了，再写入第二块磁盘。

2）条状卷：

当向LVM逻辑卷读写数据时，文件系统在基本物理卷之间部署数据。相当于同时从多个物理盘上读写（类似RAID0技术）。对于大批量的读取和写入，这样可以提高数据输入/输出的效率。

进行条状分布：所谓的round-round。

数据的第一条写入PV1

数据的第二条写入PV2

数据的第三条写入PV3

数据的第四条写入PV1

3）镜像卷：

镜像维护不同设备中的相同的副本。当向一个设备中写入数据时，也会向第二个设备中写入，即镜像保存数据（相当于RAID1)。当镜像的一个分支失败时，逻辑卷就成为一个线性卷，但仍然可访问。使用LVM，可以创建有多个镜像的镜像逻辑卷。

LVM 的管理命令：

pvcreate 设备名
vgcreate 卷组名 物理卷名1 物理卷名2
lvcreate -L 大小 -n 逻辑卷名 卷组名
lvextend -L +大小 /dev/卷组名/逻辑卷名

the end ！！！

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