Linux存储基础（管理文件系统及存储）

Linux存储基础

在LINUX系统中有一个重要的概念：一切都是文件。 其实这是UNIX哲学的一个体现，而Linux是重写UNIX而来，所以这个概念也就传承了下来。在UNIX系统中，把一切资源都看作是文件，包括硬件设备。UNIX系统把每个硬件都看成是一个文件，通常称为设备文件，这样用户就可以用读写文件的方式实现对硬件的访问。 LVM是逻辑卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制。LVM通过在硬盘和文件系统之间添加一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层硬盘分区布局，提高硬盘分区管理的灵活性。 下图为Linux中磁盘空间管理或者划分的全流程。

使用LVM管理硬盘的基本过程如下：
● 创建分区
● 创建为物理卷
● 将多个物理卷组合成卷组
● 在卷组中创建逻辑卷
● 在逻辑卷之上创建文件系统

通过LVM管理硬盘之后，文件系统不再受限于硬盘的大小，可以分布在多个硬盘上，也可以动态扩容。

基本概念

1. 物理存储介质（The physical media）：指系统的物理存储设备，如硬盘，系统中为/dev/hda、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。
2. 分区（Logical Volume） ：linux分区不同于windows，linux下硬盘设备名为（IDE硬盘为hdx（x为从a—d）因为IDE硬盘最多四个，SCSI，SATA，USB硬盘为sdx（x为a—z）），硬盘主分区最多为4个，所以主分区从sdb1开始到sdb4，逻辑分区从sdb5开始。
3. 物理卷（Physical Volume，PV）：指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块。物理卷包括一个特殊的标签，该标签默认存放在第二个 512 字节扇区，但也可以将标签放在最开始的四个扇区之一。该标签包含物理卷的随机唯一识别符（UUID），记录块设备的大小和LVM元数据在设备中的存储位置。
4. 卷组（Volume Group，VG）：由物理卷组成，屏蔽了底层物理卷细节。可在卷组上创建一个或多个逻辑卷且不用考虑具体的物理卷信息。
5. 逻辑卷（Logical Volume，LV）：卷组不能直接用，需要划分成逻辑卷才能使用。逻辑卷可以格式化成不同的文件系统，挂载后直接使用。
6. 物理块（Physical Extent，PE）：物理卷以大小相等的“块”为单位存储，块的大小与卷组中逻辑卷块的大小相同。
7. 逻辑块（Logical Extent，LE）：逻辑卷以“块”为单位存储，在一卷组中的所有逻辑卷的块大小是相同的。

磁盘和分区概述

物理磁盘一般按照硬盘材质可以分为机械硬盘和固态硬盘两种类型，按照接口类型又可以分为SCSI接口的硬盘、SATA接口的硬盘、SAS接口的硬盘等类型。

常见的磁盘与磁盘接口

磁盘分区的好处：
● 限制应用或用户的可用空间。
● 允许从同一磁盘进行不同操作系统的多重启动。
● 将操作系统和程序文件与用户文件分隔。
● 创建用于操作系统虚拟内存交换的单独区域。
● 限制磁盘空间使用情况,以提高诊断工具和备份映像的性能。

物理分区

在Linux中，一切设备皆文件，因此需要通过访问文件或文件目录实现对设备的访问，Linux中磁盘设备名存放在/dev目录中。
命名规则如下：

磁盘命名