Linux磁盘挂载与RAID和LVM

Posted 2021-01-24

Linux磁盘挂载
挂载：将额外文件系统与根文件系统某现存的目录建立关联关系，进而使得此目录作为其他文件访问入口的行为。

卸载：解除挂载的关联关系的过程。

挂载点：挂载的目标位置。

linux中挂载使用命令：mount point

linux中卸载使用命令：umount
注意：挂载点下的原有文件，在被挂载以后会被临时隐藏。
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
device：指明要挂载的设备
（1）设备文件：例如 dev/sda2
（2）卷标：-L LABEL
（3）UUID -U
（4）伪文件系统名称：例如 proc
dir：挂载点
注意：事先存在；建议使用空目录
正在被使用的目录无法被卸载
#常用选项：
-t vsftype：指定要挂载的虚拟文件系统类型
-r readonly：只读挂载
-w read and write：读写挂载
-a auto：自动挂载所有支持自动挂载的设备（定义在/etc/fstab,且挂载选项中有“自动挂载”功能）
-L LABELl：以卷标指定挂载设备
-U UUID:以UUID指定挂载设备
-B --bind：绑定目录到另一个目录上
-n 不更新到/etc/mtab：（默认更新）
查看内核追踪到的已挂载的所有设备：#cat /proc/mounts

    -o options：挂载文件系统的选项
            async：挂载时使用异步模式
            sync：同步模式：数据可靠性高，性能差
            atime/noatime：每一次访问文件都会更改访问时间戳/不更改访问时间戳（包含目录和文件）
            diratime/nodiratime：目录的访问时间戳，同上
            auto/noauto：是否支持自动挂载
            exec/noexec：是否支持将文件系统上应用程序运行为进程
            dev/nodev：是否支持在此文件系统上使用设备文件
            suid/nosuid：是否支持suid权限
            remount：重新挂载
            ro：只读
            rw：读写
            user/nouser：是否允许普通用户挂载此设备
            acl：是否启动此文件系统上的acl功能

注意：上述选项可多个使用，彼此使用逗号分隔
                    默认挂载选项：defaults
                    rw，suid，dev，exec，auto，nouser，and async

卸载命令：

                    umount DEVICE
                    umount MOUNT_POINT
                    查看正在访问指定文件系统的进程
                    fuser -v MOUNT_POINT
                    终止所有正在访问指定文件系统的进程
                    fuser -km MOUNT_POINT

挂载交换分区
启用：swapon

                swapon [OPTION] [DEVICE]
                -a：激活所有的交换分区
                -p：PRIORITY (指定优先级)

禁用：swapoff

                swapoff [OPTION] [DEVICE]

内存空间使用状态：

                free [OPTION]
                -m：以MB为单位
                -g：以GB为单位

文件系统空间占用等信息的查看工具：

                df：
                             -h：human-readble
                             -i：inodes instead of blocks
                             -p：以posix兼容的格式输出

查看某目录总体空间占用状态：

                du：
                        du [OPTION] ...DIR
                             -h：human-readble
                             -s：summary

文件挂载的配置文件：etc/fstab
每定义一个要挂载的文件系统
要挂载的设备或者伪文件系统 挂载点 文件系统类型 挂载选项 转储频率 自检次序
要挂载的设备或伪文件系统
设备文件、LABEL（LABEL=""）、UUID（UUID=""）、伪文件系统名称（proc，sysfs）
挂载选项：
defaults
转储频率
0：不做备份
1：每天转储
2：每隔一天转储
自检次序：
0：不自检
1：首先自检（一般只有rootfs才有）
...
inode:index node,索引节点
地址指针：
直接指针
间接指针
三级指针
inode bitmap：对位标识每个inode空闲与否的状态信息
链接文件：

   硬链接：
                         不能够对目录进行
                         不能夸分区进行
                         指向同一个inode的多个不同路径，创建文件的硬链接即为inode创建新的引用路径，因此会增加其引用计数；

        符号链接：
                 可以对目录进行；
                 可以跨分区；
                 指向的是另一个文件的路径；其大小为指向的路径字符串的长度；不增加或减少目标文件inode的引用计数；
                         ln [-sv] SRC DEST
        -s：symbolic link
        -v: verbose

文件管理操作对文件的影响：
    文件删除：
    文件复制：
    文件移动：

Linux中的RAID（磁盘阵列）技术
特点：提高I/O能力（多个磁盘并行读写）、提高耐用性（磁盘冗余）
RAID实现方式：
外接式磁盘阵列
内接式RAID（主板集成RAID控制器）
software RAID
级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同

             level
    RAID-0：0, 条带卷，strip; 
    RAID-1: 1, 镜像卷，mirror;
    RAID-2
    ..
    RAID-5：
    RAID-6
    RAID10
    RAID01

RAID-0:

                            特性：读写性能提升
                                                可用空间N*min（最小磁盘大小）
                                                无容错能力
                                                最少磁盘数：2+

RAID-1：

                            特性：读性能提升，写性能略有下降
                                                可用空间：1*min（最小磁盘大小）
                                                有冗余能力
                                                最少磁盘数：2+

RAID-5：

                            特性：读写性能提升
                                                可用空间：（N-1）*min（最小磁盘大小）
                                                有容错能力（一块磁盘）
                                                最少磁盘数：3+

RAID-6：

                            特性：读写性能提升
                                                可用空间：（N-2）*min（最小磁盘大小）
                                                有容错能力（两块磁盘）
                                                最少磁盘数：4+

混合类型

RAID-10:（常用）

                            先分成3组，先做RAID1再做RAID0
                            特性：
                                                读写性能提升
                                                可用空间N*min（s1,s2...）/2
                                                有容错能力：每组镜像最多只能坏一块
                                                最少磁盘数：4+

RAID-01:

                            先分成2组，先做RAID0再做RAID1

RAID-50、RAID-7(了解)
JBOD:just a bunch of disks
功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用
可用空间：sum（s1，s2，...）
CentOS 6上的软件RAID的实现：
结合内核中的md（multi devices）
mdadm：模式化的工具

命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices>
                    支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10; 

                模式：
                    创建：-C
                    装配: -A
                    监控: -F
                    管理：-f, -r, -a

                <raiddevice>: /dev/md#
                <component-devices>: 任意块设备

                -C: 创建模式
                    -n #: 使用#个块设备来创建此RAID；
                    -l #：指明要创建的RAID的级别；
                    -a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
                    -c CHUNK_SIZE: 指明块大小；
                    -x #: 指明空闲盘的个数；
                    -D：显示raid的详细信息；
                    mdadm -D /dev/md#

                管理模式：
                    -f: 标记指定磁盘为损坏；
                    -a: 添加磁盘
                    -r: 移除磁盘

                观察md的状态：
                    cat /proc/mdstat

                停止md设备：
                    mdadm -S /dev/md#

            watch命令：
                -n #: 刷新间隔，单位是秒；

                watch -n# ‘COMMAND‘

注意：在Linux中做软RAID，需要修改磁盘格式为Linux raid auto（fd）
LVM2:

LVM: Logical Volume Manager， Version: 2

dm: device mapper，将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块；
    /dev/dm-#

/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
    /dev/mapper/vol0-root
/dev/VG_NAME/LV_NAME
    /dev/vol0/root

pv管理工具：

    pvs：简要pv信息显示
    pvdisplay：显示pv的详细信息

    pvcreate /dev/DEVICE: 创建pv

vg管理工具：

    vgs
    vgdisplay

    vgcreate  [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
    vgextend  VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
    vgreduce  VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
        先做pvmove

    vgremove

lv管理工具：

    lvs
    lvdisplay

    lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup

    lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

扩展逻辑卷：

    # lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
    # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

缩减逻辑卷：

    # umount /dev/VG_NAME/LV_NAME
    # e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME
    # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]
    # lvreduce -L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
    # mount

快照：snapshot

    lvcreate -L #[mMgGtT] -p r -s -n snapshot_lv_name original_lv_name

文件系统挂载使用：
挂载光盘设备：
光盘设备文件：
IDE: /dev/hdc
SATA: /dev/sr0

符号链接文件：
/dev/cdrom
/dev/cdrw
/dev/dvd
/dev/dvdrw

mount -r /dev/cdrom /media/cdrom
umount /dev/cdrom

dd命令：convert and copy a file

    用法：
        dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST 
            bs=#：block size, 复制单元大小；
            count=#：复制多少个bs；

磁盘拷贝：

            dd if=/dev/sda of=/dev/sdb

备份MBR

            dd if=/dev/sda of=/tmp/mbr.bak bs=512 count=1

破坏MBR中的bootloader：

            dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=256 count=1

两个特殊设备：

        /dev/null: 数据黑洞；
        /dev/zero：吐零机；