btr文件系統與網絡基礎

btrfs文件系統
技術預覽版
Btrfs (B-tree, Butter FS, Better FS), GPL, Oracle, 2007, CoW
核心特性：
多物理卷支持：btrfs可由多個底層物理卷組成；支持RAID，以及聯機“添加”、“移除”，“修改”
寫時復制更新機制(CoW)：復制、更新及替換指針，而非“就地”更新
數據及元數據校驗碼：checksum
子卷：sub_volume
快照：支持快照的快照
透明壓縮

btrfs文件系統
文件系統創建：
mkfs.btrfs
-L 'LABEL'
-d <type>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single
-m <profile>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single, dup
-O <feature>
-O list-all: 列出支持的所有feature
mkfs.btrfs-L mydata-f /dev/sdb/dev/sdc
屬性查看：
btrfsfilesystem show ; blkid
btrfs filesystem show –mounted|all-devices
掛載文件系統：
mount -t btrfs/dev/sdbMOUNT_POINT

btrfs文件系統
透明壓縮機制：
mount -o compress={lzo|zlib} DEVICE MOUNT_POINT
在線修改文件系統大小
man btrfs
btrfsfilesystem resize -10G /mydata
btrfsfilesystem resize +5G /mydata
btrfsfilesystem resize max /mydata
查看
df–lh; btrfsfilesytemdf/mydata
添加設備:man btrfs-device
btrfsdevice add /dev/sdd/mydata

btrfs文件系統
平衡數據:man btrfs-banlance
btrfs banlance status /mydata
btrfs banlance start /mydata
btrfs banlance pause /mydata
btrfs banlance cancel /mydata
btrfs banlance resume /mydata
刪除設備
btrfs device delete /dev/sdb /mydata
修改raid級別:注意raid對成員數量的要求
btrfs balance start -mconvert=raid1|raid0|raid5 /mydata
btrfs balance start -dconvert=raid1|raid0|raid5 /mydata

Btrfs文件系統
子卷管理:man btrfs-subvolume
btrfssubvolumelist /mydata 查看子卷ID等信息
btrfssubvolumecreate /mydata/subv1
umount/mydata
mount -o subvol=subv1 /dev/sdd/mnt/subv1
btrfssubvolumeshow /mnt/subv1
mount /dev/sdb/mydata掛父卷，子卷自動掛載
mount -o subvolid=### /dev/sdd/mnt/subv1

Btrfs文件系統
子卷管理
btrfssubvolumeshow /mnt/subv1
btrfssubvolumedelete /mydata/subv1
創建快照：
btrfssubvolumesnapshot /mydata/subv1 \/mydata/snapshot_subv1
btrfssubvolumelist /mydata
刪除快照
btrfssubvolumedelete /mydata/snapshot_subv1
對一個文件做快照（當前卷）
cd /mydata/subv1
cp–reflinktestfilesnapshot_testfile

實驗ext4和btrfs互轉
btrfs balance start -dconvert=single /mydata
btrfs balance start -mconvert=raid1 /mydata
btrfs device delete /dev/sdd /mydata
fdisk /dev/sdd分區
mkfs.ext4 /dev/sdd1
mount /dev/sdd1 /mnt
cp /etc/fstab /mnt
umount /mnt/
fsck -f /dev/sdd1
btrfs-convert /dev/sdd1 轉化ext4為btrfs
btrfs fikesystem show
mount /dev/sdd1 /mnt

實驗ext4和btrfs互轉
btrfs轉化ext4文件系統
umount /mnt
btrfs-convert -r /dev/sdd1
blkid /dev/sdd1
再轉換成btrfs
btrfs-convert /dev/sdd1

資源共享的功能和優點
數據和應用程序
資源
網絡存儲
備份設備

用戶應用程序對網絡的影響
批處理應用程序
    FTP、TFTP、庫存更新
    無需直接人工交互
    帶寬很重要，但并非關鍵性因素
交互式應用程序
    庫存查詢、數據庫更新。
    人機交互。
    因為用戶需等待響應，所以響應時間很重要，但并非關鍵性因素，除非要等待很長時間。
實時應用程序
    VoIP、視頻
    人與人的交互
    端到端的延時至關重要

網絡的特征:速度,成本,安全性,可用性,可擴展性,可靠性,拓撲

物理拓撲分類
    邏輯拓撲
    總線拓撲
      所有設備均可接收信號
    星型拓撲
      通過中心點傳輸
      單一故障點
    擴展星型拓撲
      比星型拓撲的復原能力更強。
    環拓撲
      信號繞環傳輸
      單一故障點
    雙環拓撲
      信號沿相反方向傳輸
      比單環的復原能力更強
    全網狀拓撲
      容錯能力強
      實施成本高
    部分網狀拓撲
      在容錯能力與成本之間尋求平衡

了解主機到主機通信
舊模型
   專有產品
   由一個廠商控制應用程序和嵌入的軟件
基于標準的模型
    多廠商軟件
    分層方法

為什么要使用分層網絡模型?
降低復雜性
標準化接口
簡化模塊化設計
確保技術的互操作性
加快發展速度
簡化教學

OSI 模型的七層結構
一、物理層（二進制傳輸）
    為啟動、維護以及關閉物理鏈路定義了電氣規范、機械規范、過程規范和功能規范
二、數據鏈路層（數據封裝）
    定義如何格式化數據一遍進行傳輸以及如何控制對網絡的訪問
    支持錯誤檢測
三、網絡層（數據傳輸）
    路由數據包
    選擇傳遞數據的最佳路徑
    支持邏輯尋址和路徑選擇
四、傳輸層（傳輸問題）
    確保數據傳輸的可靠性
    建立、維護和終止虛擬電路
    通過錯誤檢測和恢復
    信息流控制來保障可靠性
五、會話層（主機間通信）
    建立、管理和終止正在應用程序之間的會話
六、表示層（數據表示）
    確保接收系統可以讀出該數據
    格式化數據
    構建數據
    協商用于應用層的數據傳輸語法
    提供加密
七、應用層（網絡進程訪問應用層）
    為應用程序進程（例如，電子郵件、文件傳輸和終端仿真）提供網絡服務
    提供用戶身份驗證

LAN 組成
Computers
    PCs
    Servers
Interconnections
    NICs
    Media
Network devices
    Hubs
    Switches
    Routers
Protocols
    Ethernet
    IP
    ARP
    DHCP

網絡線纜和接口
Twisted-Pair
Coaxial
Fiber-Optic

Unshielded Twisted-Pair (UTP) 非屏蔽式雙絞線
Shielded Twisted-Pair (STP) 屏蔽式雙絞線
        

UTP線序
T568B： 1.橙白 2.橙 3.綠白 4.藍 5.藍白 6.綠 7.棕白 8.棕
T568A： 1.綠白 2.綠 3.橙白 4.藍 5.藍白 6.橙 7.棕白 8.棕

UTP直通線(Straight-Through) 線材兩端全為T568B或T568A
UTP交叉線(Crossover) 線材一端為T568B一端為T568A

GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的縮寫，是將千兆位電信號轉換為光信號的接口器件。

Fiber-Optic GBICs
Short wavelength (1000BASE-SX)
Long wavelength/long haul (1000BASE-LX/LH)
Extended distance (1000BASE-ZX)

三種通訊模式：單播、廣播、組播

Hub集線器
Hub：多端口中繼器
Hub并不記憶該信息包是由哪個MAC地址發出，哪個MAC地址在Hub的哪個端口
Hub的特點：
    共享帶寬
    半雙工

以太網橋
交換式以太網的優勢
    擴展了網絡帶寬
    分割了網絡沖突域，使網絡沖突被限制在最小的范圍內
    交換機作為更加智能的交換設備，能夠提供更多用戶所要求的功能：優先級、虛擬網、遠程檢測……

以太網橋的工作原理
    1、以太網橋監聽數據幀中源MAC地址，學習MAC，建立MAC表，對于未知MAC地址，網橋將轉發到除接收該幀的端口之外的所有端口
    2、當網橋接到一個數據幀時，如果該幀的目的位于接收端口所在網段上，它就過濾掉該數據幀；如果目的MAC地址在位于另外
一個端口，網橋就將該幀轉發到該端口
    3、當網橋接到廣播幀時候，它立即轉發到除接收端口之外的所有其他端口

Hub和網橋比較
1、集線器屬于OSI的第一層物理層設備，而網橋屬于OSI的第二層數據鏈路層設備
2、從工作方式來看，集線器是一種廣播模式，所有端口在一個沖突域里面。網橋的可以通過端口隔離沖突
3、Hub是所有共享總線和共享帶寬。網橋每個端口占一個帶寬

路由器
為了實現路由,路由器需要做下列事情:
分隔廣播域
選擇路由表中到達目標最好的路徑
維護和檢查路由信息
連接廣域網

路由：把一個數據包從一個設備發送到不同網絡里的另一個設備上去。這些工作依靠路由器來完成。路由器只關心網絡的狀態和決定網絡中的最佳路徑。路由的實現依靠路由器中的路由表來完成

VLAN = 廣播域= 邏輯網絡(Subnet)
分隔廣播域
安全
靈活管理

分層的網絡架構

1、核心層Core Layer
    企業級應用快速轉發

2、分布層Distribution
    廣播域，路由，安全，遠程接入，訪問層匯聚
    核心層Core Layer
    企業級應用快速轉發

3、訪問層Access
    終端接入

TCP/IP 協議棧
Transmission Control Protocol/Internet Protocol 傳輸控制協議/因特網互聯協議
TCP/IP是一個Protocol Stack，包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等許多協議
    最早發源于美國國防部（縮寫為DoD）的因特網的前身ARPA網項目，1983年1月1日，TCP/
IP取代了舊的網絡控制協議NCP，成為今天的互聯網和局域網的基石和標準。由互聯網工程任務組負責維護。
共定義了四層
和ISO參考模型的分層有對應關系

TCP/IP 協議棧
一、物理層
二、網絡層
三、傳輸層
四、應用層

應用層
File transfer
    –FTP
    –TFTP
    –Network File System
E-mail
    –Simple Mail Transfer Protocol
    Remote login
    –Telnet
    –rlogin
Network management
    –Simple Network Management Protocol
    Name management
    –Domain Name System

三、傳輸層TCP&UDP
Session multiplexing
Segmentation
Flow control (when required)
Connection-oriented (when required)
Reliability (when required)

可靠性vs.高效性

TCP 特性
工作在傳輸層面向連接協議
雙工模式操作
錯誤檢查
數據包序列
確認機制
數據恢復特性

UDP 特性
工作在傳輸層
提供不可靠的網絡訪問
非面向連接協議
有限的錯誤檢查
傳輸性能高
無數據恢復特性

ICMP: Internet Control Message Protocol 互聯網消息控制協議
ping 探測某主機在線或網絡是否可達
被探測主機無須開啟端口監聽，由內核回應icmp報文
echo request，8
echo reply，0
通常關閉ping響應

ARP（Address Resolution Protocol）網絡地址解析協議
RARP（Revers ARP）反向網絡地址解析協議