linux系统初始化--​-调整linux文件系统

Posted 2020-08-27

调整linux文件系统

安装系统时，我们面临的问题就是磁盘的划分，当然linux很早就明白这点，所以有了LVM卷，下面我们将开始讨论和了解LVM卷的相关内容。除此之外，我们后期会讨论下存储相关的信息，这里不再讨论。当然对于磁盘的其它相关知识这里不再赘述，优化相关的内容，我们后面再扯，这里仅仅去介绍如何为平台建设去调整磁盘。并且以LVM为主。

文件系统简述对比

文件系统	分区大小	单文件大小	最大目录数	其它特性	备注
Ext3	16TB	2TB	32000	高可用性、数据完整性比ext2好，支持日志。
Ext4	1EB	16TB	无限	改善大文件（>=100M）操作效率 多块分配、延迟分配、快速fsck、日志校验、无日志模式、在线碎片整理	内核为2.6.28.2
Xfs	8EB-1bit	无限	无限	高性能处理大文件（>100M）、高性能，接近裸设备（吞吐达7GB/s对单文件读写约4GB/s）、高稳定性，大量线程操作磁盘时超越ext4.
FAT	2G	2G		早期DOS/Windows使用，分区越大。磁盘浪费严重，性能一般般。
FAT32	127.53G/32G	4G		降低磁盘浪费，提成读写效率
NTFS	简单卷2T 动态卷16T	2T/16T	无限	文件权限分配，磁盘配额，动态磁盘（NTFS5.0）、加密、动态压缩、日志功能	Windows

 

说明 NTFS在linux下是只读模式的，不能写入，这里不作为研究对象，而EXT2，ext3，fat，fat32这些文件格式在现有的linux系统中已经较少使用，其它的文件系统，在linux中更为少见。这里不再举例，ext4和xfs的性能相似，都具有日志和其它高级特性，在文件分区方面，两个都不会成为问题。唯一的不同就是对文件大小的读写效率上，ext4在小文件读写上有优势，xfs在大文件读写上有优势。还有就是在多线程操作时（如数据库，WEB视频服务器），xfs有优势。多说一句吧，RHEL7已经默认使用xfs替换掉了ext4，看来性能比ext4好些了呀。

 

查看系统文件系统类型

Shell># df –T

Filesystem           Type   Size   Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/vg_node1-lv_root                      ext4    35G  732M    33G   3% / /dev/sda1            ext4   477M   25M   427M   6% /boot

 

LVM简述

想象一个情况，你在当初规划主机的时候将 /home 只给他 50G ，等到使用者众多之后导致这个 filesystem 不够大， 此时你能怎么作？多数的朋友都是这样：再加一颗新硬盘，然后重新分割、格式化，将 /home 的数据完整的复制过来， 然后将原本的 partition 卸载重新挂载新的 partition 。啊！好忙碌啊！若是第二次分割却给的容量太多！导致很多磁盘容量被浪费了！ 你想要将这个 partition 缩小时，又该如何作？将上述的流程再搞一遍！唉～烦死了，尤其复制很花时间有没有更简单的方法呢？ 有的！那就是我们这个小节要介绍的 LVM 这玩意儿！

LVM 的重点在于『可以弹性的调整 filesystem的容量！』而并非在于效能与数据保全上面。 需要文件的读写效能或者是数据的可靠性，请参考前面的 RAID 小节。 LVM 可以整合多个实体 partition 在一起， 让这些 partitions 看起来就像是一个磁盘一样！而且，还可以在未来新增或移除其他的实体partition 到这个 LVM 管理的磁盘当中。 如此一来，整个磁盘空间的使用上，实在是相当的具有弹性啊！既然 LVM 这么好用，那就让我们来瞧瞧这玩意吧！

基本概念

• LVM

LVM 的全名是 Logical VolumeManager，中文可以翻译作逻辑卷轴管理员。之所以称为『卷轴』可能是因为可以将 filesystem 像卷轴一样伸长或缩短之故吧！LVM 的作法是将几个实体的 partitions (或 disk) 透过软件组合成为一块看起来是独立的大磁盘 (VG) ，然后将这块大磁盘再经过分割成为可使用分割槽 (LV)， 最终就能够挂载使用了。但是为什么这样的系统可以进行 filesystem 的扩充或缩小呢？其实与一个称为 PE 的项目有关！ 底下我们就得要针对这几个项目来好好聊聊！

• Physical Volume, PV, 实体卷轴

我们实际的 partition 需要调整系统识别码 (system ID) 成为 8e (LVM 的识别码)，然后再经过pvcreate 的命令将他转成 LVM 最底层的实体卷轴(PV) ，之后才能够将这些 PV 加以利用！ 调整system ID 的方是就是透过 fdisk 啦！

• Volume Group, VG, 卷轴群组

所谓的 LVM 大磁盘就是将许多 PV 整合成这个 VG 的东西就是啦！所以 VG 就是LVM 组合起来的大磁盘！这么想就好了。 那么这个大磁盘最大可以到多少容量呢？这与底下要说明的 PE 有关喔～因为每个 VG 最多仅能包含 65534 个PE 而已。 如果使用 LVM 默认的参数，则一个 VG 最大可达 256GB 的容量啊！(参考底下的PE 说明)

• Physical Extend, PE, 实体延伸区块

LVM 默认使用 4MB 的 PE 区块，而 LVM 的 VG 最多仅能含有 65534 个 PE ，因此默认的LVM VG 会有 4M*65534/(1024M/G)=256G。 这个 PE 很有趣喔！他是整个 LVM 最小的储存区块，也就是说，其实我们的文件数据都是藉由写入 PE 来处理的。 简单的说，这个 PE 就有点像文件系统里面的 block 大小啦。 这样说应该就比较好理解了吧？所以调整 PE 会影响到 VG 的最大容量喔！

• Logical Volume, LV, 逻辑卷轴

最终的 VG 还会被切成 LV，这个 LV 就是最后可以被格式化使用的类似分割槽的咚咚了！那么 LV 是否可以随意指定大小呢？ 当然不可以！既然 PE 是整个 LVM 的最小储存单位，那么 LV 的大小就与在此 LV 内的 PE 总数有关。 为了方便使用者利用 LVM 来管理其系统，因此 LV 的装置档名通常指定为『 /dev/vgname/lvname 』的样式！

此外，我们刚刚有谈到 LVM 可弹性的变更 filesystem 的容量，那是如何办到的？其实他就是透过『交换 PE 』来进行数据转换， 将原本 LV 内的 PE 移转到其他装置中以降低 LV 容量，或将其他装置的 PE 加到此 LV 中以加大容量！VG、LV 与 PE 的关系有点像下图：

 

命令

• fdisk

• mkfs

• lvcreate

• lvdisplay

• mount

命令：fdisk

功能：创建磁盘分区

用法

fdisk device 进入交互模式

a   toggle a bootable flag     b   编辑bsd磁盘标签     c   toggle the dos compatibility  flag     d   删除分区     l   列出已知的分区类型     m   显示帮助     n   添加新分区     o   创建一个新的DOS分区表     p   显示分区表     q   不保存退出     s   创建一个新的sun分区表     t   修改分区系统id     u   change display/entry units     v   验证分区表     w   保存并退出     x   扩展命令 (experts only)

命令：mkfs

功能：格式化分区

扩展命令：mke2fs，mkfs.ext3，mkfs.ext4，mkfs.xfs等，这里不说明这些

用法：mkfs [-c|-l filename] [-b block-size][-f fragment-size]

       [-ibytes-per-inode] [-I inode-size] [-J journal-options]

       [-Gmeta group size] [-N number-of-inodes]

       [-mreserved-blocks-percentage] [-o creator-os]

       [-gblocks-per-group] [-L volume-label] [-M last-mounted-directory]

       [-Ofeature[,...]] [-r fs-revision] [-E extended-option[,...]]

       [-Tfs-type] [-U UUID] [-jnqvFKSV] device [blocks-count]

命令：mount

功能：挂载文件系统

用法：

其它的命令我们用到的时候再扯吧，先说这几个。

操作示例

创建普通卷

创建分区

Shell># fdisk /dev/sdb

Device contains neither a valid DOS  partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel Building a new DOS disklabel with disk  identifier 0x9c8e45f9. Changes will remain in memory only,  until you decide to write them. After that, of course, the previous  content won‘t be recoverable.   Warning: invalid flag 0x0000 of  partition table 4 will be corrected by w(rite)   WARNING: DOS-compatible mode is  deprecated. It‘s strongly recommended to           switch off the mode (command ‘c‘) and change display units to           sectors (command ‘u‘).   Command (m for help): n Command action     e   extended     p   primary partition (1-4) p Partition number (1-4): 1 First cylinder (1-2610, default 1): Using default value 1 Last cylinder, +cylinders or  +size{K,M,G} (1-2610, default 2610): Using default value 2610   Command (m for help): p   Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480  bytes 255 heads, 63 sectors/track, 2610  cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 =  8225280 bytes Sector size (logical/physical): 512  bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes /  512 bytes Disk identifier: 0x9c8e45f9       Device Boot      Start         End      Blocks    Id  System /dev/sdb1               1        2610    20964793+   83  Linux   Command (m for help): w The partition table has been altered!   Calling ioctl() to re-read partition  table. Syncing disks.

创建文件系统

Shell># mkfs –t xfs /dev/sdb1

meta-data=/dev/sdb1              isize=256    agcount=4, agsize=1310300 blks           =                        sectsz=512   attr=2,  projid32bit=0 data      =                        bsize=4096   blocks=5241198,  imaxpct=25           =                        sunit=0      swidth=0 blks naming    =version 2               bsize=4096   ascii-ci=0 log       =internal log            bsize=4096   blocks=2560,  version=2           =                        sectsz=512   sunit=0 blks,  lazy-count=1 realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

挂载到系统

Shell># mount /dev/sdb1 /mnt/sdb1

验证

Shell># mount –l

/dev/sdb1  on /mnt/sdb1 type xfs (rw)

Shell># df –Th

Filesystem           Type   Size   Used Avail Use% Mounted on /dev/sdb1            xfs     20G    33M   20G   1% /mnt/sdb1

到此我们普通卷的创建就ok了。剩下的内容我们过后再说。

创建LVM卷

创建分区（注意与普通卷的不同）

Shell>fdisk /dev/sdb

Device contains neither a valid DOS  partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel Building a new DOS disklabel with disk  identifier 0xcdd8dc51. Changes will remain in memory only,  until you decide to write them. After that, of course, the previous  content won‘t be recoverable.   Warning: invalid flag 0x0000 of  partition table 4 will be corrected by w(rite)   WARNING: DOS-compatible mode is  deprecated. It‘s strongly recommended to           switch off the mode (command ‘c‘) and change display units to           sectors (command ‘u‘).   Command (m for help): n Command action     e   extended     p   primary partition (1-4) p Partition number (1-4): 1 First cylinder (1-65270, default 1): 1 Using default value 65270   Command  (m for help): t Selected  partition 1 Hex  code (type L to list codes): 8e Changed  system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)   Command (m for help): p   （验证配置）   Disk /dev/sdb: 536.9 GB, 536870912000  bytes 255 heads, 63 sectors/track, 65270  cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 =  8225280 bytes Sector size (logical/physical): 512  bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes /  512 bytes Disk identifier: 0xcdd8dc51       Device Boot      Start         End      Blocks    Id  System /dev/sdb1               1        65270   524281243+  8e   Linux   Command (m for help): w     （保存退出） The partition table has been altered!   Calling ioctl() to re-read partition  table. Syncing disks.

 

创建pv

Shell># pvcreate /dev/sdb1

成功提示信息如下

Physical volume "/dev/sdb1"successfully created

 

创建VG

Shell># vgcreate VGdata /dev/sdb1

成功提示信息如下

Volume group "VGdata"successfully created

 

创建LV卷

Shell># lvcreate -L 499.9G -n lv_mysqlVGdata

 Rounding up size to full physical extent 500.00 G

 Logical volume "lv_mysql" created

 

创建文件系统

Shell># mkfs -t xfs/dev/VGdata/lv_mysql

mkfs -t xfs /dev/VGdata/lv_mysql meta-data=/dev/VGdata/lv_mysql   isize=256    agcount=4, agsize=32761600 blks           =                        sectsz=512   attr=2,  projid32bit=0 data      =                        bsize=4096   blocks=131046400,  imaxpct=25           =                       sunit=0      swidth=0 blks naming    =version 2               bsize=4096   ascii-ci=0 log       =internal log            bsize=4096   blocks=63987,  version=2           =                        sectsz=512   sunit=0 blks,  lazy-count=1 realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

 

挂在到系统数据库存放目录/mysql

Shell># mount /dev/VGdata/lv_mysql/mysql/

 

验证

Shell># df –Th

Filesystem                    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/vg_node0-lv_root   ext4     18G  768M   16G    5% / tmpfs                         tmpfs   491M     0  491M    0% /dev/shm /dev/sda1                      ext4    477M   25M  427M    6% /boot /dev/mapper/VGdata-lv_mysql    xfs     500G   33M  500G    1% /mysql

 

修改fstab使其重启后自动挂载,添加一下内容

Shell># vi /etc/fstab

/dev/VGdata/lv_mysql /mysql                 xfs   defaults  0  0

 

到此，我们数据库文件系统准备完成！

剔除PV

Shell>#pvdisplay

--- Physical volume ---    PV Name               /dev/sda2    VG Name               VolGroup    PV Size               135.64 GiB  / not usable 3.00 MiB    Allocatable           yes (but full)    PE Size               4.00 MiB    Total PE              34722    Free PE               0    Allocated PE          34722    PV UUID                Sr3Lbv-jc4H-5wWR-PRfN-I0kw-uQa6-dDCgiU       --- Physical volume ---    PV Name               /dev/sdb1    VG Name               VolGroup    PV Size               1.82 TiB /  not usable 3.00 MiB    Allocatable           yes (but  full)    PE Size               4.00 MiB    Total PE              476799    Free PE               0    Allocated PE          476799   PV  UUID                TuHYZr-7TdQ-uK9X-g8eX-FVHD-EppY-LksHCW

我们把2T的磁盘剔除PV组来

卸载分区

Shell># umount /home

针对ext2/3/4

检查下文件系统完整性

Shell># e2fsck/dev/mapper/VolGroup-lv_home

调整下文件分区

Shell># resize2fs/dev/mapper/VolGroup-lv_home 1024M

收缩lvm卷大小

Shell># lvreduce -L 1024M  /dev/mapper/VolGroup-lv_home

WARNING: Reducing active logical volume to 1.00 GiB    THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce lv_home?  [y/n]: y    Reducing logical volume lv_home to 1.00 GiB    Logical volume lv_home successfully resized

下线sdb1

Shell># pvchange -xn /dev/sdb1

本文出自 “蓝色之翼” 博客，请务必保留此出处http://wqlszy2016.blog.51cto.com/2668358/1891351