Linux存储管理：文件系统

EXT3/4

简介

EXT4是第四代扩展文件系统（英语：Fourth extended filesystem，缩写为 ext4）是Linux系统下的日志文件系统，是ext3文件系统的后继版本。

类型是索引文件系统，就像是超市的储物柜、字典的目录

系统限制：ext3：文件系统最大16GB 、ext4 ：最大16GB、 XFS：最大100TB

图示：

名词：

• inode:
  记录文件属性，一个文件占用一个inode；
  同时记录文件数据所blocknumber；
  inode大小为128bytes；
  记录文件的元数据，元数据：属性、大小、权限、属主、属组、连接数、块数量、块编号
• block（块）:
  存储文件的实际数据，每一个格子是一个block；
  实际存储的内容，若文件较大，会占用多个block；
  block大小默认为4K；
• supeblock:
  inode和block的总量；
  未使用和已使用的inode和block数量

文件链接

符号链接

名词：symbolic link (软连接)，类似windows的快捷方式

示例：

1. 创建文件，并输入内容
   

2. 创建一个软链接

软链接
语法：ln -s 源文件  链接路径

• 观察软链接
  

• 查看两个文件，内容一致
  

• 删除源文件
  
  总结

• 软链接像快捷方式，可以对文件和目录做软链接

• 软连接记录的只是源文件的绝对路径

• 软链接失去源文件不可用

硬链接

• 创建同分区硬链接成功，创建不同分区硬链接失败
  

硬链接
语法：ln  源文件  硬链接路径

总结：

• 硬链接只能针对文件，不能对目录使用
• 硬链接只能在同分区中做
• 文件与硬链接的关系是相互同步，但又相互独立（源文件删除后，硬链接依旧可以打开）

RAID（了解）

磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有"数块独立磁盘构成具有冗余能力的阵列”之意。
磁盘阵列是由很多块独立的磁盘，组合成一个容量巨大的磁盘组，利用个别磁盘提供数据所产生加成效果提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。
磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，当数组中任意一个硬盘发生故障时，仍可读出数据。在数据重构时，可将数据经计算后重新置入新硬盘中。

作 用：容错、提升读写速率

类型

RAID 	类型 					  磁盘个数   利用率 		优缺点

RAID0 	条带集 						2＋ 	100% 		读写速率快，不容错
RAID1 	镜像集 						2 		50% 		读写速率一般，容错
RAID5 	带奇偶校验条带集 				3＋ 	(n-1）/n 	读写速率快，容错，允许坏一块
RAID6 	带奇偶校验条带集双校验 			4＋ 	(n-2）/n 	读写快，容错，允许坏两块
RAID01
RAID10 	RAID1 的安全＋RAID0 的高速 	4 		50% 		读写速率快，容错
RAID50 	RAID5 的安全＋RAID0 的高速 	6 		(n-2）/n 	读写速率快，容错
RAID60 	RAID6 的安全＋RAID0 的高速 	8 		(n-4）/n 	读写速率快，容错

图示

创建

一、不同场景 RAID 的使用
RAID 实现方式
硬 RAID： 需要 RAID 卡，有自己的 CPU，处理速度快
软 RAID： 通过操作系统实现，比如 Windows、Linux

二、RAID5 (3 块硬盘) + 热备(1 块硬盘)

1. 准备 4 块硬盘
[root@tianyun ~]# ll /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8, 48 Jan 13 16:07 /dev/sdd
brw-rw---- 1 root disk 8, 64 Jan 13 16:07 /dev/sde
brw-rw---- 1 root disk 8, 80 Jan 13 16:07 /dev/sdf
brw-rw---- 1 root disk 8, 80 Jan 13 16:07 /dev/sdg

2. 创建 RAID
[root@tianyun ~]# mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,e,f,g}
mdadm: array /dev/md0 started.
-C 创建 RAID
/dev/md0 第一个 RAID 设备
-l5 RAID5
-n RAID 成员的数量
-x 热备磁盘的数量

3. 格式化，挂载
[root@tianyun ~]# mkfs.xfs /dev/md0
[root@tianyun ~]# mkdir /mnt/raid5
[root@tianyun ~]# mount /dev/md0 /mnt/raid5
[root@tianyun ~]# cp -rf /etc /mnt/raid5/etc1

4. 查看 RAID 信息
[root@tianyun ~]# mdadm -D /dev/md0 //-D 查看详细信息
/dev/md0:
Version : 1.2
Creation Time : Mon Jan 13 16:28:47 2014
Raid Level : raid5
Array Size : 2095104 (2046.34 MiB 2145.39 MB)
Used Dev Size : 1047552 (1023.17 MiB 1072.69 MB)
Raid Devices : 3
Total Devices : 4
Persistence : Superblock is persistent
Update Time : Mon Jan 13 16:34:51 2014
State : clean
Active Devices : 3
Working Devices : 4
Failed Devices : 0
Spare Devices : 1
Layout : left-symmetric
Chunk Size : 512K
Number Major Minor RaidDevice State
0 8 48 0 active sync /dev/sdd
1 8 64 1 active sync /dev/sde
4 8 80 2 active sync /dev/sdf
3 8 96 - spare /dev/sdg

5. 模拟一块硬盘损坏，并移除
终端一：
[root@tianyun ~]# watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md0 | tail' //watch 持续查看
终端二：
[root@tianyun ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sde -r /dev/sde 
//模拟坏了并移除 -f --fail -r --remove，此时查看终端一

6. 设置 RAID 开机生效

[root@tianyun ~]# mdadm -D -s
ARRAY /dev/md0 metadata=1.2 name=sxl1.com:0 UUID=c6761621:8878498f:f5be209e
[root@tianyun ~]# mdadm -D -s > /etc/mdadm.conf