六、磁盘管理

（一）、磁盘概述

• DISK：磁盘/硬盘
• 磁盘作用：存储数据
• 学习目标：在linux中管理，管理存储设备和资源

• 掌握知识点：

  • 1、磁盘长什么样？
  • 2、磁盘有哪些？
  • 3、什么是好的磁盘，什么是次的磁盘？
  • 4、把磁盘的软件操作（分区格式化）
  • 5、写入输入数据到磁盘

• 磁盘类型：

  • 1、机械硬盘：盘片，马达，磁头，磁臂组成的机械结构存储器。分2.5英寸；3.5英寸
  • 2、固态硬盘：由芯片和集成电路组成。

• 磁盘名称 /dev/sda————是一个文件

  • /dev：设备文件目录————存放设备的目录
  • s代表sata就是串口的意思————磁盘类型
  • d代表磁盘————是一块磁盘
  • a代表第一块————是滴几块

（二）、基本分区

1、分区方式：

• MBR

  • MBR支持最大的磁盘容量是<2TB。设计时分配4个分区
  • 如果希望超过4个分区，需要分区主分区，改为扩展分区和逻辑分区

• GPT

  • 全局唯一表示分区表
  • GPT支持大于2T的硬盘，支持128个分区

2、磁盘分区标准

磁盘分区——>分区格式化/创建文件系统——>挂载文件系统

3、查看磁盘详细信息

lsblk

4、基本分区

（1）进入磁盘编辑模式

如果是MBR类型，使用fdisk
如果是GPT类型，使用gdisk

（2）刷新分区信息【每次分区完成后，都需要刷新分区信息】、

partprobe 设备文件
partprobe sdb

（3）查看分区信息

fdisk -l 设备文件 或者 lsblk
fdisk -l sdb

5、分区格式化/创建文件系统

mkfs.文件系统类型 分区名 挂载路径
# 例如给sdb1创建ext4文件系统：
mkfs.ext4 sdb1 /dev/sdb1

6、挂载磁盘【文件系统】

mount -t 文件系统类型 分区名 挂载点路径
# 例如挂载sdb1分区
mount -t ext4 /dev/sdb1 /opt/centos

7、查看挂载信息

df -hT
-h：人性化显示
-T：显示文件系统类型

（三）、分区详情

• MBR占64个字节，每个分区占16个字节，所以最多付出4个分区

  • 4个分区中，还可以创建一个扩展分区【扩展分区不存放数据，所以不能进格式化】
  • 要想在扩展分区内存放数据需要再扩展分区内创建逻辑分区

1、进入磁盘编辑模式

fdisk 设备文件                # 进入磁盘编辑模式
例如：给sdb创建磁盘分区
fdisk /dev/sdb

2、磁盘编辑命令

3、磁盘分区选项【按n后进行选择】

（四）、创建交换分区【swaq】

（1）作用：作为逻辑内存使用

（2）查看系统内存信息

free -m    【-m：以MB输出 -g：以GB输出 ，默认以KB输出】

（3）增加/修改交换分区

    <1>划分分区：同普通分区的划分，不过要在会话模式中按t，将分区类型改为82（Swaq类型）
    <2>分区格式化：

mkswap 分区名

例：格式化/dev/sdb1
mkswap /dev/sdb1

    <3>挂载：

swapon 分区名

例：挂载 /dev/sdb1
swapon /dev/sdb1

    <4>卸载：

swapoff 分区名

例：卸载/dev/sdb1
swapoff /dev/sdb1

（五）、LVM逻辑卷的创建

1.往磁盘中写入大量数据

dd if=/dev/zero of=路径 bs=1M count=1000

2.逻辑卷LVM

• 特点：随意扩充大小
• 术语：PV——物理卷 VG——卷组 LV——逻辑卷

3.创建LVM

（1）、将磁盘标记为PV【在标记磁盘时确保磁盘类型为8e，新版本会自动转换】

pvcreate 设备文件【磁盘名】

例如：将/dev/sdb1标记为物理卷
pvcreate /dev/sdb1

（2）创建VG：

vgcreate 卷组名 设备文件

例如：创建vg01卷组，将物理卷sdb1放入卷组
vgcreate vg01 /dev/sdb1            [如果磁盘过多可使用{}进行创建]

（3）从VG中抽取空间创建LV：

lvcreate -L 指定逻辑卷大小 -n 逻辑卷卷名 卷组名

例如：创建名为 lv01的逻辑卷，指定大小为10G，并将vg01卷组加入到逻辑卷
lvcreate -L +10G -n lv01 vg01

（4）格式化文件系统：

mkfs.ext4 逻辑卷路径            # 逻辑卷路径：/dev/卷组名/逻辑卷名

例如：将逻辑卷lv01进行格式化
mkfs.ext4 /dev/vg01/lv01

（5）挂载LVM：

mount 逻辑卷路径 挂载点

例如：挂载lv01到/opt/lvm
mount /dev/vg01/lv01 /opt/lvm

（六）LVM逻辑卷的扩容

1、扩大VG：

（1）创建PV：

pvcerate 设备名称

例如创建sdb2为物理磁盘
pvcreate /dev/sdb2

（2）查看PV信息：

pvs

（3）扩展VG：

vgextend 卷组名 设备文件

例如：将新创建的sdb2物理卷，加入到vg01卷组：
vgextend vg01 /dev/sdb2

（4）查看VG信息：

vgs

2、LV的扩容（从VG中取得空间）

（1）查看VG信息：

vgs

（2）扩展LV：

lvextend -L +指定大小 逻辑卷路径

例如：从vg01卷组中给lv01增加1G的容量
lvextend -L +1G /dev/vg01/lv01
增加完成后再刷新逻辑卷
resize2fs /dev/vg01/lv01

（3）刷新逻辑卷

resize2fs 逻辑卷路径

例如：对刚刚扩容的LVM进行刷新
resize2fs /dev/vg01/lv

（七）文件系统

1、文件系统类型

• ext3：文件系统最大16TB
• ext4：文件系统最大16TB
• xfs：文件系统最大100TB

2、更新文件系统：

resize2fs 逻辑卷路径（LV扩容后，需要刷新下文件系统）

例如：刚刚扩容的lv01
resize2fe /dev/vg01/lv01

3、ext4文件系统（索引文件系统）

（1）superblock：记载inode与block的使用情况

（2）inode：索引结点，记载了文件的属性（元数据）。每个文件对应一个inode，每个inode大小为128字节

（3）block：存储了文件的实际数据。一个block只能存储单个文件的数据。默认大小为4K

（4）总结：inode限制了文件的存储数量，block限制文件的存储大小

4、观察某个分区的inode数量

df -i

5、软链接【类似于win下的快捷方式】

（1）软链接是一个新文件，记录了源文件的路径，所有的数据变化都会反馈到文件里。若源文件消失，则链接也会失效。

ln -s 源文件 链接路径

6、硬链接

（1）缺点：不能跨分区创建硬链接，且不能指向目录，只能针对文件。故基本不用硬链接

（2）原理：在目录的block中添加一笔文件信息，指向源文件的inode。故创建硬链接，不消耗分区的inode和block【硬链接相当于复制，但不等于复制[因为硬链接也会随着源文件的变化而变化]，删除源文件后，链接依旧有效，且能读取数据】

（3）语法：

ln 源文件 链接路径

（八）RAID

（1）作用：容错，提升读写速度

（2）类型：

            RAID0——数据分开存入两个盘，不容错，但提升了读写速度【是原来的一倍】

            RAID1——至少需要2个盘，一个存储，一个备份。利用率为50%

            RAID5——至少需要3个盘，两个存储，一个验证【存放校验码】，利用率（n-1）/n

（3）分类：

            硬RAID：通过硬件来实现，会有专门的RAID卡

            软RAID：通过命令实现，提升容错和读写速度

（九）软RAID的使用

（1）采用RAID5，准备4块硬盘，其中1块作为热备用

（2）创建RAID：

mdadm -C /dev/md0 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sd{d,e,f}1

-C：创建RAID
-l：RAID级别
-n：RAID成员的数量
-x：热备盘的数量【热备盘用于顶替校验盘，当检验盘坏掉之后】

（3）查看RAID信息：

mdadm -D RAID路径

（4）之后便与普通硬盘一样，分区，格式化，挂载即可使用。

（5）删除RAID：

mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb -r /dev/sdb

-f:强制删除
-r:remove移除