磁盘管理配额和raid配置

Posted 2020-11-30

磁盘管理配额和raid配置

磁盘结构

<img src="E:博客文本磁盘配额和raid配置1572923009298.png" alt="1572923009298" style="zoom:67%;" />

MBR与磁盘分区表示

主引导记录（MBR:Master Boot Record)

MBR位于硬盘第一个物理扇区处 MBR中包含硬盘的主引导程序和硬盘分区表

分区表有4个分区记录区，每个分区记录区占16个字节

Linux中将硬盘，分区等设备均表示为文件

磁盘分区结构

硬盘中的主分区数目只有4个，因此主分区和扩展分区的序号也就限制在1-4

扩展分区再分为逻辑分区 逻辑分区的序号将始终从5开始

检测并确认新硬盘-fdisk

查看或管理磁盘分区 fdisk-l

交互模式中常用命令

m帮助 p打印显示 n创建new新分区 d删除分区 t转换格式 w保存配置 q退出 简易操作如图

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/114540334.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/114611983.png" alt="mark" style="zoom:67%;" />

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/114643663.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

格式化mkfs

mkfs -t 文件系统类型 分区设备

创建交换文件

mkswap 分区设备

挂载-mount卸载文件系统-umount

mount 【-t类型】存储设备挂载点

LVM机制基本概念

PV（物理卷） VG（卷组） LV（逻辑卷）

主要命令

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/115601753.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

磁盘配额概述

实现磁盘限额的条件：需要Linux内核支持 安装xfsprogs与quota软件包

Linux磁盘限额的特点

作用范围：针对指定的文件系统（分区）

限额对象：用户账号，组账号

限制类型：磁盘容量，文件数量

限制方法：软限制，硬限制 （软限制<=硬限制）

大部分的命令都是临时生效，重启时效配置文件设置是永久生效

编辑用户和组账号的配额设置-xfs_quota

-u 用户 -g组 -x专家模式 -c命令

容量软：bsoft
容量硬：bhard
数量软：isoft
数量硬：ihard

RAID磁盘阵列介绍

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/121039449.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

将多个磁盘合并成一个大的磁盘，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来，成为一个大磁盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中，所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都会丢失，危险程度与JBOD相当。

理论上越多的磁盘性能就等于“单一磁盘性能”ד磁盘数”，但实际上受限于总线I/O瓶颈及其它因素的影响，RAID性能会随边际递减，也就是说，假设一个磁盘的性能是50MB每秒，两个磁盘的RAID 0性能约96MB每秒，三个磁盘的RAID 0也许是130MB每秒而不是150MB每秒，所以两个磁盘的RAID 0最能明显感受到性能的提升。

但如果是以软件方式来实现RAID，则磁盘的空间则不见得受限于此（例如Linux Software RAID），通过软件实现可以经由不同的组合而善用所有的磁盘空间。

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/121155564.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，理论上读取速度等于硬盘数量的倍数，另外写入速度有微小的降低。只要一个磁盘正常即可维持运作，可靠性最高。RAID 1就是镜像，其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘做RAID 1，仅算一个磁盘的容量，是所有RAID中磁盘利用率最低的一个级别。

如果用两个不同大小的磁盘建RAID 1，可用空间为较小的那个磁盘，较大的磁盘多出来的空间也可以分区成一个区来使用，不会造成浪费。

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/121240644.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

RAID Level 5是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping（硬盘分区）技术。RAID 5至少需要三颗硬盘，RAID 5不是对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的速度略慢，若使用“回写高速缓存”可以让性能改善不少。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较便宜。

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/121511632.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

为了进一步提高存储的高可用，聪明的人们又提出了RAID6方案，可以在有两块磁盘同时损坏的情况下，也能保障数据可恢复。

为什么RAID6这么牛呢，因为RAID6在RAID5的基础上再次改进，引入了双重校验的概念。

RAID6除了每块磁盘上都有同级数据XOR校验区以外，还有针对每个数据块的XOR校验区，这样的话，相当于每个数据块有两个校验保护措施，
因此数据的冗余性更高了。

但是RAID6的这种设计也带来了很高的复杂度，虽然数据冗余性好，读取的效率也比较高，但是写数据的性能就很差。因此RAID6在实际环境中应用的比较少。

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/121702711.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

RAID 10是先镜射再分区数据，再将所有硬盘分为两组，视为是RAID 0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID 1运作。

RAID 01则是跟RAID 10的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID 1的最低组合，而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。

当RAID 10有一个硬盘受损，其余硬盘会继续运作。RAID 01只要有一个硬盘受损，同组RAID 0的所有硬盘都会停止运作，只剩下其他组的硬盘运作，可靠性较低。如果以六个硬盘建RAID 01，镜射再用三个建RAID 0，那么坏一个硬盘便会有三个硬盘脱机。因此，RAID 10远较RAID 01常用，零售主板绝大部份支持RAID 0/1/5/10，但不支持RAID 01。

最后说说为什么RAID10比RAID 01好且靠谱：

RAID0+1是先做两个RAID0，然后再做RAID1，因此RAID0+1允许坏多个盘，但只能在坏在同一个RAID0中，不允许两个RAID0都有坏盘。
RAID1+0是先做RAID1，然后再做RAID0，因此RAID1+0允许坏多个盘，只要不是一对磁盘坏就可以啦。
因此说RAID1+0比RAID0+1安全得多，因为在同一对磁盘中，两块磁盘都坏掉的概率很低。
RAID 0和RAID 1分别用于增强存储性能（RAID 0 条带）和数据安全性（RAID 1 镜像），而RAID 0+1和RAID 10兼顾了RAID 0和RAID 1的优点，它在提供RAID 1一样的数据安全保证的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。虽然RAID 0+1和RAID 10基本原理相近，都是RAID0和RAID1的结合，不过还是有些区别。

在mysql数据库中，通常我们选用RAID 10。

RAID安装命令-mdadm

mdadm -C -v /dev/md0 -l(这不是1）0 -n2 /dev/sd[b-c]1 示例如图（前提是之前已经用fdisk建好了硬盘分区）

<img src="http://itmc.oss-cn-hangzhou.aliyuncs.com/blog/20191105/122434144.png" alt="mark" style="zoom:75%;" />

结论：这次的命令的应用也忒长了，必须要先理解好意思再记，不过就算理解好了也还是难记。就算记住了，中间那些斜杠也要注意，别搞错。