10-2 分区管理和RAID

分区管理和RAID

处理交换文件和分区

• swap交换分区是系统RAM的补充，swap 分区支持虚拟内存。当没有足够的
  RAM 保存系统处理的数据时会将数据写入 swap 分区
• 当系统缺乏 swap 空间时，内核会因 RAM 内存耗尽而终止进程。配置过多swap 空间会造成存储设备处于分配状态但闲置，造成浪费，过多 swap 空间还会掩盖内存泄露
• 推荐系统 swap 空间

系统中RAM量	推荐的swap空间	允许休眠的建议swap空间大小
低于2GB	RAM量的倍数	RAM容量的三倍
2GB-8GB	等于RAM量	RAM量的倍数
8GB-64GB	4GB到RAM容量的0.5倍	RAM容量的1.5倍
超过64GB	独立负载（至少4GB）	不建议使用休眠功能

挂载交换分区

• 基本设置包括：
  • 创建交换分区或者文件
  • 使用mkswap写入特殊签名
  • 在/etc/fstab文件中添加适当的条目
  • 使用swapon -a 激活交换空间
• 启用：swapon
  • swapon [OPTION]... [DEVICE]
  • -a：激活所有的交换分区
  • -p PRIORITY：指定优先级
  • /etc/fstab 在第4列中：pri=value
• 禁用：swapoff [OPTION]... [DEVICE]

SWAP的优先级

• 可以指定swap分区0到32767的优先级，值越大优先级越高
• 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)
• 优化性能：分布存放，高性能磁盘存放

移动介质

• 挂载意味着使外来的文件系统看起来如同是主目录树的一部分
• 访问前，介质必须被挂载
• 摘除时，介质必须被卸载
• 按照默认设置，非根用户只能挂载某些设备（光盘、DVD、软
  盘、USB等等）
• 挂载点通常在/media 或/mnt下

使用光盘：

• 在图形环境下自动启动挂载/run/media//
• 否则就必须被手工挂载
  • 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
• 刻录光盘
  • wodim –v –eject centos.iso

挂载USB介质：

• 查看USB设备是否识别
  • lsusb
• 被内核探测为SCSI设备
  • /dev/sdaX、/dev/sdbX或类似的设备文件
• 在图形环境中自动挂载
  • 图标在[计算机]窗口中创建
  • 挂载在/run/media//
• 手动挂载
  • mount /dev/sdb1 /mnt

常见工具

• 文件系统空间占用等信息的查看工具
  • df [OPTION]... [FILE]...
    • -H 以10为单位
    • -T 文件系统类型
    • -h human-readable
    • -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 [OPTION]... DIR
    • -h human-readable
    • -s summary
    • --max-depth=# 指定最大目录层级

工具dd

dd 命令：convert and copy a file
用法：

• dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=#
• 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
• 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
• 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
• 有一个大与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
• 举例：
  • 备份：
    • dd if=/dev/sdx of=/dev/sdy
      • 将本地的/dev/sdx整盘备份到/dev/sdy
    • dd if=/dev/sdx of=/path/to/image
      • 将/dev/sdx全盘数据备份到指定路径的image文件
    • dd if=/dev/sdx | gzip >/path/to/image.gz
      • 备份/dev/sdx全盘数据，并利用gzip压缩，保存到指定路径
  • 恢复：
    • dd if=/path/to/image of=/dev/sdx
      • 将备份文件恢复到指定盘
    • gzip -dc /path/to/image.gz | dd of=/dev/sdx
      • 将压缩的备份文件恢复到指定盘
    • 拷贝内存资料到硬盘
      • dd if=/dev/mem of=/root/mem.bin bs=1024
      • 将内存里的数据拷贝到root目录下的mem.bin文件
    • 从光盘拷贝iso镜像
      • dd if=/dev/cdrom of=/root/cdrom.iso
      • 拷贝光盘数据到root文件夹下，并保存为cdrom.iso文件
    • 销毁磁盘数据
      • dd if=/dev/urandom of=/dev/sda1
      • 利用随机的数据填充硬盘，在某些必要的场合可以用来销毁数据，执行此操作以后，/dev/sda1将无法挂载，创建和拷贝操作无法执行

RAID

RAID：Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disks

• 1988年由加利福尼亚大学伯克利分校（University of CaliforniaBerkeley） “A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”
• 多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供

特点：

• 提高IO能力
  • 磁盘并行读写
• 提高耐用性
  • 磁盘冗余来实现
• 级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同
• 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

RAID级别

• RAID-0：条带卷，strip
• RAID-1：镜像卷，mirror
• RAID-2
• ..
• RAID-5
• RAID-6
• RAID-10
• RAID-01

RAID0:
将数据分别存在两块或多块硬盘上，读写时同时读写两块，速度提升，无容错能力

• 读、写性能提升
• 可用空间：N*min(S1,S2,...)
• 无容错能力
• 最少磁盘数：2, 2+

RAID1:
将数据分别写一份在两块或多块硬盘上，保证数据的安全

• 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, 2N

RAID4：
多块数据盘异或运算值存于专用校验盘，由于校验盘很容易损坏，所以发展了RAID5，不适用RAID4了

RAID5：
将数据分开存储，并且留一块做校验盘，几块硬盘轮流充当校验盘

• 读、写性能提升
• 可用空间：(N-1)*min(S1,S2,...)
• 有容错能力：允许最多1块磁盘损坏
• 最少磁盘数：3, 3+

RAID6：
在RAID5的基础上多加了一块校验盘，可以保证在两块硬盘损坏的情况下继续使用

• 读、写性能提升
• 可用空间：(N-2)*min(S1,S2,...)
• 有容错能力：允许最多2块磁盘损坏
• 最少磁盘数：4, 4+

RAID10：
先组RAID1，然后将两个RAID1组成RAID0

• 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, 4+

RAID01：
先祖RAID0，然后将两个RAID0组成RAID1

相比之下，RAID10比RAID01容错率高一点

RAID50：
多块磁盘先实现RAID5,再组合成RAID0

JBOD：将多个磁盘合并成一个大的连续空间