Linux_磁盘管理理论概述

阅读原文时间：2023年07月08日阅读：1

一、磁盘阵列

1、什么是磁盘阵列？

1️⃣：磁盘整列就是将多块独立的磁盘组合到一起，形成容量大的磁盘组。

2️⃣：将相同的数据存放到不多个的磁盘的不同位置

2、RAID0

1️⃣：RAID0是磁盘整列中最早的RAID模式，最简单、成本最低的RAID模式；可以并发读写，在同一时间磁盘的读写性能提升翻倍，具体看硬盘的使用量（使用三块硬盘并行操作，读写数据的能力就会提升三倍）—— 读写性能最高（所有的RAID级别最高的）

2️⃣：优点：成本低、组成简单（只需两块磁盘即可）、磁盘的使用率达100%

3️⃣：缺点：没有数据冗余、没有修复能力（其中一块磁盘损坏，整体数据将不可用，一般是对安全可靠不是看重的才会去使用RAID0）

3、RAID1

1️⃣：RAID1称为磁盘镜像，使用两块磁盘，其中一块存储数据，另一块当做数据的镜像，会复制一样的数据（两块硬盘写的是同样的内容），这样会使磁盘的容量缩减至一半

2️⃣：工作原理：两块磁盘并行写入数据（两块磁盘写入相同的数据）（其中的一块磁盘上的数据镜像到另一块磁盘上）

3️⃣：优点：冗余能力好（冗余能力比RAID0好）、可靠性高、修复性高、提高了硬盘的容量

4️⃣：缺点：磁盘的使用率低（占所有的50%）、写入数据慢、读取数据取决于快的那块硬盘、不能并行读取、读的话只能在一块硬盘上读；写就是并行写，两块硬盘同时进行，所以写会相对较慢

4、RAID5

1️⃣：RAID5（分布式奇偶校验），在所有的磁盘上随机存放奇偶校验信息（奇偶校验信息是保护数据的完整性）

2️⃣：工作原理：将数据和奇偶校验信息写入到各个磁盘上，奇偶校验信息是随机的写入到各个磁盘上；如果其中的一块磁盘损坏，更换新的磁盘后会根据奇偶校验信息重造数据；如果损坏的磁盘上面写得是奇偶校验信息，更换新的磁盘后，会重新入奇偶校验信息。

3️⃣读/写性能：读性能：接近于RAID0；写性能：比单块磁盘要差

4️⃣：优点：冗余能力好（允许一块磁盘损坏）、可靠性高、修复性好

5️⃣：缺点：多块磁盘造成成本较高；如果损坏两块，所有的数据将不可用。

5、RAID10

1️⃣：镜像条带整列；组成方式：RAID1+RAID1=RAID0——>RAID10；具备RAID0和RAID1的特征

2️⃣：优点：冗余能力高（允许损坏两块磁盘）、修复性强、可靠性高

3️⃣：磁盘的是利用率50%

4️⃣：读和写的性能：读和写的性能都是一样的：介于RAID5和RAID0之间

二、磁盘命名方式

1、Linux中磁盘的命名方式与磁盘的接口有关，规则如下:

传统IDE接口硬盘：/dev/hda、/dev/hdb、/dev/hdc……..
SCISI接口硬盘：/dev/sda、/dev/sdb、/dev/sdc……….
虚拟化硬盘：/dev/vda、/dev/vdb、/dev/vdc………
系统的第一块SCSI接口的硬盘名称为/dev/sda
系统的第二块SCSI接口的硬盘名称为/dev/sdb

2、系统中分区由数字编号表示，1-4留给主分区使用和扩展分区,逻辑分区从5开始

/dev/sda //第一块磁盘
/dev/sda1 //第一块磁盘的第一个分区
/dev/sdb1 //第二块磁盘的第一个分区

三、MBR与GPT

1️⃣：在使用新磁盘之前，你必须对其进行分区。

2️⃣：MBR (Master Boot Record)和GPT (GUID PartitionTable)是在磁盘.上存储分区信息的两种不同方式。

3️⃣：这些分区信息包含了分区从哪里开始的信息，这样操作系统才知道哪个扇区是属于哪个分区的，以及哪个分区是可以启动的。

4️⃣：在磁盘上创建分区时，你必须在MBR和GPT之间做出选择

5️⃣：MBR是Master Boot Record的简称，也就是主引导记录，是位于磁盘最前边的一段引导(Loader)代码，主要用来引导操作系统的加载与启动

特点：
- 1. MBR支持最大2TB磁盘，它无法处理大于2TB容量的磁盘
- 2.只支持最多4个主分区。若想要更多分区，需要创建扩展分区，并在其中创建逻辑分区

6️⃣：GPT磁盘是指使用GUID分区表的磁盘，GUID磁盘分区表(GUID Partition Table，缩写: GPT)其含义为“全局唯一标识磁盘分区表”，是一个实体硬盘的分区表的结构布局的标准

特点：
- 1. GPT对磁盘大小没有限制
- 2.最多可以创建128个分区

7️⃣：注意：MBR与GPT之间互相转换会导致数据丢失

四、磁盘容量检查

1、使用df命令查看磁盘容量，不加参数以k为单位

df -i //查看inode使用情况
df -h //以G或者T或者M人性化方式显示
df-T //查看文件类型

2、使用df -h查看磁盘使用情况

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs 887M 0 887M 0% /dev
tmpfs 904M 0 904M 0% /dev/shm
tmpfs 904M 8.7M 895M 1% /run
tmpfs 904M 0 904M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/rhel-root 50G 1.8G 49G 4% /
/dev/sr0 7.4G 7.4G 0 100% /mnt
/dev/nvme0n1p1 1014M 173M 842M 17% /boot
/dev/mapper/rhel-home 67G 511M 67G 1% /home
tmpfs 181M 0 181M 0% /run/user/0

3、使用lsblk查看分区情况

[root@localhost ~]# lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0 11:0 1 7.3G 0 rom /mnt
nvme0n1 259:0 0 120G 0 disk
├─nvme0n1p1 259:1 0 1G 0 part /boot
└─nvme0n1p2 259:2 0 119G 0 part
├─rhel-root 253:0 0 50G 0 lvm /
├─rhel-swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
└─rhel-home 253:2 0 67G 0 lvm /home