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1 磁盘结构
1.1 设备文件
- 主设备号：major number，标识设备类型
- 次设备号：minor number，标识同一类型下的不同设备
设备类型： - 块设备：block，存取单位”块”，磁盘
- 字符设备：char，存取单位”字符”，键盘
磁盘设备的设备文件命名：
/dev/DEV_FILE /dev/sdX #SAS，SATA，SCSI，IDE，USB 虚拟磁盘：
/dev/vd /dev/xvd /dev/sda, /dev/sdb, ... 同一设备上的不同分区：1,2,…
/dev/sda1 /dev/sda5 范例：创建设备文件
[root@centos8 ~]#df /boot [root@centos8 ~]#ls /boot [root@centos8 ~]#mknod /data/partition-sda1 b 8 1 [root@centos8 ~]#ll /data/partition-sda1 [root@centos8 ~]#mount /data/partition-sda1 /mnt [root@centos8 ~]#ls /mnt [root@centos8 ~]#ll /dev/zero [root@centos8 ~]#mknod /data/zero c 1 5 [root@centos8 ~]#ll /data/zero 范例：操纵设备文件
[root@centos8 ~]#ll /dev/null /dev/zero [root@centos8 ~]#mknod /data/testdev c 1 5 [root@centos8 ~]#ll /data/testdev [root@centos8 ~]#dd if=/data/testdev of=/data/test1.img bs=1 count=10 [root@centos8 ~]#ll /data/test1.img [root@centos8 ~]#hexdump -C /data/test1.img [root@centos8 ~]#rm -f /data/testdev [root@centos8 ~]#cp /dev/zero /data/zero [root@centos8 ~]# ll -h /data/zero /dev/zero [root@centos8 ~]#cp -a /dev/zero /data/zero [root@centos8 ~]#ll /data/zero 1.2 硬盘类型
硬盘接口类型：
- IDE：133MB/s,并行接口，早期家用电脑
- SCSI：640MB/s,并行接口，早期服务器
- SATA：6Gbps,SATA数据端口与电源端口是分开的，即需要两条线，一条数据线，一条电源线
- SAS：6Gbps,SAS是一整条线，数据端口与电源端口是一体化的，SAS中是包含供电线的，而 SATA中不包含供电线。SATA标准其实是SAS标准的一个子集，二者可兼容，SATA硬盘可以插入 SAS主板上，反之不行
- USB：480MB/s
- M.2
注意：速度不是由单纯的接口类型决定，支持Nvme协议硬盘速度是快的
服务器硬盘大小 - LFF：3.5寸，一般见到的那种台式机硬盘的大小
- SFF：Small Form Factor 小形状因数，2.5寸，注意不同于2.5寸的笔记本硬盘
L、S分别是大、小的意思，目前服务器或者盘柜采用sff规格的硬盘主要是考虑增大单位密度内的磁盘 容量、增强散热、减小功耗
1.3 机械硬盘和固态硬盘
1.4 硬盘存储术语
硬盘存储术语 CHS
- head：磁头 磁头数=盘面数
- track：磁道 磁道=柱面数
- sector：扇区，512bytes
- cylinder：柱面 1柱面=512sector数/trackhead数=51263255=7.84M
CentOS 5之前版本以柱面的整数倍划分分区，CentOS 6之后可以支持以扇区划分分区
范例：
[root@centos8 ~]#fdisk -u=cylinder -l /dev/sda 范例：识别SSD和机械硬盘类型
#1表示机械，0表示SSD [root@centos8 ~]# lsblk -d -o name,rota NAME ROTA sda 1 sdb 1 sdc 1 sr0 1 nvme0n1 0 nvme0n2 0 [root@centos8 ~]# ls /sys/block/ nvme0n1 nvme0n2 sda sdb sdc sr0 [root@centos8 ~]#cat /sys/block/*/queue/rotational [root@centos8 ~]#cat /sys/block/sda/queue/rotational [root@centos8 ~]#cat /sys/block/sr0/queue/rotational [root@centos8 ~]#cat /sys/block/nvme0n1/queue/rotational - CHS采用24bit位寻址
- 其中前10位表示cylinder，中间8位表示head，后面6位表示sector
- 最大寻址空间8GB
LBA (logical block addressing) - LBA是一个整数，通过转换成CHS格式完成磁盘具体寻址
- ATA-1规范中定义了28位寻址模式，以每扇区512位组来计算，ATA-1所定义的28位LBA上限达到 128 GiB。2002年ATA-6规范采用48位LBA，同样以每扇区512位组计算容量上限可达128 Petabytes
由于CHS寻址方式的寻址空间在大概8GB以内，所以在磁盘容量小于大概8GB时，可以使用CHS寻址方 式或是LBA寻址方式；在磁盘容量大于大概8GB时，则只能使用LBA寻址方式
2 管理存储
2.1 磁盘分区
2.1.1 为什么分区
- 优化I/O性能
- 实现磁盘空间配额限制
- 提高修复速度
- 隔离系统和程序
- 安装多个OS
- 采用不同文件系统
2.1.2 分区方式
两种分区方式：MBR和GPT
2.1.2.1 MBR分区
- CentOS 5之前按柱面分
- CentOS 6版本之后可以按sector分
0磁道0扇区：512bytes
446bytes：boot loader
64bytes：分区表，其中每16bytes标识一个分区
2bytes：55AA
MBR分区中一块硬盘最多有４个主分区，也可以３主分区＋１扩展（Ｎ个逻辑分区）
硬盘主引导记录MBR由4个部分组成: - 主引导程序（偏移地址0000H–0088H），它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序
- 出错信息数据区，偏移地址0089H–00E1H为出错信息，00E2H–01BDH全为0字节
- 分区表（DPT,Disk Partition Table）含4个分区项，偏移地址01BEH–01FDH,每个分
区表项长16个 字节，共64字节为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4 - 结束标志字，偏移地址01FE–01FF的2个字节值为结束标志55AA
范例:备份MBR的分区表,并破坏后恢复:
#备份MBR分区表 [root@centos8 ~]#dd if=/dev/sda of=/data/dpt.img bs=1 count=64 skip=446 [root@centos8 ~]#scp /data/dpt.img 10.0.0.102: #破坏MBR分区表: [root@centos8 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=64 seek=446 #无法启动 [root@centos8 ~]#reboot #用光盘启动,进入rescue mode,选第3项skip to shell #配置网络 #ifconfig ens160 10.0.0.8/24 #scp 10.0.0.102:/root/dpt.img . #恢复MBR分区表 #dd if=dpt.img of=/dev/sda bs=1 seek=446 #exit 还可以利用分区策略相同的另一台主机的分区表来还原和恢复当前主机破环的分区表
2.1.2.2 GPT分区
- GPT头
- 分区表
- GPT分区
- 备份区域
2.1.3 BIOS和UEFI
BIOS是固化在电脑主板上的程序，主要用于开机系统自检和引导操作系统。目前新式的电脑基本上都是 UEFI启动
BIOS（Basic Input Output System 基本输入输出系统）主要完成系统硬件自检和引导操作系统，操作 系统开始启动之后，BIOS的任务就完成了。系统硬件自检：如果系统硬件有故障，主板上的扬声器就会 发出长短不同的“滴滴”音，可以简单的判断硬件故障，比如“1长1短”通常表示内存故障，“1长3短”通常 表示显卡故障
BIOS在1975年就诞生了，使用汇编语言编写，当初只有16位，因此只能访问1M的内存，其中前640K 称为基本内存，后384K内存留给开机和各类BIOS本身使用。BIOS只能识别到主引导记录（MBR）初始 化的硬盘，最大支持2T的硬盘，4个主分区（逻辑分区中的扩展分区除外），而目前普遍实现了64位系 统，传统的BIOS已经无法满足需求了，这时英特尔主导的EFI就诞生了
EFI（Extensible Firmware Interface）可扩展固件接口，是 Intel 为 PC 固件的体系结构、接口和服务 提出的建议标准。其主要目的是为了提供一组在 OS 加载之前（启动前）在所有平台上一致的、正确指 定的启动服务，被看做是BIOS 的继任者
2.1.3 管理分区
列出块设备:
lsblk 创建分区命令:
fdisk 管理MBR分区 gdisk 管理GPT分区 parted 高级分区操作 重新设置内存中的内核分区表版本:
partprobe 2.1.3.1 parted命令
parted [选项]... [设备 [命令 [参数]...]...] parted /dev/sdb mklabel gpt|msdos parted /dev/sdb print parted /dev/sdb mkpart primary 1 200 （默认M） parted /dev/sdb rm 1 parted –l 列出所有硬盘分区信息 范例:
[root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb mklabel gpt [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb mkpart primary 1 1001 [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb mkpart primary 1002 1102 [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb rm 2 [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb mklabel msdos [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb print [root@centos8 ~]#parted /dev/sdb 2.1.3.2 分区工具fdisk和gdisk
gdisk [device...] 类fdisk的GPT分区工具 fdisk -l [-u] [device...] 查看分区 fdisk [device...] 管理MBR分区 子命令：
ｐ 显示分区列表 ｔ 更改分区类型 ｎ 创建新分区 ｄ 删除分区 ｖ 校验分区 ｕ 转换单位 ｗ 保存并退出 ｑ 不保存并退出 查看内核是否已经识别新的分区：
cat /proc/partations CentOS 5,7,8同步分区表：
partprobe partx -a /dev/DEVICE kpartx -a /dev/DEVICE -f:force #示例： [root@centos6 ~]#partx -a /dev/sda 删除分区用:
partx -d --nr M-N /dev/DEVICE #示例： [root@centos6 ~]#partx -d --nr 6-8 /dev/sda 范例:非交互式创建分区:
echo -e 'n\np\n\n\n+2G\nw\n' | fdisk /dev/sdc 范例:
#增加了6,7分区 [root@centos6 ~]#fdisk /dev/sda #分区表不同步 [root@centos6 ~]#lsblk #同步分区表 [root@centos6 ~]#partx -a /dev/sda [root@centos6 ~]#lsblk #删除了6,7分区 [root@centos6 ~]#fdisk /dev/sda [root@centos6 ~]#lsblk #同步分区表 [root@centos6 ~]#partx -d --nr 6-7 /dev/sda [root@centos6 ~]#lsblk 范例：批量创建分区
[root@centos8 ~]#echo -e 'n\np\n\n\n+1G\nw' | fdisk /dev/sdb [root@centos8 ~]#fdisk /dev/sdb <<EOF n p +1G w EOF [root@centos8 ~]#lsblk /dev/sdb 2.2 文件系统
2.2.1 文件系统概念
/lib/modules/`uname -r`/kernel/fs 2.2.2 文件系统类型
Linux常用文件系统:
- ext2：Extended file system 适用于那些分区容量不是太大，更新也不频繁的情况，
例如 /boot 分 区 - ext3：是 ext2 的改进版本，其支持日志功能，能够帮助系统从非正常关机导致的异常
中恢复 - ext4：是 ext 文件系统的最新版。提供了很多新的特性，包括纳秒级时间戳、创建和
使用巨型文件 (16TB)、最大1EB的文件系统，以及速度的提升 - xfs：SGI，支持最大8EB的文件系统
- swap
- iso9660 光盘
- btrfs（Oracle）
- reiserfs
Windows 常用文件系统 - FAT32
- NTFS
- exFAT
Unix - FFS(fast)
- UFS(unix)
- JFS2
网络文件系统 - NFS
- CIFS
集群文件系统 - GFS2
- OCFS2
分布式文件系统: - fastdfs
- ceph
- moosefs
- mogilefs
- glusterfs
- Lustre
RAW
未经处理或者未经格式化产生的文件系统
常用的文件系统特性:
FAT32 - 最多只能支持16TB的文件系统和４GB的文件
NTFS - 最多只能支持16EB的文件系统和16EB的文件
EXT3 - 最多只能支持32TB的文件系统和2TB的文件，实际只能容纳2TB的文件系统和16GB
的文件 - Ext3目前只支持32000个子目录
- Ext3文件系统使用32位空间记录块数量和 inode数量
- 当数据写入到Ext3文件系统中时，Ext3的数据块分配器每次只能分配一个4KB的块
EXT4 - EXT4是Linux系统下的日志文件系统，是EXT3文件系统的后继版本
- Ext4的文件系统容量达到1EB，而支持单个文件则达到16TB
- 理论上支持无限数量的子目录
- Ext4文件系统使用64位空间记录块数量和 inode数量
- Ext4的多块分配器支持一次调用分配多个数据块
- 修复速度更快
XFS - 根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容
- 用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小
- 是一个全64-bit的文件系统，最大可以支持8EB的文件系统，而支持单个文件则达到
8EB - 能以接近裸设备I/O的性能存储数据
支持的文件系统:
cat /proc/filesystems 2.2.3 文件系统的组成部分
- 内核中的模块：ext4, xfs, vfat
- Linux的虚拟文件系统：VFS
- 用户空间的管理工具：mkfs.ext4, mkfs.xfs,mkfs.vfat
2.2.4 文件系统选择管理
2.2.4.1 创建文件系统
创建文件管理工具
- mkfs命令:
(1) mkfs.FS_TYPE /dev/DEVICE
ext4
xfs
btrfs
vfat
(2) mkfs -t FS_TYPE /dev/DEVICE
-L ‘LABEL’ 设定卷标- mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
常用选项:
- mke2fs：ext系列文件系统专用管理工具
-t {ext2|ext3|ext4} 指定文件系统类型 -b {1024|2048|4096} 指定块 block 大小 -L ‘LABEL’ 设置卷标 -j 相当于 -t ext3， mkfs.ext3 = mkfs -t ext3 = mke2fs -j = mke2fs -t ext3 -i # 为数据空间中每多少个字节创建一个inode；不应该小于block大小 -N # 指定分区中创建多少个inode -I 一个inode记录占用的磁盘空间大小，128---4096 -m # 默认5%,为管理人员预留空间占总空间的百分比 -O FEATURE[,...] 启用指定特性 -O ^FEATURE 关闭指定特性 2.4.4.2 查看和管理分区信息
blkid [OPTION]... [DEVICE] e2label DEVICE [LABEL] findfs ：查找分区
findfs [options] LABEL=<label> findfs [options] UUID=<uuid> 范例：
[root@centos8 ~]#findfs UUID=f7f53add-b184-4ddc-8d2c-5263b84d1e15 /dev/sda2 [root@centos8 ~]#findfs `sed -En '/data/s#^([^ ]+).*#\1#p' /etc/fstab ` /dev/sda3 tune2fs：重新设定ext系列文件系统可调整参数的值
-l 查看指定文件系统超级块信息；super block -L 'LABEL’ 修改卷标 -m # 预留给管理员的空间百分比 -j 将ext2升级为ext3 -O 文件系统属性启用或禁用, –O ^has_journal -o 调整文件系统的默认挂载选项，–o ^acl -U UUID 修改UUID号 dumpe2fs：显示ext文件系统信息，将磁盘块分组管理 -h：查看超级块信息，不显示分组信息 范例：查看ext文件系统的元数据和块组信息
[root@centos8 ~]#dumpe2fs /dev/sda1 xfs_info：显示未挂载的 xfs 文件系统信息
xfs_info mountpoint|devname 范例：
[root@centos8 ~]#xfs_info /dev/sda7 块组描述符表(GDT)
ext文件系统每一个块组信息使用32字节描述，这32个字节称为块组描述符，所有块组的块组描述符组
成块组描述符表GDT(group descriptor table)。虽然每个块组都需要块组描述符来记录块组的信息和属 性元数据，但是不是每个块组中都存放了块组描述符。将所有块组的块组信息组成一个GDT保存,并将该 GDT存放于某些块组中，类似存放superblock和备份superblock的块
2.2.4.3 文件系统检测和修复
fsck.FS_TYPE fsck -t FS_TYPE -a 自动修复 -r 交互式修复错误 e2fsck：ext系列文件专用的检测修复工具
-y 自动回答为yes -f 强制修复 -p 自动进行安全的修复文件系统问题 -f 修复文件，而设备 -n 只检查 -d 允许修复只读的挂载设备，在单用户下修复 / 时使用，然后立即reboot 范例：修改破坏的ext文件系统
[root@centos8 ~]#mount /dev/sdb2 /mnt [root@centos8 ~]#cp /etc/fstab /mnt/f1 [root@centos8 ~]#cp /etc/fstab /mnt/f2 [root@centos8 ~]#ls /mnt f1 f2 lost+found [root@centos8 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sdb2 bs=1M count=1 [root@centos8 ~]#ls /mnt [root@centos8 ~]#tune2fs -l /dev/sdb2 [root@centos8 ~]#df [root@centos8 ~]#umount /mnt [root@centos8 ~]#e2fsck /dev/sdb2 [root@centos8 ~]#e2fsck /dev/sdb2 -y [root@centos8 ~]#tune2fs -l /dev/sdb2 [root@centos8 ~]#mount /dev/sdb2 /mnt [root@centos8 ~]#ls /mnt f1 f2 lost+found [root@centos8 ~]#cat /mnt/f1 2.3 挂载
2.3.1 挂载文件系统mount
格式:
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device mountpoint device：指明要挂载的设备
- 设备文件：例如:/dev/sda5
- 卷标：-L ‘LABEL’, 例如 -L ‘MYDATA’
- UUID： -U ‘UUID’：例如 -U ‘0c50523c-43f1-45e7-85c0-ad406e’
- 伪文件系统名称：proc, sysfs, devtmpfs, configfs
mountpoint:挂载点必须事先存在,建议使用空目录
mount常用命令选项
-t vsftype 指定要挂载的设备上的文件系统类型 -r readonly，只读挂载 -w read and write, 读写挂载 -n 不更新/etc/mtab，mount不可见 -a 自动挂载所有支持自动挂载的设备(定义在了/etc/fstab文件中，且挂载选项中有auto功能) -L 'LABEL' 以卷标指定挂载设备 -U 'UUID' 以UUID指定要挂载的设备 -B, --bind 绑定目录到另一个目录上 -o options：(挂载文件系统的选项)，多个选项使用逗号分隔 async 异步模式,内存更改时,写入缓存区buffer,过一段时间再写到磁盘中 sync 同步模式,内存更改时，同时写磁盘 atime/noatime 包含目录和文件 diratime/nodiratime 目录的访问时间戳 auto/noauto 是否支持自动挂载,是否支持-a选项 exec/noexec 是否支持将文件系统上运行应用程序 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和sgid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，/etc/fstab使用 acl 启用此文件系统上的acl功能 loop 使用loop设备 _netdev 当网络可用时才对网络资源进行挂载，如：NFS文件系统 defaults 相当于rw, suid, dev, exec, auto, nouser, async ``` 挂载规则 * 一个挂载点,同一时间只能挂载一个设备 * 一个挂载点,同一时间挂载了多个设备,只能看到最后一个设备的数据,其它设备上的数 据将被隐藏 * 一个设备可以同时挂载到多个挂载点 * 通常挂载点一般是已存在空的目录 2.3.2 卸载文件系统umount 卸载时:可使用设备,也可以使用挂载点 ```sh umount 设备名|挂载点 2.3.3 查看挂载情况
查看挂载
#通过查看/etc/mtab文件显示当前已挂载的所有设备 mount #查看内核追踪到的已挂载的所有设备 cat /proc/mounts 查看挂载点情况:
findmnt MOUNT_POINT|device 查看正在访问指定文件系统的进程
lsof MOUNT_POINT fuser -v MOUNT_POINT 终止所有正在访问指定的文件系统的进程
fuser -km MOUNT_POINT 2.3.4 持久挂载
mount -a 范例:centos8 /etc/fstab 的分区UUID错误,无法启动
自动进入emergency mode,输入root 密码 #cat /proc/mounts 可以查看到/ 以rw方式挂载 #vim /etc/fstab #reboot 范例:centos6 /etc/fstab 的分区UUID错误,无法启动
如果/etc/fstab 的挂载设备出错，比如文件系统故障，并且文件系统检测项（即第6项为 非0），将导致无 法启动 自动进入emergency mode,输入root 密码 #cat /proc/mounts 可以查看到/ 以ro方式挂 载，无法直接修改配置文件 #mount -o remount,rw / #vim /etc/fstab 将故障行的后1项，即第6项修改为0，开机不检测此项挂载设备的健康性，从而忽略错 误，能实现启动 2.4 处理交换文件和分区
2.4.1 swap介绍
2.4.2 交换分区实现过程
1.创建交换分区或者文件 2.使用mkswap写入特殊签名 3.在/etc/fstab文件中添加适当的条目 4.使用swapon -a激活交换空间 启用swap分区
swapon [OPTION]... [DEVICE] [root@centos8 ~]#echo -e 'n\np\n\n\n+2G\nt\n82\nw\n' | fdisk /dev/sdc [root@centos8 ~]#mkswap /dev/sdc1 [root@centos8 ~]#blkid /dev/sdc1 #设置/dev/sdc1为开机自动挂载 [root@centos8 ~]#vim /etc/fstab UUID=d3140a7a-65b7-4cb7-8a2b-12d38aa98c6f swap swap defaults 0 0 [root@centos8 ~]#swapon -a [root@centos8 ~]#free -h [root@centos8 ~]#cat /proc/swaps 禁用swap分区：
swapoff [OPTION]... [DEVICE] 范例：禁用swap分区
[root@centos8 ~]#sed -i.bak '/swap/d' /etc/fstab [root@centos8 ~]#swapoff -a SWAP的优先级
可以指定swap分区0到32767的优先级，值越大优先级越大
如果用户没有指定，那么核心会自动给swap指定一个优先级，这个优先级从-1开始，每加入一个新的 没有用户指定优先级的swap，会给这个优先级减一
先添加的swap的缺省优先级比较高，除非用户自己指定一个优先级，而用户指定的优先级(是正数)永远 高于核心缺省指定的优先级(是负数)
范例：修改swap分区的优先级
[root@centos8 ~]#cat /etc/fstab # UUID=acf9bd1f-caae-4e28-87be-e53afec61347 / xfs defaults 0 0 UUID=1770b87e-db5a-445e-bff1-1653ac64b3d6 /boot ext4 defaults 1 2 UUID=ffffd919-d674-44d9-a4e7-f0a1f0 /data xfs defaults 0 0 UUID=409e36d2-ac5e-423f-ad78-9b12db4576bd swap swap defaults 0 0 UUID=509ee336-6aec-48b0-b390-12c1f swap swap pri=100 0 0 范例：以文件实现swap功能
[root@centos8 ~]#dd if=/dev/zero of=/swapfile bs=1M count=1024 [root@centos8 ~]#mkswap /swapfile [root@centos8 ~]#blkid /swapfile >> /etc/fstab [root@centos8 ~]#cat /etc/fstab /swapfile swap swap defaults 0 0 [root@centos8 ~]#chmod 600 /swapfile [root@centos8 ~]#swapon -a [root@centos8 ~]#swapon -s Filename Type Size Used Priority /dev/sda5 partition 0 -2 /swapfile file 0 -3 注意：设置为开机自动挂载，只能为文件名，不能是UUID，原因是系统只能识别到文件系统的UUID，不能识别文件的UUID
2.4.3 swap的使用策略
[root@centos8 ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness [root@rhel5 ~]# cat /proc/sys/vm/swappiness 说明：内存在使用到100-30=70%的时候，就开始出现有交换分区的使用。简单地说这个参数定义了系统对swap的使用倾向，默认值为30，值越大表示越倾向于使用swap。可以设为0，这样做并不会禁止对swap的使用，只是最大限度地降低了使用swap的可能性
2.5移动介质
2.5.1 使用光盘
mount /dev/cdrom /mnt 操作光盘：
eject 弹出光盘 eject -t 弹入光盘 创建ISO文件：
cp /dev/cdrom /root/centos.iso mkisofs -r -o /root/etc.iso /etc #来自于genisooimage包 刻录光盘：
wodim -v -eject centos.iso 将ISO制作为U盘工具Rufus
Rufus 是一个开源免费的快速制作 U 盘系统启动盘和格式化 USB 的实用小工具，它可以快速把 ISO 格 式的系统镜像文件快速制作成可引导的 USB 启动安装盘，支持 Windows 或 Linux 启动。Rufus 小巧玲 珑，软件体积仅 7 百多 KB，然而麻雀虽小，它却五脏俱全
2.5.2 USB介质
查看USB设备是否识别：
lsusb mount /dev/sdX# /mnt 范例：插入U盘后可以看到日志信息
[root@centos8 ~]#tail -f /var/log/messages [root@centos8 ~]#dmesg 范例：格式化U盘为FAT32文件系统
[root@centos8 ~]#dnf -y install dosfstools [root@centos8 ~]#mkfs.vfat /dev/sdd1 [root@centos8 ~]#mount /dev/sdd1 /mnt 范例：查看USB设备
[root@centos8 ~]#yum -y install usbutils [root@centos8 ~]#lsusb 2.6磁盘常见工具
2.6.1 文件系统空间实际真正占用等信息的查看工具df
df [OPTION]... [FILE]... 常用选项：
-H 以10为单位 -T 文件系统类型 -h human-readable -i inodes -P 以Posix兼容的格式输出 范例：
[root@centos8 ~]#df -Th [root@centos8 ~]#lsblk -f 范例：
[root@centos8 ~]#df [root@centos8 ~]#df -P 2.6.2 查看某目录总体空间实际占用状态du
du [OPTION]... DIR 常用选项：
-h human-readable -s summary --max-depth=# 指定最大目录层级 -x,--one-file-system 忽略不在同一个文件系统的目录 范例：
[root@centos8 ~]#du -sh /* [root@centos8 /]#du -h -x --max-depth=1 2.6.3 工具dd
dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=# 常用选项：
if=file 从所命名文件读取而不是从标准输入 of=file 写到所命名的文件而不是到标准输出 ibs=size 一次读size个byte obs=size 一次写size个byte bs=size block size, 指定块大小（既是是ibs也是obs) cbs=size 一次转化size个byte skip=blocks 从开头忽略blocks个ibs大小的块 seek=blocks 从开头忽略blocks个obs大小的块 count=n 复制n个bs conv=conversion[,conversion...] 用指定的参数转换文件 conversion 转换参数: ascii 转换 EBCDIC 为 ASCII ebcdic 转换 ASCII 为 EBCDIC lcase 把大写字符转换为小写字符 ucase 把小写字符转换为大写字符 nocreat 不创建输出文件 noerror 出错时不停止 notrunc 不截短输出文件 sync 把每个输入块填充到ibs个字节，不足部分用空(NUL)字符补齐 fdatasync 写完成前，物理写入输出文件 范例：
[root@centos8 ~]#cat f1.txt abcdef [root@centos8 ~]#cat f2.txt [root@centos8 ~]#dd if=f1.txt of=f2.txt bs=1 count=2 skip=3 seek=4 [root@centos8 ~]#cat f2.txt 1234de[root@centos8 ~]#echo > f2.txt [root@centos8 ~]#cat f2.txt [root@centos8 ~]#cat f1.txt abcdef [root@centos8 ~]#dd if=f1.txt of=f2.txt bs=1 count=2 skip=3 seek=4 conv=notrunc [root@centos8 ~]#cat f2.txt 1234de789 范例：
#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=64 count=1 seek=446 #有一个大于2K的二进制文件fileA。现在想从第64个字节位置开始读取，需要读取的大 小是128Byts。又有 fileB, 想把上面读取到的128Bytes写到第32个字节开始的位置，替 换128Bytes，实现如下 dd if=fileA of=fileB bs=1 count=128 skip=63 seek=31 conv=notrunc #将本地的/dev/sdx整盘备份到/dev/sdy dd if=/dev/sdx of=/dev/sdy #将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件 dd if=/dev/sdx of=/path/to/image #备份/dev/sdx全盘数据，并利用gzip压缩，保存到指定路径 dd if=/dev/sdx | gzip >/path/to/image.gz #将备份文件恢复到指定盘 dd if=/path/to/image of=/dev/sdx #将压缩的备份文件恢复到指定盘 gzip -dc /path/to/image.gz | dd of=/dev/sdx #将内存里的数据拷贝到root目录下的mem.bin文件 dd if=/dev/mem of=/root/mem.bin bs=1024 #拷贝光盘数据到root文件夹下，并保存为cdrom.iso文件 dd if=/dev/cdrom of=/root/cdrom.iso #销毁磁盘数据 dd if=/dev/urandom of=/dev/sda1 #通过比较dd指令输出中命令的执行时间，即可确定系统佳的block size大小 dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count= dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=2048 count= dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=4096 count= #测试硬盘写速度 dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count= #测试硬盘读速度 dd if=/root/1Gb.file bs=64k | dd of=/dev/null 3 RAID
3.1 什么是RAID
- 提高IO能力，磁盘并行读写
- 提高耐用性，磁盘冗余算法来实现
RAID实现的方式 - 外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
- 内接式RAID：主板集成RAID控制器，安装OS前在BIOS里配置
- 软件RAID：通过OS实现，比如：群晖的NAS
3.2 RAID级别
3.2.1 RAID-0 条带卷
以chunk 单位，读写数据，因为读写时都可以并行处理，所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0既没有冗余能力，也不具备容错能力，如果一个磁盘(物理损坏)，所有数据都会丢失
特性：
读、写性能提升
可用空间：N*min(S1,S2,…)
无容错能力
最少磁盘数：1+
3.2.2 RAID-1 镜像卷
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，与RAID 0相同。另外写入速度有微小的降低。
特性：
读性能提升、写性能略有下降
可用空间：1*min(S1,S2…)
有冗余能力
最少磁盘数：2+
3.2.3 RAID-4
特性：
多块数据盘异或运算值存于专用校验盘
磁盘利用率(N-1)/N
有冗余能力
至少3块硬盘才可以实现
3.2.4 RAID-5
特性：
读、写性能提升
可用空间：(N-1)*min(S1,S2,…)
有容错能力：允许最多一块磁盘损坏
最少磁盘数：3，3+
3.2.5 RAID-6
特性：
读、写性能提升
可用空间：(N-2)*min(S1,S2,…)
有容错能力：允许多2块磁盘损坏
最少磁盘数：4, 4+
3.2.6 RAID-10
特性：
读、写性能提升
可用空间：N*min(S1,S2,…)/2
有容错能力：每组镜像多只能坏一块
最少磁盘数：4, 4+
3.2.7 RAID-01
多块磁盘先实现RAID0，再组合成RAID1
3.2.8 RAID-50
多块磁盘先实现RAID5，再组合成RAID0
3.2.9 RAID-60
3.2.9 其他级别
3.2.10 RAID总结
常用级别：RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50
3.3 实现软RAID
mdadm [mode] <raiddevice> [options] <component-devices> 常用选项：
mode： 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,单位k -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 范例：
#使用mdadm创建并定义RAID设备 mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd{b,c,d,e}1 #用文件系统对每个RAID设备进行格式化 mkfs.xfs /dev/md0 #使用mdadm检查RAID设备的状况 mdadm --detail|D /dev/md0 #增加新的成员 mdadm –G /dev/md0 –n4 -a /dev/sdf1 #模拟磁盘故障 mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1 #移除磁盘 mdadm /dev/md0 –r /dev/sda1 #在备用驱动器上重建分区 mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1 #系统日志信息 cat /proc/mdstat 生成配置文件：
mdadm -D -s >> /etc/mdadm.conf 停止设备：
mdadm -S /dev/md0 激活设备：
mdadm -A -s /dev/md0 强制启动：
mdadm -R /dev/md0 删除raid信息;
mdadm --zero-superblock /dev/sdb1 逻辑卷管理器(LVM)
4.1 LVM介绍
- 将设备指定为物理卷
- 用一个或者多个物理卷来创建一个卷组，物理卷是用固定大小的物理区域（Physical Extent， PE）来定义的
- 在物理卷上创建的逻辑卷， 是由物理区域（PE）组成
- 可以在逻辑卷上创建文件系统并挂载
第一个逻辑卷对应设备名：/dev/dm-#
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
软链接： - /dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
- /dev/VG_NAME/LV_NAME
范例:
/dev/mapper/vol0-root /dev/vol0/root 4.2 实现逻辑卷
相关工具来自于 lvm2 包
[root@centos8 ~]#yum -y install lvm2 4.2.1 pv管理工具
显示pv信息:
pvs 简要pv信息显示 pvdisplay 创建pv:
pvcreate /dev/DEVICE 删除pv:
pvremove /dev/DEVICE 4.2.2 vg管理工具
显示卷组
vgs vgdisplay 创建卷组:
vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...] 管理卷组
vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...] vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...] 删除卷组:
- 先做pvmove
- 再做vgremove
4.2.3 lv管理工具
显示逻辑卷:
lvs lvdisplay 创建逻辑卷:
lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup 范例：
lvcreate -l 60%VG -n mylv testvg lvcreate -l 100%FREE -n yourlv testvg 删除逻辑卷:
lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME 重设文件系统大小:
fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]] resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size] xfs_growfs /mountpoint 范例:
#创建物理卷 pvcreate /dev/sda3 #为卷组分配物理卷 vgcreate vg0 /dev/sda3 #从卷组创建逻辑卷 lvcreate -L 256M -n data vg0 #mkfs.xfs /dev/vg0/data #挂载 mount /dev/vg0/data /mnt/data# 4.2.4 扩展和缩减逻辑卷
4.2.4.1 在线扩展逻辑卷
lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME #针对ext resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #针对xfs xfs_growfs MOUNTPOINT lvresize -r -l +100%FREE /dev/VG_NAME/LV_NAME 4.2.4.2 缩减逻辑卷
注意：缩减有数据损坏的风险，建议先备份再缩减，xfs文件系统不支持缩减
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 范例:
[root@centos8 ~]#blkid /dev/vg0/mysql [root@centos8 ~]#lvs [root@centos8 ~]#df #第一步 [root@centos8 ~]#umount /data/mysql [root@centos8 ~]#resize2fs /dev/vg0/mysql 1G resize2fs 1.44.6 (5-Mar-2019) Please run 'e2fsck -f /dev/vg0/mysql' first. #第二步 [root@centos8 ~]#fsck -f /dev/vg0/mysql #第三步 [root@centos8 ~]#resize2fs /dev/vg0/mysql 1G [root@centos8 ~]#lvs [root@centos8 ~]#df [root@centos8 ~]#mount -a [root@centos8 ~]#df [root@centos8 ~]#df -h [root@centos8 ~]#lvs [root@centos8 ~]#umount /data/mysql #第四步 [root@centos8 ~]#lvreduce -L 1G /dev/vg0/mysql #第五步 [root@centos8 ~]#mount -a [root@centos8 ~]#lvs [root@centos8 ~]#df -h 4.2.5 跨主机迁移卷组
vgchange -a n vg0 lvdisplay 3 导出卷组
vgexport vg0 pvscan vgdisplay 4 拆下旧硬盘在目标计算机上,并导入卷组:
vgimport vg0 5 启用
vgchange -ay vg0 6 mount 所有卷组上的逻辑卷
4.2.6 拆除指定的PV存储设备
范例：
[root@centos8 ~]# pvdisplay --- Physical volume --- PV Name /dev/sdb VG Name myvg PV Size 10.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes PE Size 4.00 MiB Total PE 2559 Free PE 2047 Allocated PE 512 PV UUID mw3D7X-vNSW-9Wm7-X0yY-EksC-KSTg-9bG6W4 --- Physical volume --- PV Name /dev/sdc1 VG Name myvg PV Size 2.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes PE Size 4.00 MiB Total PE 511 Free PE 511 Allocated PE 0 PV UUID bZ2O3y-SFnv-oQxy-dFCw-T5WT-AgKf-THSWF5 --- Physical volume --- PV Name /dev/sdc2 VG Name myvg PV Size 1.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes PE Size 4.00 MiB Total PE 255 Free PE 255 Allocated PE 0 PV UUID yUfZp1-BsMR-qUv8-Jwg7-KoMC-3JFm-FoUnm5 [root@centos8 ~]# pvmove /dev/sdb /dev/sdb: Moved: 0.98% /dev/sdb: Moved: 99.80% /dev/sdb: Moved: 100.00% [root@centos8 ~]# pvdisplay --- Physical volume --- PV Name /dev/sdb VG Name myvg PV Size 10.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes PE Size 4.00 MiB Total PE 2559 Free PE 2559 Allocated PE 0 PV UUID mw3D7X-vNSW-9Wm7-X0yY-EksC-KSTg-9bG6W4 --- Physical volume --- PV Name /dev/sdc1 VG Name myvg PV Size 2.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes (but full) PE Size 4.00 MiB Total PE 511 Free PE 0 Allocated PE 511 PV UUID bZ2O3y-SFnv-oQxy-dFCw-T5WT-AgKf-THSWF5 --- Physical volume --- PV Name /dev/sdc2 VG Name myvg PV Size 1.00 GiB / not usable 4.00 MiB Allocatable yes PE Size 4.00 MiB Total PE 255 Free PE 254 Allocated PE 1 PV UUID yUfZp1-BsMR-qUv8-Jwg7-KoMC-3JFm-FoUnm5 [root@centos8 ~]# vgreduce myvg /dev/sdb Removed "/dev/sdb" from volume group "myvg" [root@centos8 ~]# pvremove /dev/sdb Labels on physical volume "/dev/sdb" successfully wiped. 4.3 逻辑卷快照
4.3.1 逻辑卷快照原理
- 在生成快照时会分配给它一定的空间，但只有在原来的逻辑卷或者快照有所改变才会
使用这些空间 - 当原来的逻辑卷中有所改变时，会将旧的数据复制到快照中
- 快照中只含有原来的逻辑卷中更改的数据或者自生成快照后的快照中更改的数据
由于快照区与原本的LV共用很多PE的区块，因此快照与被快照的LV必须在同一个VG中.系统恢复的时候 的文件数量不能高于快照区的实际容量
快照特点： - 备份速度快，瞬间完
- 应用场景是测试环境，不能完全代替备份
- 快照后，逻辑卷的修改速度会有一定影响
4.3.1 实现逻辑卷快照
范例:
mkfs.xfs /dev/vg0/data mount /dev/vg0/data/ /mnt/data #为现有逻辑卷创建快照 lvcreate -l 64 -s -n data-snapshot -p r /dev/vg0/data #挂载快照 mkdir -p /mnt/snap mount -o ro,nouuid /dev/vg0/data-snapshot /mnt/snap #恢复快照 umount /dev/vg0/data-snapshot umount /dev/vg0/data lvconvert --merge /dev/vg0/data-snapshot #删除快照 umount /mnt/snap lvremove /dev/vg0/data-snapshot 注意：xfs文件系统不支持相同的UUID挂载
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