目錄
- 1 裝置檢視lsblk/df
- 範例：特殊裝置 null/zero/random
- 2 RAID磁碟陣列
- 3 管理儲存
- 3.1 第一步fdisk建立磁碟分割槽
- 3.2 第二步mkfs建立檔案系統
- 3.3 第三步mount掛載使用
- 3.4 swap交換分割槽
- 3.7 磁碟常見工具df/du/dd
- 4 邏輯卷管理LVM
- 範例：建立邏輯卷並彈性擴容
1 裝置檢視lsblk/df
##lsblk顯示所有塊裝置，專注於顯示物理磁碟及其分割槽
[root@anolis-31 ~]$lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19G 0 part
├─ao-root 252:0 0 17G 0 lvm /
└─ao-swap 252:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sr0 11:0 1 2.6G 0 rom
##df專注於顯示已掛載檔案系統的磁碟空間使用情況
[root@anolis-31 ~]$df
檔案系統 1K-塊 已用 可用 已用% 掛載點
devtmpfs 973364 0 973364 0% /dev
tmpfs 992956 0 992956 0% /dev/shm
tmpfs 992956 8824 984132 1% /run
tmpfs 992956 0 992956 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/ao-root 17811456 2721208 15090248 16% /
/dev/sda1 1038336 207608 830728 20% /boot
tmpfs 198588 0 198588 0% /run/user/0
##裝置目錄
[root@anolis-31 ~]$ll /dev/ | wc -l
162
範例：特殊裝置 null/zero/random
##/dev/null，空裝置
##任何寫入到/dev/null的資料都會消失，不會儲存在磁碟上，也不會佔用任何儲存空間
##如指令碼中將ping日誌丟棄，就不列印
ping -c1 -w1 ${net}.${id} &> /dev/null && echo ${net}.${id} is up || echo ${net}.${id} is down
##如清空檔案內容
[root@anolis-31 ~]$cat /dev/null > fstab_1.txt
##/dev/zero，零位元組裝置
##提供無限個零位元組的裝置檔案，它總是返回零，是建立佔位檔案或記憶體填充的理想工具。
[root@anolis-31 ~]$dd if=/dev/zero of=file.txt bs=1M count=10
##/dev/random、/dev/urandom，隨機數裝置
##提供加密質量隨機數的裝置檔案。它們常被用於需要高度隨機性的場景，如生成加密金鑰等。
##random更安全，urandom更快。
##獲取6位字母數字的隨機數
[root@anolis-31 ~]$cat /dev/urandom | tr -dc 'a-zA-Z0-9' | head -c 6
HeK8db
2 RAID磁碟陣列
機械硬碟HDD
固態硬碟SSD
相較於HDD ，SSD在防震抗摔、傳輸速率、功耗、重量、噪音上有明顯優勢， SSD傳輸速率效能是HDD 的2倍
相較於SSD ， HDD在價格、容量佔有絕對優勢
硬碟有價，資料無價，目前SSD不能完全取代HHD 機械硬碟結構
RAID：磁碟冗餘陣列（Redundant Array of Inexpensive Disks），簡稱磁碟陣列。
RAID功能實現
提高IO能力,磁碟並行讀寫
提高耐用性,磁碟冗餘演算法來實現
常見組合：
RAID0：讀寫並行，速度快；無冗餘無容錯，一個磁碟壞都壞；
RAID1：讀快，寫兩次較慢；有冗餘，成本高；
RAID5：讀寫效能提升，有校驗位，允許最多1快磁碟損壞；
RAID1+0：先做1，再做0；每組映象最多壞一塊；
3 管理儲存
3.1 第一步fdisk建立磁碟分割槽
兩種分割槽方式： MBR ，GPT
MBR：最多4主分割槽，分割槽不超過2T 劃分分割槽的單位。
GPT：支援128個分割槽，還能更好地管理大磁碟空間。
BIOS+MBR與UEFI+GPT，主機板程式與分割槽搭配
##查詢分割槽類別，dos用MBR管理工具fdisk，gpt用GPT管理工具gdisk
[root@rocky-41 ~]#fdisk -l | grep -C2 -e "dos" -e "gpt"
扇區大小(邏輯/物理)：512 位元組 / 512 位元組
I/O 大小(最小/最佳)：512 位元組 / 512 位元組
磁碟標籤型別：dos
磁碟識別符號：0x06a2ab88
[root@ubuntu51 ~]#fdisk -l | grep -C2 -e "dos" -e "gpt"
扇區大小(邏輯/物理)：512 位元組 / 512 位元組
I/O 大小(最小/最佳)：512 位元組 / 512 位元組
磁碟標籤型別：gpt
磁碟識別符號：1F452381-AD24-4210-936F-D545FABB6454
##新加磁碟後，需要掃描，否則lsblk看不到
##觸發系統重新掃描SCSI匯流排，執行echo "- - -">/sys/class/scsi_host/host0/scan將會觸發對指定SCSI主機的重新掃描
[root@anolis-31 ~]$for i in {1..10};do echo "- - -">/sys/class/scsi_host/host$i/scan;done
##掃描完後，新增sdb磁碟
[root@anolis-31 ~]$lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19G 0 part
├─ao-root 252:0 0 17G 0 lvm /
└─ao-swap 252:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 10G 0 disk
sr0 11:0 1 2.6G 0 rom
##手動建立
[root@anolis-31 ~]$fdisk /dev/sdb
[root@anolis-31 ~]$lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19G 0 part
├─ao-root 252:0 0 17G 0 lvm /
└─ao-swap 252:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 10G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 2G 0 part
└─sdb2 8:18 0 1G 0 part
sr0 11:0 1 2.6G 0 rom
##非互動式建立
##1、n，建立；2、p，主分割槽；3、預設分割槽號；4、從上次分割槽結束的位置開始；5、大小設定，+1G，1G大小；6、w，報錯退出；
[root@anolis-31 ~]$echo -e 'n\np\n\n\n+1G\nw\n' | fdisk /dev/sdb &>/dev/null
[root@anolis-31 ~]$lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19G 0 part
├─ao-root 252:0 0 17G 0 lvm /
└─ao-swap 252:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 10G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 2G 0 part
├─sdb2 8:18 0 1G 0 part
└─sdb3 8:19 0 1G 0 part
sr0 11:0 1 2.6G 0 rom
##注意檢視裝置型別，後續需要8e的邏輯卷LVM型別，方便擴容
##可手動fdisk /dev/sdb時修改，也可以記住選項（t修改）後使用非互動
[root@anolis-31 ~]$fdisk -l
裝置 啟動 起點 末尾 扇區 大小 Id 型別
/dev/sdb1 2048 4196351 4194304 2G 8e Linux LVM
/dev/sdb2 4196352 6293503 2097152 1G 82 Linux swap / Solaris
/dev/sdb3 6293504 8390655 2097152 1G 83 Linux
3.2 第二步mkfs建立檔案系統
常用檔案系統
ext4：提供了很多新的特性，包括納秒級時間戳、建立和使用巨型檔案 (16TB)、最大1EB的檔案系統，以及速度的提升
xfs ：SGI，支援最大8EB的檔案系統
swap
##檢視紅帽系列預設xfs檔案系統，ubuntu是ext4檔案系統
[root@anolis-31 ~]$df -T | awk '/^\/dev\//{print $1,$2}'
/dev/mapper/ao-root xfs
/dev/sda1 xfs
[root@rocky-41 ~]$df -T | awk '/^\/dev\//{print $1,$2}'
/dev/mapper/rl-root xfs
/dev/sda1 xfs
[root@ubuntu51 ~]#df -T | awk '/^\/dev\//{print $1,$2}'
/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv ext4
/dev/sda2 ext4
[root@anolis-31 ~]$mkfs.xfs /dev/sdb1
3.3 第三步mount掛載使用
##臨時掛載，掛載完才能看到
[root@anolis-31 ~]$mount /dev/sdb1 /data/new_sdb/
[root@anolis-31 ~]$df -T | awk '/^\/dev\//{print $1,$2,$NF}'
/dev/mapper/ao-root xfs /
/dev/sda1 xfs /boot
/dev/sdb1 xfs /data/new_sdb
##臨時取消，umount取消掛載
[root@anolis-31 ~]$umount /data/new_sdb
[root@anolis-31 ~]$df -T | awk '/^\/dev\//{print $1,$2,$NF}'
/dev/mapper/ao-root xfs /
/dev/sda1 xfs /boot
##持久操作，需要修改檔案/etc/fstab
##1uuid：blkid能查到
##2掛載點：先建立空目錄
##3檔案系統：ext4、xfs
##4掛載選項：defaults，acl，bind對應修改
##5轉儲頻率：對應修改
##6fsck檢查的順序：對應修改
[root@anolis-31 ~]$grep '^[^#]' /etc/fstab
/dev/mapper/ao-root / xfs defaults 0 0
UUID=3bf09b78-243f-4327-941e-8914b0f9e255 /boot xfs defaults 0 0
/dev/mapper/ao-swap none swap defaults 0 0
##檢視uuid
[root@anolis-31 ~]$blkid | grep sdb1
/dev/sdb1: UUID="3bef38ce-7f00-4000-bfc4-b59a0656f1c1" BLOCK_SIZE="512" TYPE="xfs" PARTUUID="5d0caad6-01"
##對應修改，新增到檔案內
[root@anolis-31 ~]$cat >>/etc/fstab<<EOF
> UUID=3bef38ce-7f00-4000-bfc4-b59a0656f1c1 /dev/sdb1 xfs defaults 0 0
> EOF
##生效
[root@anolis-31 ~]$mount -a
3.4 swap交換分割槽
swap交換分割槽是系統RAM的補充，swap分割槽支援虛擬記憶體。
注意：為最佳化效能，可以將swap分佈存放，或高效能磁碟存放
| *系統中的* *RAM* *量* | *推薦的* *swap* *空間* | *允許休眠的建議* *swap* *空間大小* |
|---|---|---|
| 低於 2 GB | RAM 量的2倍數 | RAM 容量的三倍 |
| 2 GB - 8 GB | 等於 RAM 量 | RAM 量的倍數 |
| 8 GB - 64 GB | 4 GB 到 RAM 容量的 0.5 倍 | RAM 容量的 1.5 倍 |
| 超過 64 GB | 獨立負載（至少 4GB） | 不建議使用休眠功能 |
##新增10G磁碟
##掃描
[root@rocky-41 ~]$for i in {1..40};do echo "- - -">/sys/class/scsi_host/host$i/scan;done
[root@rocky-41 ~]$lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 20G 0 disk
├─sda1 8:1 0 1G 0 part /boot
└─sda2 8:2 0 19G 0 part
├─rl-root 253:0 0 17G 0 lvm /
└─rl-swap 253:1 0 2G 0 lvm [SWAP]
sdb 8:16 0 10G 0 disk
sr0 11:0 1 2.4G 0 rom
##建立82型別swap分割槽並寫入配置
[root@rocky-41 ~]$echo -e 'n\np\n\n\n+2G\nt\n82\nw\n' | fdisk /dev/sdb
[root@rocky-41 ~]$mkswap /dev/sdb1
正在設定交換空間版本 1，大小 = 2 GiB (2147479552 個位元組)
無標籤，UUID=c8ff66e3-acaf-49f3-9e97-8496ad20cc2b
[root@rocky-41 ~]$blkid /dev/sdb1
/dev/sdb1: UUID="c8ff66e3-acaf-49f3-9e97-8496ad20cc2b" TYPE="swap" PARTUUID="423e6950-01"
[root@rocky-41 ~]$cat >>/etc/fstab <<EOF
> UUID=c8ff66e3-acaf-49f3-9e97-8496ad20cc2b swap swap defaults 0 0
> EOF
##啟用所有的交換分割槽，驗證
[root@rocky-41 ~]$swapon -a
[root@rocky-41 ~]$free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.7Gi 568Mi 103Mi 6.0Mi 1.0Gi 988Mi
Swap: 4.0Gi 195Mi 3.8Gi
[root@rocky-41 ~]$cat /proc/swaps
Filename Type Size Used Priority
/dev/dm-1 partition 2097148 199720 -2
/dev/sdb1 partition 2097148 0 -3
##關閉swap分割槽，因為交換分割槽效能不足，有可能需要關閉
##配置檔案swap註釋，關閉swap
[root@rocky-41 ~]$sed -i.bak -E '/swap/s/(.*)/#\1/' /etc/fstab
[root@rocky-41 ~]$swapoff -a
[root@rocky-41 ~]$free -h
total used free shared buff/cache available
Mem: 1.7Gi 617Mi 98Mi 9.0Mi 1.0Gi 938Mi
Swap: 0B 0B 0B
[root@rocky-41 ~]$cat /proc/swaps
Filename Type Size Used Priority
##設定swap的使用策略
##0禁止使用，100總是使用，越低則降低使用，修改後驗證
[root@rocky-41 ~]$echo vm.swappiness=10 >> /etc/sysctl.conf
[root@rocky-41 ~]$sysctl -p
vm.swappiness = 10
[root@rocky-41 ~]$sysctl -a | grep vm.swappiness
vm.swappiness = 10
3.7 磁碟常見工具df/du/dd
##df檔案系統空間
##-T型別；-h容量human-readable單位；
[root@rocky-41 ~]$df -Th
檔案系統 型別 容量 已用 可用 已用% 掛載點
devtmpfs devtmpfs 848M 0 848M 0% /dev
tmpfs tmpfs 868M 0 868M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 868M 8.7M 859M 1% /run
tmpfs tmpfs 868M 0 868M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/rl-root xfs 17G 9.3G 7.8G 55% /
/dev/sda1 xfs 1014M 198M 817M 20% /boot
tmpfs tmpfs 174M 0 174M 0% /run/user/0
##du目錄總體空間
##-h：容量human-read；--max-depth：最大目錄層級；
[root@rocky-41 /]$du -h --max-depth=0 /var
541M /var
##dd 讀取、轉換並輸出資料
##dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST bs=# count=#
#測試硬碟寫速度
dd if=/dev/zero of=/root/1Gb.file bs=1024 count=1000000
#測試硬碟讀速度
dd if=/root/1Gb.file bs=64k | dd of=/dev/null
4 邏輯卷管理LVM
##軟體包lvm2
LVM：可以允許對捲進行方便操作的抽象層
物理卷：Physical Volume，PV
物理塊：Physical Extent，PE
卷組：Volume Group，VG
邏輯卷：Logical Volume，LV
實現過程
1、將裝置指定為物理卷（PV），PV=n個PE（PE為物理塊，相當於自定義的基本單位，預設4M）；相當於分解；
2、卷組（VG），VG=n個PV；相當於合併資源池；
3、邏輯卷（LV），建立在VG上，可以建立檔案系統；相當於在資源池取資源使用；
pv管理工具：
pv資訊顯示：pvs；pvdisplay
pvcreate /dev/DEVICE
pvremove /dev/DEVICE
vg管理工具：
vg顯示資訊：vgs；vgdisplay
vgcreate -s 16M vg0 /dev/sdb /dev/sdc #指定PE的大小 ,預設4M
vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath #擴充套件
vgremove
lv管理工具：
lv顯示資訊：lvs；lvdisplay
lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
lvcreate -l 100%FREE -n yourlv testvg
lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME
lvresize -r -l +100%FREE /dev/VG_NAME/LV_NAME #擴容
範例：建立邏輯卷並彈性擴容
##即使空間足夠也不縮容，有可能造成資料丟失
##目標：/data/lv_test 彈性擴容
##實現初始使用分割槽sdb2的1G，後續增加1G；空間不夠時，再使用分割槽sdb3的空間再增加2G；
##建立後的分割槽
[root@rocky-41 ~]$fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb：10 GiB，10737418240 位元組，20971520 個扇區
單元：扇區 / 1 * 512 = 512 位元組
扇區大小(邏輯/物理)：512 位元組 / 512 位元組
I/O 大小(最小/最佳)：512 位元組 / 512 位元組
磁碟標籤型別：dos
磁碟識別符號：0x423e6950
裝置 啟動 起點 末尾 扇區 大小 Id 型別
/dev/sdb1 2048 4196351 4194304 2G 82 Linux swap / Solaris
/dev/sdb2 4196352 8390655 4194304 2G 8e Linux LVM
/dev/sdb3 8390656 14682111 6291456 3G 8e Linux LVM
##建立pv
[root@rocky-41 ~]$pvcreate /dev/sdb2
Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
[root@rocky-41 ~]$pvcreate /dev/sdb3
Physical volume "/dev/sdb3" successfully created.
[root@rocky-41 ~]$pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda2 rl lvm2 a-- <19.00g 0
/dev/sdb2 lvm2 --- 2.00g 2.00g
/dev/sdb3 lvm2 --- 3.00g 3.00g
##建立vg
[root@rocky-41 ~]$vgcreate -s 16M vg0 /dev/sdb2
Volume group "vg0" successfully created
[root@rocky-41 ~]$vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
rl 1 2 0 wz--n- <19.00g 0
vg0 1 0 0 wz--n- 1.98g 1.98g
##建立lv
[root@rocky-41 ~]$lvcreate -L 1G -n lv1 vg0
Logical volume "lv1" created.
[root@rocky-41 ~]$lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
root rl -wi-ao---- <17.00g
swap rl -wi-a----- 2.00g
lv1 vg0 -wi-a----- 1.00g
##建立檔案系統並臨時掛載，檢視容量
[root@rocky-41 ~]$mkfs.xfs /dev/vg0/lv1
[root@rocky-41 ~]$mount /dev/vg0/lv1 /data/lv_test/
[root@rocky-41 ~]$df -h
檔案系統 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/dev/mapper/vg0-lv1 1014M 40M 975M 4% /data/lv_test
##擴容，vg已無空間
[root@rocky-41 ~]$lvresize -r -l +100%FREE /dev/vg0/lv1
[root@rocky-41 ~]$df -h
檔案系統 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/dev/mapper/vg0-lv1 2.0G 47M 2.0G 3% /data/lv_test
[root@rocky-41 ~]$vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
rl 1 2 0 wz--n- <19.00g 0
vg0 1 1 0 wz--n- 1.98g 0
##建立新pv，加入到vg0
[root@rocky-41 ~]$pvcreate /dev/sdb3
Physical volume "/dev/sdb3" successfully created.
[root@rocky-41 ~]$vgextend vg0 /dev/sdb3
Volume group "vg0" successfully extended
[root@rocky-41 ~]$vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
rl 1 2 0 wz--n- <19.00g 0
vg0 2 1 0 wz--n- <4.97g 2.98g
##擴容，增加2G
[root@rocky-41 ~]$lvresize -r -L +2G /dev/vg0/lv1
[root@rocky-41 ~]$df -h
檔案系統 容量 已用 可用 已用% 掛載點
/dev/mapper/vg0-lv1 4.0G 62M 4.0G 2% /data/lv_test