云计算Linux运维——Linux系统管理——磁盘管理

[root@localhost ~]# touch /web/httpd/{1..10}.html
[root@localhost ~]# ls /web/httpd/
10.html 1.html 2.html 3.html 4.html 5.html 6.html 7.html 8.html 9.html lost found

卸载磁盘

[root@localhost ~]# umount /dev/sdb1

[root@localhost ~]# mount | grep "httpd"

四、设置开机自动挂载 etc/fstab

1、文件格式

设备文件/UUID 挂载点目录文件系统挂载参数(defaults) 0 0
第1个数字: 系统是否自动备份 0 1
第2个数字: 系统启动时是否检测磁盘 0 1 2

2、实现开机自动挂载

[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdb1 /web/httpd ext4 defaults 0 0
/dev/sdb5 /web/nginx ext4 defaults 0 0
UUID=7d9f65e6-deca-4ae0-81ee-d804bd848cca /web/tomcat xfs defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# lsblk | grep -i "sdb"
sdb 8:16 0 5G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 500M 0 part /web/httpd
├─sdb2 8:18 0 1K 0 part
├─sdb5 8:21 0 500M 0 part /web/nginx
└─sdb6 8:22 0 500M 0 part /web/tomcat

五、查看磁盘容量使用情况

命令：df - hT

[root@localhost ~]# df -hT
文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点
devtmpfs devtmpfs 470M 0 470M 0% /dev
tmpfs tmpfs 487M 0 487M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 487M 8.4M 478M 2% /run
tmpfs tmpfs 487M 0 487M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root xfs 18G 6.3G 11G 37% /
/dev/sdb6 xfs 497M 26M 472M 6% /web/tomcat
/dev/sdb5 ext4 477M 2.3M 445M 1% /web/nginx
/dev/sdb1 ext4 477M 2.3M 445M 1% /web/httpd
/dev/sda1 xfs 797M 172M 626M 22% /boot
tmpfs tmpfs 98M 12K 98M 1% /run/user/42
tmpfs tmpfs 98M 0 98M 0% /run/user/0

六、inode —— i节点

容量
inode ：文件数量

1）查看磁盘容量

[root@localhost ~]# df -hT /dev/sdb1
文件系统类型容量已用可用已用% 挂载点
/dev/sdb1 ext4 477M 2.3M 445M 1% /web/httpd

2）查看磁盘inode

[root@localhost ~]# df -i /dev/sdb1
文件系统 Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
/dev/sdb1 128016 21 127995 1% /web/httpd

建文件的脚本

[root@localhost ~]# for i in $(seq 127995)
> do
> touch /web/httpd/b$i
> done

2、inode

存储文件的元数据metadata信息
- 文件的存储
  - 真实的数据
    - 数据块
  - 元数据信息
    - inode
查看文件的元数据

[root@localhost ~]# stat /etc/fstab
文件："/etc/fstab"
大小：615 块：8 IO 块：4096 普通文件
设备：fd00h/64768d Inode：18354730 硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root)
环境：system_u:object_r:etc_t:s0
最近访问：2022-07-14 15:14:58.014971698 0800
最近更改：2022-07-14 15:14:57.906971702 0800
最近改动：2022-07-14 15:14:57.906971702 0800
创建时间：-

2GPT磁盘管理

一、文件系统结构介绍

学新通

Data Blocks ：数据块
- 存储实体数据
inode
- 存储元数据（大小、类型、权限、时间）
inode Bitmap inode位图
- 标识block的占用情况
GDT 全局描述表
- 每个块组所包含的数据块信息
Super Block 超级块
- block，inode的总量
- block，inode的使用情况
- 文件系统挂载情况

学新通

前446字节
- 操作系统的引导信息
64字节
- 分区表
  - 记录主分区、扩展分区的信息
  - 每个分区固定占16B
2字节
- 结束位

1、dd工具

拷贝数据

1）创建测试文件

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/opt/a.txt bs=1M count=800
记录了800 0 的读入
记录了800 0 的写出
838860800字节(839 MB)已复制，1.56682 秒，535 MB/秒
[root@localhost ~]# du -h /opt/a.txt
800M /opt/a.txt

if=源文件
of=目的文件
bs=每次导出的数据量
count=次数

2）清除引导信息

dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=446

二、GPT格式磁盘分区

1、分区表的类型

MBR
- 主分区、扩展分区、逻辑分区
  - 主分区扩展分区<=4
- 单个分区的容量最多只能是2T
- 分区工具：fdisk
GPT
- 支持2T以上的分区
- 无分区类型、分区数量的限制
- 分区工具：parted

2、parted工具的使用

[root@localhost ~]# parted /dev/sdb mklabel gpt
[root@localhost ~]# parted /dev/sdb mkpart web 100 2T
信息: You may need to update /etc/fstab.
[root@localhost ~]# parted /dev/sdb mkpart db 2T 4T
信息: You may need to update /etc/fstab.
[root@localhost ~]# parted /dev/sdb mkpart test 4T 100%
信息: You may need to update /etc/fstab.
[root@localhost ~]# partprobe /dev/sdb
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# lsblk | grep "sdb"
sdb 8:16 0 4.9T 0 disk
├─sdb1 8:17 0 1.8T 0 part
├─sdb2 8:18 0 1.8T 0 part
└─sdb3 8:19 0 1.3T 0 part

3RAID 磁盘阵列

一、RAID介绍

1、RAID 0 条带卷

组织、使用硬盘的一种方式
将多块物理
- 提升数据的读写速度
- 容量是所有硬盘之和
劣势
- 数据可靠性低

2、RAID 1 镜像卷

至少需要2块硬盘
优势
- 提升数据的可靠性
劣势
- 损失1/2的容量
- 写速度相对低

3、RAID 5 奇偶校验卷

至少3块硬盘
优势
- 提升数据读写速度、可靠性(校验码)
- 最多只支持坏1块盘
- 实际的存储空间
  - 少1块硬盘的容量，用于存储校验码

学新通

4、RAID 6

与RAID 5工作方式类似
最多支持同时损坏2块盘

5、RAID 10

至少4块盘
优势
- 提升速度，可靠性
- 容量损失1/2

学新通

三、RAID实现方式

软RAID
- mdadm命令
硬RAID
- RAID卡
- 同品牌、同型号、同厂商的硬盘
- 硬盘必须是裸设备

四、模拟RAID 5的操作

1、创建RAID 5

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md1 -n 3 -l 5 /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.

-C 创建
-l 指定RAID的级别
-n 指定磁盘的个数

[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md1 : active raid5 sde[3] sdd[1] sdc[0]
41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/2] [UU_]
[===>.................] recovery = 18.4% (3867648/20954112) finish=1.3min speed=203560K/sec

2、使用RAID

[root@localhost ~]# mkfs -t ext4 /dev/md1
[root@localhost ~]# mkdir /test4
[root@localhost ~]# mount /dev/md1 /test4
[root@localhost ~]# touch /test4/{1..100}.mp3
[root@localhost ~]# ls /test4/
100.mp3 16.mp3 22.mp3 29.mp3 35.mp3

[root@localhost ~]# df -hT | grep "md1"
/dev/md1 ext4 40G 49M 38G 1% /test4

3、热备盘 Hot Spare

减少故障的修复时间

1) 添加热备盘

[root@localhost ~]# mdadm -a /dev/md1 /dev/sdf
mdadm: added /dev/sdf
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md1 : active raid5 sdf[4](S) sde[3] sdd[1] sdc[0]
41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/3] [UUU]
unused devices: <none>

2) 模拟硬盘故障

[root@localhost ~]# mdadm -f /dev/md1 /dev/sdd
mdadm: set /dev/sdd faulty in /dev/md1
[root@localhost ~]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
md1 : active raid5 sdf[4] sde[3] sdd[1](F) sdc[0]
41908224 blocks super 1.2 level 5, 512k chunk, algorithm 2 [3/2] [U_U]
[=>...................] recovery = 7.6% (1600128/20954112) finish=1.4min speed=228589K/sec

4LVM逻辑卷管理

一、逻辑卷简介

优势
- 在线扩容
  - 在不影响数据的情况下、扩展容量
工作流程

学新通

二、逻辑卷相关管理命令

1、PV相关命令

1）查看PV

[root@localhost ~]# pvscan
PV /dev/sda2 VG centos lvm2 [19.21 GiB / 0 free]
Total: 1 [19.21 GiB] / in use: 1 [19.21 GiB] / in no VG: 0 [0 ]

2）创建PV

命令：pvcreate [磁盘、分区]

2、VG相关命令

1）查看VG

[root@localhost ~]# vgscan
Reading volume groups from cache.
Found volume group "centos" using metadata type lvm2

2）查看VG的详细信息

[root@localhost ~]# vgdisplay centos
--- Volume group ---
VG Name centos
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 1
Metadata Sequence No 3
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 2
Open LV 2
Max PV 0
Cur PV 1
Act PV 1
VG Size 19.21 GiB //卷组的容量
PE Size 4.00 MiB // PE, 类似于数据块
Total PE 4919 // PE总个数
Alloc PE / Size 4919 / 19.21 GiB // 分配的容量
Free PE / Size 0 / 0 // 剩余的容量
VG UUID l3bjYh-yNWw-uOX6-t2Ar-lef9-Ts1Z-cCnbOI

3）创建VG

命令：vgcreate [vg名称] [pv名称] [pv名称]

3、逻辑卷LV相关命令

1）查看逻辑卷

[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit

2）创建逻辑卷

命令：lvcreate -L 容量 -n 逻辑卷名称卷组名称

命令：lvcreate -L 20G -n test mysql

三、案例——创建逻辑卷

要求：/dev/db/mysql 30G ext4 /mysql

注意：先关掉虚拟机，然后加磁盘，再操作

1、创建PV

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdg /dev/sdh
Physical volume "/dev/sdg" successfully created.
Physical volume "/dev/sdh" successfully created.
[root@localhost ~]# pvscan
PV /dev/sda2 VG centos lvm2 [19.21 GiB / 0 free]
PV /dev/sdh lvm2 [20.00 GiB]
PV /dev/sdg lvm2 [20.00 GiB]
Total: 3 [59.21 GiB] / in use: 1 [19.21 GiB] / in no VG: 2 [40.00 GiB]

2、创建VG

[root@localhost ~]# vgcreate db /dev/sdg /dev/sdh
Volume group "db" successfully created
[root@localhost ~]# vgdisplay db
--- Volume group ---
VG Name db
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 1
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 0
Open LV 0
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 39.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 10238
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 10238 / 39.99 GiB
VG UUID UJix94-Mzbd-eqgd-mWj0-cDNN-4H45-FeauOb

3、创建LV

[root@localhost ~]# lvcreate -L 30G -n mysql db
Logical volume "mysql" created.
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/mysql' [30.00 GiB] inherit

4、创建文件系统，挂载使用

想创建文件系统，首先需要创建一个空的文件夹，记得重新加载，查询创建的文件系统类型用df -hT | grep "文件名"，然后想要验证可以创建文件进行验证：touch /mysql/{1..10}.html

[root@localhost ~]# mkdir /mysql
[root@localhost ~]# mkfs -t ext4 /dev/db/mysql
[root@localhost ~]# tail -n 1 /etc/fstab
/dev/db/mysql /mysql ext4 defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -hT | grep "mysql"
/dev/mapper/db-mysql ext4 30G 45M 28G 1% /mysql
[root@localhost ~]# touch /mysql/{1..10}.sql
[root@localhost ~]# ls /mysql/
10.sql 1.sql 2.sql 3.sql 4.sql 5.sql 6.sql 7.sql 8.sql 9.sql lost found

通过指定PE数量的方式创建逻辑卷

/dev/db/redis xfs /redis 800M

[root@localhost ~]# lvcreate -l 200 -n redis db
Logical volume "redis" created.
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/mysql' [30.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/redis' [800.00 MiB] inherit

[root@localhost ~]# df -hT | grep "redis"
/dev/mapper/db-redis xfs 797M 33M 765M 5% /redis
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# touch /redis/{1..10}.db
[root@localhost ~]# ls /redis/
10.db 1.db 2.db 3.db 4.db 5.db 6.db 7.db 8.db 9.db

四、逻辑卷扩容

1、扩容流程

先扩展物理大小
- lvextend
在扩展文件系统大小
- ewsize2fs
  - 仅适用于ext4/3/2文件系统
- xfs_grows
  - 适用于xfs文件系统

2、扩展/dev/db/mysql的容量到35G

1）确认卷组剩余空间是都足够

[root@localhost ~]# vgdisplay db | grep -i "free"
Free PE / Size 2358 / 9.21 GiB

2）扩展逻辑卷物理大小

[root@localhost ~]# lvextend -L 5G /dev/db/mysql
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/mysql' [35.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/redis' [800.00 MiB] inherit
[root@localhost ~]# df -hT | grep "mysql"
/dev/mapper/db-mysql ext4 30G 45M 28G 1% /mysql

3）扩展文件系统大小

先查看文件系统类型，选择适合的文件系统进行扩展

[root@localhost ~]# resize2fs /dev/db/mysql
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/db/mysql is mounted on /mysql; on-line resizing required
old_desc_blocks = 4, new_desc_blocks = 5
The filesystem on /dev/db/mysql is now 9175040 blocks long.
[root@localhost ~]# df -hT | grep "mysql"
/dev/mapper/db-mysql ext4 35G 48M 33G 1% /mysql

3、将/dev/db/mysql扩容到45GB

1)确认卷组剩余空间

[root@localhost ~]# vgdisplay db | grep -i "free"
Free PE / Size 1078 / 4.21 GiB

2）扩展卷组容量

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdi
Physical volume "/dev/sdi" successfully created.
[root@localhost ~]# vgextend db /dev/sdi
Volume group "db" successfully extended
[root@localhost ~]# vgdisplay db | grep -i "free"
Free PE / Size 6197 / <24.21 GiB

3）扩展逻辑卷

[root@localhost ~]# lvextend -L 10G /dev/db/mysql
Size of logical volume db/mysql changed from 35.00 GiB (8960 extents) to 45.00 GiB (11520 extents).
Logical volume db/mysql successfully resized.
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/db/mysql
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/db/mysql is mounted on /mysql; on-line resizing required
old_desc_blocks = 5, new_desc_blocks = 6
The filesystem on /dev/db/mysql is now 11796480 blocks long.
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/mysql' [45.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/redis' [800.00 MiB] inherit
[root@localhost ~]# df -hT | grep "mysql"
/dev/mapper/db-mysql ext4 45G 52M 42G 1% /mysql
[root@localhost ~]# ls /mysql/
10.sql 1.sql 2.sql 3.sql 4.sql 5.sql 6.sql 7.sql 8.sql 9.sql lost found

4、将/dev/db/redis扩容到1000M

[root@localhost ~]# lvextend -L 200M /dev/db/redis
Size of logical volume db/redis changed from 800.00 MiB (200 extents) to 1000.00 MiB (250 extents).
Logical volume db/redis successfully resized.
[root@localhost ~]# xfs_growfs /redis/
meta-data=/dev/mapper/db-redis isize=512 agcount=4, agsize=51200 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0 spinodes=0
data = bsize=4096 blocks=204800, 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
data blocks changed from 204800 to 256000
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [17.21 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/mysql' [45.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/db/redis' [1000.00 MiB] inherit
[root@localhost ~]# df -hT | grep "redis"
/dev/mapper/db-redis xfs 997M 33M 965M 4% /redis

五、逻辑卷缩容

1、注意事项

不支持在线缩容，必须先处于卸载状态
先缩减文件系统大小，再缩减物理大小
xfs不支持缩减

2、将逻辑卷/dev/db/mysql缩减到10G

1）卸载逻辑卷

命令：umount /dev/db/mysql

2）检测文件系统是否有损坏

[root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/db/mysql
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/db/mysql: 21/2949120 files (0.0% non-contiguous), 231191/11796480 blocks

3）先缩减文件系统大小

[root@localhost ~]# resize2fs /dev/db/mysql 10G
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/db/mysql to 2621440 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/db/mysql is now 2621440 blocks long.

4）在缩减逻辑卷物理大小

[root@localhost ~]# lvreduce -L 10G /dev/db/mysql
WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce db/mysql? [y/n]: y
Size of logical volume db/mysql changed from 45.00 GiB (11520 extents) to 10.00 GiB (2560 extents).
Logical volume db/mysql successfully resized.

5）重新挂载逻辑卷，验证数据

[root@localhost ~]# mount /dev/db/mysql /mysql/
[root@localhost ~]# ls /mysql/
10.sql 1.sql 2.sql 3.sql 4.sql 5.sql 6.sql 7.sql 8.sql 9.sql lost found

五、删除逻辑卷

1、删除逻辑卷

命令：lvremove <逻辑卷名称>

2、删除卷组

命令：vgremove <卷组名称>

3、删除物理卷

命令：pvremove <pv名称>

5链接文件

一、类型

1、硬链接

硬链接
- 本质上就是指向源文件所在的inode的另外一个指针
- 并不是一个单独的文件

命令：ln 源文件目的文件

[root@localhost ~]# ls -l /opt/file01
-rw-r--r--. 2 root root 29 7月 18 15:24 /opt/file01
[root@localhost ~]# ls -l /tmp/AA
-rw-r--r--. 2 root root 29 7月 18 15:24 /tmp/AA

查看文件的inode

[root@localhost ~]# ls -i /opt/file01
192421 /opt/file01
[root@localhost ~]# ls -i /tmp/AA
192421 /tmp/AA

2、软连接/符号链接【常用】

相对于源文件来说，软连接文件是个独立的文件
但软连接中并不保存真实的数据，仅保存源文件名的一个指向

命令：ln -s 源文件目的文件

[root@localhost ~]# ln -s /opt/file02 /tmp/BB
[root@localhost ~]# ls -l /opt/file02
-rw-r--r--. 1 root root 9 7月 18 15:26 /opt/file02
[root@localhost ~]# ls -l /tmp/BB
lrwxrwxrwx. 1 root root 11 7月 18 15:26 /tmp/BB -> /opt/file02

[root@localhost ~]# ls -i /opt/file02
192464 /opt/file02
[root@localhost ~]# ls -i /tmp/BB
16786690 /tmp/BB

3、硬链接、软连接的区别

软连接
- 源文件损坏，链接文件失效
- 支持可以对文件、目录创建软链接
- 支持跨分区
硬链接
- 源文件损坏，链接文件可继续访问
- 只支持对文件创建
- 不支持跨分区

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云计算Linux运维——Linux系统管理——磁盘管理

1磁盘分区管理

一、硬盘基础知识

1、硬盘的表示方法

2、查看块设备

3、硬盘分区的表示方法

4、创建文件系统/格式化

5、操作磁盘的流程

二、管理磁盘分区工具 fdisk

1、使用格式

2、查看磁盘分区

三、磁盘分区案例

1、规划

2、创建分区

3、让内核识别硬盘上的分区变化