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Linux 磁盘管理. 刘西洋. 1. 磁盘管理. 1.1 MSDOS 分区表 1.2 GPT 分区表 1.3 设备文件 1.4 简单分区 1.5 LVM 逻辑卷管理 1.6 Linux Software RAID. 1.1 MBR 分区表. MBR 分区表,也称为 MSDOS 格式。即 PC-BIOS+MBR 这种组合模式下磁盘分区表类型。 磁盘前 512 字节记录磁盘引导和分区信息。 MBR 格式的标准决定了 MBR 只支持在 2TB 以下的硬盘,如果硬盘超过 2TB 时,只能管理到 2TB !

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Presentation Transcript
Linux

Linux磁盘管理

刘西洋


Linux
1. 磁盘管理

  • 1.1 MSDOS分区表

  • 1.2 GPT分区表

  • 1.3 设备文件

  • 1.4 简单分区

  • 1.5 LVM逻辑卷管理

  • 1.6 Linux Software RAID


1 1 mbr
1.1 MBR分区表

  • MBR分区表,也称为MSDOS格式。即PC-BIOS+MBR这种组合模式下磁盘分区表类型。

  • 磁盘前512字节记录磁盘引导和分区信息。

  • MBR格式的标准决定了MBR只支持在2TB以下的硬盘,如果硬盘超过2TB时,只能管理到2TB!

  • MBR支持的最大卷为2 TB ,并且每个磁盘最多只能有4个主分区(或3个主分区,1个扩展分区和无限制的逻辑分区)


1 2 gpt
1.2 GPT分区表

GPT,全局唯一标识分区表(GUID Partition Table)。GPT是EFI方案的一部分,但并不依赖于EFI主板,在BIOS主板的PC中也可使用GPT分区。与MBR最大4个分区表项的限制相比,GPT对分区数量没有限制。GPT可管理硬盘大小达到了18EB。

GPT的分区信息是在分区中,至关重要的平台操作数据位于分区,而不是位于非分区或隐藏扇区。另外,GPT 分区磁盘有多余的主要及备份分区表来提高分区数据结构的完整性。允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余,支持唯一的磁盘和分区ID。


Linux
1.3 设备文件

  • Linux下所有设备文件都存在于/dev目录中,磁盘设备也不例外。

  • 常见磁盘设备文件有以下几类:

    • /dev/hda /dev/hda[0-9] 普通IDE磁盘设备

    • /dev/sda /dev/sda[0-9] 普通SATA/SCSI磁盘设备

    • /dev/vda / dev/vda[0-9] 虚拟磁盘设备

    • /dev/md /dev/md[0-9] 软RAID设备

    • /dev/dm-[0-9] 磁盘映射虚拟设备LVM

    • /dev/cciss/c0d0px c表示控制器;d表示磁盘;p表示分区

    • /dev/vg_mail/ LVM卷组

    • /dev/vg_mail/LogVol_home LVM逻辑卷


Linux
1.4 简单分区

  • 简单分区,即创建分区表,划分分区,创建文件系统。

  • MBR:

    • 创建分区表格式为MBR。

    • 创建主分区sda1:

      • 大小:100MB ;挂载点:/boot;文件系统:ext4

    • 创建主分区sda2:

      • 大小:1-2倍内存;挂载点:无;文件系统:swap。

    • 创建主分区sda3:

      • 大小:10G;挂载点:/ ;文件系统:ext4

    • 创建扩展分区sda4:

    • 创建逻辑分区sda5:

      • 大小:自定义 挂载点:/home ;文件系统:ext4

  • GPT:除不需要创建扩展分区和逻辑分区外,无任何区别。


1 5 lvm
1.5 LVM逻辑卷管理

  • LVM可提供,不中断服务,动态扩充或缩减分区的存储容量。

  • 通过LVM,我们可以把多个小磁盘分区,添加到同一个卷组,综合划分逻辑卷。积少成多。

  • 物理卷:经过LVM处理过的普通标准分区或已创建的 Linux Software RAID 卷。即,我们需要选择用于 LVM 的物理存储器资源。

  • 卷组:可以看作是由一个或多个物理卷所组成的存储器池。

  • 逻辑卷:在逻辑组上创建的分区。在其上可创建操作系统。

  • 操作方法:

    • 准备磁盘。

    • 创建物理卷。pvcreate

    • 使用创建好的物理卷创建卷组。vgcreate

    • 创建逻辑卷 lvcreate

    • 在逻辑卷上创建分区。


1 6 linux software raid
1.6 Linux Software RAID

  • 在Linux系统中目前以MD (Multiple Devices)虚拟块设备的方式实现软件RAID,利用多个底层的块设备虚拟出一个新的虚拟块设备,

  • 目前MD支持linear, multipath, raid0 , raid1, raid4, raid5, raid6, raid10等不同的冗余级别和组成方式,也能支持raid1+0, raid5+1。

  • 建议使用软RAID时,仅用RAID0,RAID1 。因为复杂的RAID 5 等模式会消耗30%左右的CPU资源用来校验。

  • 操作方法:

    • 创建FD格式物理卷,大小要符合要求,比如RAID1 就应该创建两个同样大小的分区。

    • mdadm --create创建RAID阵列设备。详细参数参见man手册。

    • 使用创建好的阵列设备

      • 可以直接创建文件系统:mkfs.ext3 /dev/md0

      • 也可以创建LVM物理卷:pvcreate


Linux
2. 相关命令和文件

  • 2.1.配置文件

    • /etc/fstab /etc/mtab

  • 2.2.分区操作命令

    • fschk fdisk

  • 2.3.磁盘检查命令

  • 2.4.维护命令

    • df du

  • 2.5. LVM命令

  • 2.6. 软RAID命令


Linux
2.1 相关配置文件

  • /etc/fstab文件

    fs_spec  fs_file  fs_type fs_options fs_dump fs_pass 

    /dev/mapper/vg_mail-LogVol_root / ext4 defaults 1 1

    /dev/mapper/vg_mail-LogVol_home /home ext4 defaults 1 2

    /dev/mapper/vg_mail-LogVol_tmp /tmp ext4 defaults 1 2

    /dev/mapper/vg_mail-LogVol_var /var ext4 defaults 1 2

    fs_spec 该字段定义文件系统所在设备或远程文件系统,除了使用设备名,还可使用UUID或卷标。

    fs_file 描述文件系统的载入点,交换分区为none,路径中包含的空格符用“\040”替代。

    fs_type 定义了该设备上的文件系统类型。

    fs_options 指定加载时使用的参数,多个参数逗号分隔。

    fs_dump 该选项被dump命令用来检查文件系统转储频率,不需转储置0

    fs_pass 该字段被fsck命令用来决定在启动时文件系统扫描顺序,"/"对应值应为1,其他应为2

  • /etc/mfstab记录当前已挂载的分区信息,格式和fstab相同


Linux
2.2 分区操作命令

  • fdisk 命令行下,交互式MBR磁盘划分工具

  • cfdisk 命令行下,类图形MBR磁盘划分工具

  • parted 命令行下,交互式GPT磁盘划分工具

  • 详细命令使用方法参见 man手册


Linux
2.3 磁盘检查命令

  • badblocks检查磁盘装置中损坏的区块,执行指令时须指定所要检查的磁盘装置,及此装置的磁盘区块数。

  • /sbin/fsck 检查文件系统并尝试修复错误。

  • /sbin/e2fsck = /sbin/fsck .ext2= /sbin/fsck -t ext2 检查ext2文件系统

  • /sbin/fsck .ext3 = /sbin/fsck -t ext3 检查ext3文件系统

  • /sbin/fsck .ext4 = /sbin/fsck -t ext4 检查ext4文件系统

  • /sbin/dosfsck = /sbin/fsck.msdos = /sbin/fsck.vfat 检查MS-DOS文件系统错误

  • 详细命令使用方法参见 man手册


Linux
2.4 维护分区命令

  • df 检查文件系统的磁盘空间占用情况,可显示所有文件系统对i node和blocks的使用情况

  • du 查看磁盘使用情况。

  • 详细命令使用方法参见 man手册


2 5 lvm
2.5 LVM命令

1 物理卷操作

/sbin/pvdisplay 显示物理卷信息

/sbin/pvcreate /sbin/pvremove /sbin/pvmove /sbin/pvresize

执行locate pv | grep sbin命令查找相关命令

2 卷组操作

/sbin/vgdisplay 显示逻辑组信息

/sbin/vgcreate /sbin/vgremove /sbin/vgreduce /sbin/vgextend

执行locate vg | grep sbin命令查找相关命令

3 逻辑卷操作

/sbin/lvdisplay 显示逻辑卷信息

/sbin/lvcreate /sbin/lvremove /sbin/lvreduce /sbin/lvextend

执行locate lv | grep sbin命令查找相关命令


2 6 raid
2.6 软RAID命令

  • 软件RAID管理命令就一个mdadm

  • 实例:

    mdadm -C /dev/md1 -l 1 -n 2 /dev/sda7 /dev/sda8

    创建md1RAID1 由sda7和sda8组成 sda12为备用

    cat /proc/mdstat

    查看阵列详细信息

    mdadm --stop /dev/md1

    停止一个阵列


Linux
3. 实例

  • 3.1 创建简单分区,并创建文件系统

  • 3.2 创建LVM分区,并创建文件系统

  • 3.3 创建软RAID阵列,并使用LVM创建文件系统


Linux
3.1 简单分区

命令:

创建虚拟硬盘文件

dd if=/dev/zero of=/home/disk1 count=10240 bs=1M

映射成硬盘设备losetup /dev/loop0 /home/disk1

分隔磁盘(MBR) fdisk /dev/loop0

映射划分过的分区kpartx -av /dev/loop0

创建文件系统mkfs.ext4 /dev/mapper/loop0p1

创建挂载点mkdir /mnt/a

挂载分区mount /dev/mapper/loop0p1 /mnt/a

解挂分区umount /mnt/a

去除分区映射kpartx -dv /dev/loop0

去除硬盘映射losetup -d /dev/loop0


3 2 lvm
3.2 创建LVM分区

命令:

创建虚拟硬盘文件

dd if=/dev/zero of=/home/disk2 count=10240 bs=1M

映射成硬盘设备 losetup /dev/loop0 /home/disk2

分隔磁盘(gpt) parted /dev/loop0

映射划分过的分区 kpartx -av /dev/loop0

创建LVM物理卷pvcreate /dev/loop1p[1-7]

创建卷组vg_disk2 vgcreate vg_disk2 /dev/loop1p[1-7]

查看卷组vg_disk2 vgdisplay vg_disk2

创建逻辑卷 lvcreate -L 100MB vg_disk2

创建逻辑卷 lvcreate -L 4GB -n lv_home vg_disk2

创建逻辑卷 lvcreate -l 51 -n lv_var vg_disk2

查看卷组vg_disk2 vgdisplay vg_disk2


3 3 raid
3.3 创建软RAID

命令:

创建虚拟硬盘文件

dd if=/dev/zero of=/home/disk11 count=10240 bs=1M

dd if=/dev/zero of=/home/disk12 count=10240 bs=1M

映射成硬盘设备 losetup /dev/loop0 /home/disk11

映射成硬盘设备 losetup /dev/loop1 /home/disk12

分隔磁盘(mbr) parted /dev/loop0

分隔磁盘(mbr) parted /dev/loop1

映射划分过的分区 kpartx -av /dev/loop[0,1]

shell脚本创建RAID阵列

------------------------------------------------------------------------------------------

for i in 1 2 5 6 7 do

mdadm --create /dev/md13i -l 1 -n 2 /dev/mapper/loop0pi /dev/mapper/loop1pi

done

---------------------------------------------------------------------------------------

查看运行的RAID cat /proc/mdstat


Linux

创建文件系统 mkfs.ext4 /dev/md131

创建物理卷 pvcreate /dev/md13[5-7]

创建卷组 vgcreate vg_raid1 /dev/md13[5-7]

查看卷组 vgdisplay vg_raid1

创建逻辑卷 lvcreate -L 5G -n lv_home vg_raid1

创建文件系统 mkfs.ext4 /dev/vg_raid1/lv_home

挂载分区 mount /dev/vg_raid1/lv_home /mnt/a

挂载分区 mount /dev/md131 /mnt/b

验证结果 ls /mnt/[a,b]

解挂分区 umount /mnt/[a,b]

删除逻辑卷 lvremove /dev/vg_raid1/lv_home

删除卷组 vgremove vg_raid1

停止阵列 mdadm --stop /dev/md13[1-2,5-7]

去除分区映射 kpartx -dv /dev/loop[0,1]

去除硬盘映射 losetup -d /dev/loop[0,1]

详见:http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-raid/


4 iscsi
4. iSCSI存储系统

  • 4.1 IP-SAN概念

  • 4.2 IP-SAN优势

  • 4.3 Linux搭建简单IP-SAN

  • 4.4 使用IP-SAN

  • 4.5 前景


4 1 ip san
4.1 IP-SAN概念

  • IP-SAN,即iSCSI-SAN。所谓iSCSI亦即通过IP网络,将SCSI 区块数据转换成网络封包的一种传输标准。数据存取方式上,采用与FC-SAN 相同的Block Protocol 协议。

  • IP-SAN基于十分成熟的以太网技术,普通服务器或PC机只需要具备网卡,即可共享和使用大容量的存储空间。

  • IP-SAN基于TCP/IP技术,没有对传输距离的限制。解决了FC-SAN的不超过50公里物理覆盖。克服了“存储孤岛”的困惑。


4 2 ip san
4.2 IP-SAN优势

  • 1. 价格合理,实施过程简单。

  • 2. IP网络技术相当成熟,IP-SAN减少了配置、维护、管理的复杂度。

  • 3. 基于IP网络,数据迁移和远程镜像容易,且支持跨平台数据共享。

  • 4. IP-SAN基于以太网,没有速度限制;没有距离限制;没有容量限制。


4 3 linux ip san
4.3 Linux搭建简单IP-SAN

  • 步骤:

    • 安装软件:

      yum groupinstall “Network Storage Server”

    • 配置Server端:

      vi /etc/tgt/targets.conf 添加类似如下内容

      <target iqn.2012.com.honliv:storage.iscsi0> iqn序列,标识符。

      backing-store /dev/vg_storage/LogVol_iscsi00 添加两个存储块

      backing-store /dev/vg_storage/LogVol_iscsi01

      write-cache on 开启写缓存

      vendor_id honliv Inc. 厂商ID,类似描述

      </target>

      service tgtd restart 重启服务

      tgtadm --lld iscsi --mode target --op show

      查看服务器状态。


4 4 ip san
4.4 使用IP-SAN

  • Linux用户:

    安装客户端

    yum groupinstall “iSCSI Storage Client”

    发现服务器发布的target

    iscsiadm -m discovery -t sendtargets -p IP/Hostname

    登陆target

    iscsiadm -m node -T iqn.2012.com.honliv:storage.iscsi3 -p storage -l

    登出target

    iscsiadm -m node -T iqn.2012.com.honliv:storage.iscsi3 -p storage -u

    Windows用户:

    下载安装Microsoft iSCSI Initiator即可使用IP-SAN


Linux
4.5 使用前景

  • 无需光纤HBA卡,提供千兆环境下服务器端,以约60MB/s速率接入SAN。

  • 提供百兆城域网范围内的PC用户以约8MB/s的速率接入SAN。以实现工作文档集中存放。

  • 提供远程备份,镜像功能。实现低成本容灾。


Linux
附录:参考链接

Linux 中软件 RAID 的使用

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-cn-raid/

通用线程: 学习 Linux LVM

http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/filesystem/lvm/lvm-1/index.html

fstab 百度百科

http://baike.baidu.com/view/5499388.htm


Linux

下一讲

Linux系统进程管理