linux基礎之磁盤管理
學習linux，數據維護和管理是重中之重，而數據大部分存放在硬盤當中，因此，熟練掌握磁盤的使用和管理是運維人員的基礎要求。那么，linux系統包括哪些知識點呢？
下面，我們就詳細闡述下Linux中磁盤的分區、格式化，以及一些磁盤的高級用法：磁盤配額、RAID陣列和LVM
一、硬盤
隨著技術的進步，人類社會的不斷發展。硬盤也經歷了幾代的更新，有最初的幾個G，經過十幾年的發展，到現在的單塊硬盤達到8個T，技術的進步不可同日而語。
硬盤的參數
結構：磁盤盤片、磁頭、馬達（機械硬盤）
類型：固態硬盤（SSD）和機械硬盤
接口：早期的IDE接口，現在的SATA、SCSI、SAS
硬盤的性能指標
容量：500GB、1TB、2T ... 8T
轉速：7200rpm/s 10000rpm/s 15000rpm/s
傳輸速率：MB/s
緩存：硬盤的緩存大小也一定程度上影響磁盤的讀寫性能
二、磁盤的分區、格式化
磁盤分區引導類型
MBR:早期的分區標準，誕生于1982年，支持分區最大2T，支持主分區最多4個。通常存儲在硬盤0磁道0扇區512bytes大小的空間。
GPT:最新的分區標準，支持最多128個主分區，支持最大8Z的硬盤大小
磁盤的分區工具
fdisk： 支持MBR分區標準
gdisk： 支持GPT分區標準
parted：兩種分區標準均可支持，通過命令行直接分區，需謹慎使用
①、fdisk:
用法：fdisk /dev/device
交互指令：
n 創建新的分區
d 刪除分區
p 顯示當前分區表
o 定義分區標準為msdos
t 更改分區類型
l 列出所有支持的分區類型
q 不保存退出
w 保存退出
通過命令行直接創建第一塊分區
echo -e "n\n p\n1\n \n +2G\n w\n" | fdisk /dev/sdx
②、gdisk:
用法：gdisk /dev/device
交互指令：
o 定義分區表類型為GPT分區
n 創建新分區
d 刪除分區
p 打印分區表
l 列出系統支持的所有分區類型
t 更改分區類型
q 退出不保存
w 保存退出
③、parted:
用法：
parted /dev/device 交互式創建分區
parted [options] /dev/device [cmd] options... 直接通過命令行創建分區
示例：
parted /dev/sdb mklabel msdos 定義分區引導類型為MBR
parted /dev/sdb mkpart primary 1 1G 創建一塊1G大小的分區，1 和 1G 分別代表起始點
parted /dev/sdb print 打印分區
格式化工具
mkfs.[type] 通用格式化工具
mke2fs ext系列格式化工具
mkswap 格式化交換分區
Linux下常見文件系統
ext2 ext3 ext4 xfs btrfs swap iso9660 nfs ......
①、mkfs
-t 指定文件系統類型，mkfs -t type 等價于 mkfs.type
-L 指定卷標
mkfs.xfs /dev/sdb1 將分區格式化成xfs分區
②、mke2fs
用法：mke2fs [options] /dev/device
options:
-t 指定文件系統類型 ext2/ext3/ext4
-b 指定塊大小 1024/2048/4096
-L 指定卷標 -L 'LABEL'
-m 管理員預留空間 -m 5 ：預留5%
-O 啟用或關閉功能模塊 如：-O ^has_journal 關閉日志功能
-N 創建多少個inode號
-i 指定多少個直接對應一個inode號
示例：mke2fs -t ext4 -b 2048 -L 'FIRST' -m 5 -O ^has_journal -i 2048 /dev/sdb1
tune2fs -l /dev/sdb1 查看文件系統是否創建成功
三、磁盤配額
磁盤配額作用對象是目錄，并且該目錄必須掛載到一個單獨的分區。其主要作用是限制用戶創建文件大小及文件數量。
創建流程：
①、對目錄重新掛載，使其啟用配額功能模塊
方法1：mount -o remount,usrquota,grpquota /home ##前提：/home必須單獨掛載到一個分區
方法2：修改/etc/fstab，功能選項定義為defaults,usrquota,grpquota，然后使用remount重新掛載
②、關閉selinux
setenforce 0 不關閉selinux，以下創建過程會報錯
③、初始化數據庫
quotacheck ##執行該命令，可以在/home目錄下創建quota.user及quota.group兩個數據庫
④、開啟配額功能
quotaon /home
⑤、編輯配額
edquota username 調整文件限制大小及數量
⑥、測試
su - username 切換到該用戶進行配額測試
四、RAID磁盤陣列
RAID磁盤陣列，誕生于1988年加利福尼亞伯克利分校，其主要作用是能夠將多塊硬盤合并到一起管理，并且能夠提高磁盤的讀寫性能及冗余能力
RAID常見分類
RAID 0 ; RAID 1 ; RAID10 ; RAID5 ; RAID6
RAID0特征：
冗余能力：無
最少磁盤數：2
讀寫性能：提升
磁盤利用率：100%
RAID 1特征：
冗余能力；有
最少磁盤數：2
讀寫性能：讀提升、寫下降
磁盤利用率：50%
RAID10 特征：
冗余能力：有
最少磁盤數：4
讀寫性能：提升
磁盤利用率：50%
RAID 5 特征：
冗余能力：有
最少磁盤數：3
讀寫性能：提升
磁盤利用率：(n-1)/n%
RAID 6特征：類似raid5，有兩塊校驗盤
冗余能力：有
最少磁盤數：4
讀寫性能：提升
磁盤利用率：(n-2)/n%
四、邏輯卷管理器（LVM）
LVM主要的作用是將多塊硬盤，邏輯的組合成一塊硬盤，稱為卷組(vg)，然后用戶可以在卷組的基礎上創建一定空間大小的邏輯卷(lv)，相比使用單獨使用硬盤分區的好處是，邏輯卷和卷組都可以根據用戶的需求，隨意調整大小，而不會對數據造成損壞。LVM還有一個優點就是，可以對用戶數據創建快照，實現簡單高效的備份用戶數據。但相比RAID陣列磁盤，LVM沒有冗余功能，也不能提高磁盤的讀寫性能。因此，建議LVM和RAID陣列磁盤配合使用。
創建邏輯卷流程 ##sdb sdc是兩塊新增的硬盤
①、創建物理卷pv (physical volume)
pvcreate /dev/sd{b,c} ##可使用pvdisplay查看是否創建成功
②、創建卷組vg (volume group)
vgcreate -s 16M vg_test /dev/sd{b,c} ##創建卷組，并將pv加入卷組，-s 指定PE大小
##PE：創建lv的基本單元，pe數值不應太小，否則，磁盤上可能產生碎片，影響磁盤性能。
③、創建邏輯卷lv (logical volume)
lvcreate -L 2G -n lv_test vg_test ##創建一塊2G大小的邏輯卷
④、創建文件系統
mkfs.xfs /dev/vg_test/lv_test ##創建xfs文件系統
⑤、掛載
mount /dev/vg_test/lv_test /mnt/lv_test
擴展邏輯卷
lvextend -r -L +3G lv_test ##將空間和文件系統一起擴展
縮減邏輯卷
①、取消掛載
umount /mnt/lv_test
②、檢查文件系統
e2fsck -f /dev/vg_test/lv_test
③、縮減文件系統
resize2fs|xfs_grows lv_test 5G ##resize2fs針對ext系列文件系統縮減，xfs_grows針對xfs文件系統縮減
④、縮減空間
lvreduce -L 5G /dev/vg_test/lvtest ##注意，文件系統和空間縮減大小必須一致
移除磁盤/dev/sdb流程
①、將/dev/sdb數據轉移
pvmove /dev/sdb
②、數據轉移完成后，將/dev/sdb從磁盤移除
vgreduce /dev/sdb
③、刪除pv
pvremove /dev/sdb
創建快照
lvcreate snap_test -L 1G -s -p r /dev/vg_test/lv_test
-L 指定快照大小
-s 指定該邏輯卷為快照
-p r 配置該快照為只讀
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