linux的存储管理

周翔

　　
linux存储管理
磁盘接口的类型：
        IDE：并行接口，来源于ATA，133Mbps，266Mbps
        SCSI：小型计算机系统接口，
        SATA：Serial ATA 串行接口；


        SAS：串行接口
         
        USB：
            

        衡量磁盘IO能力的另一个指标：IOPS
            IDE：机械磁盘 50-100 IOPS
            SCSI：机械磁盘 100-200 IOPS
                固态磁盘，400 IOPS

            SATA：机械磁盘 100 IOPS
                        固态磁盘 400 IOPS

            SAS：机械磁盘 200 IOPS
                     固态硬盘 800 IOPS

            PCI-E接口的固态硬盘：
                读的IOPS：400000-800000
                写的IOPS：50000-100000

        普通的X86的主板上的磁盘控制器的接口：
            IDE：2个接口，每个接口一个主盘和一个从盘，共4块磁盘；如果有光驱的话，可能会减少至3个磁盘+1个光驱；

            SATA：4-6个接口；

            SCSI：7个接口或15个接口；

            SAS：1023-16384个接口；

        CPU：控制总线，数据总线，地址总线；



linux存储管理(2)
    机械磁盘：
        术语：
            track：磁道，磁头在磁盘表面的运行轨迹的投影；
            sector：扇区，512Byte，现在所说的扇区，实际上是平均值；最小管理单元；
            cylinder：柱面，从某个磁道向所有盘片做投影，所形成的圆柱表面；实际上是由所有盘片上相同位置的磁道组成；
            partition：分区，从某个柱面到另一个柱面之间所有的柱面存储空间；
            head：磁头，每个盘片每个磁面都有哦一个磁头，用于数据的读写操作；

            磁盘性能的指标：
            主轴转速：磁盘每分钟旋转的圈数；
            平均寻道时间：
            缓存：

    /dev用于存放硬件设备被映射出的文件，磁盘的设备文件也存放于此；
    设备文件：关联到硬件设备的驱动程序和设备的访问入口；

    设备号：
        major，minor

        major：主设备号，区分不同设备的设备类型，用于标明设备所需的驱动程序；
        minor：次设备号，在同种类型的设备中的不同设备，用于对设备提供访问入口；

    设备类型：
        块设备：
            以块为基本单位进行随机访问的设备，通常为存储数据的设备；
        字符设备：
            以字节为基本单位进行线性访问的设备，通常为处理数据的设备；

    设备文件名：
        IANA --> ICANN

        /dev
            IDE：hd[a-d]
            SCSI|SATA|SAS|USB：sd[a-z]+

        Redhat Enterprise linux 从RHEL6开始，将IDE接口的磁盘也命名sd*，自此以后所有的磁盘设备统一命名为sd[a-z]+

    设备的引用方式：
        1.设备文件名
        2.卷标(Volume lable)
        3.UUID：全局唯一标识符； Universal Unique IDentifier

        mknod
            mknod - 建立块专用或字符专用文件

            格式：
                mknod [options]... name TYPE [major minor]
               

如何使用新的磁盘设备？
    1.让linux系统内核识别设备，对设备进行分区；
    2.格式化
        低级格式化：磁盘初始化，磁道划分；
        高级格式化：创建或重建文件系统；
    3.使用文件系统：
        挂载
        卸载

    为何分区？
        1.优化磁盘IO性能；
        2.可以实现对某个存储空间的配额限制；
        3.进行高速的磁盘问题修复；
        4.隔离系统文件和其他应用程序文件；
        5.安装多个操作系统；

    如何分区？
        MBR：整个磁盘空间小于2TB容量，建议使用MBR分区格式；
            MBR：MAster Boot Record，主引导记录，始于1982年；
                MBR其实也是一段数据，默认保存在磁道的0磁道0扇区中；
                分为三部分：
                    446Bytes：boot loader，引导加载程序；
                        Windows：BTLDR
                        linux的系统管理：LILO，GRUB(默认)
                    64Bytes：Partition table，分区表；每16Bytes为一段，表明一歌分容区的内，因此，默认最多只有四个分区；
                        1.最多有4个主分区
                            分区编号依次为：1,2,3,4
                        2.想要划分更多的分区数量时，可以将任意一个主分区改为扩展分区，在扩展分区中建议逻辑分区；
                            逻辑分区的编号默认从5开始，不管前面的四个数字是否被占用；

                       注意：扩展分区可以没有，最多只能有一个；

                    2Bytes：MBR结束标记，55AA

        GPT：整个磁盘空间超过2TB容量，建议使用GPT分区格式；
            GUID Partition table，支持128个主分区；

    linux常用的分区工具：
        fdisk
            用于创建和管理MBR分区，对同一块磁盘，最多只能管理15个分区

        gdisk： GUN disk
            用于创建和管理GPT分区；

        注意：
            如果使用fdisk或者gdisk命令对于一个已经有分区被挂载的磁盘的剩余空间再次进行分区，即便将分区的结果保存下来，也不会被内核立即识别；

            想要让内核识别出此类新建分区，可以采用下列方法；
                1.重启计算机；
                2.强制内核重读分区表：
                    partprobe命令
                    partx命令

                    在RHEL系或Centos系5|7：
                        partprobe  [device]
                            注意：如果省略了设备名，则表示重读所有磁盘设备的分区表；强烈建议，直接给出指定的磁盘设备名称；

                    在RHEL系或Centos系6|7：
                        partx -a [device]
                        kpartx -ax [device]



        fdisk 分区
            fdisk - Linux分区表操作工具软件
            格式：
                fdisk device
                fdisk -l [device..]

            选项：
                -l：表示查看之意，如果给出设备名称，则查看指定设备的分区表；否则查看所有磁盘的设备文件的分区表；

fdisk device：
      对于指定设备进行操作：
      命令(输入 m 获取帮助)：m
            命令操作
               d   delete a partition
               l   list known partition types
               m   print this menu
               n   add a new partition
               p   print the partition table
               q   quit without saving changes
               t   change a partition's system id
               w   write table to disk and exit


             在fdisk交互式菜单模式中创建分区的过程：
             n --> p|e|l --> 分区的其实扇区(柱面)，直接回车使用默认值设置 --> 分区的结束扇区(柱面)，也可以使用+#UNIT 直接指定分区大小

parted命令：高级分区工具，其操作结果实时生效
    parted - a partition manipulation program
    格式：
        parted [options] [device [command [options...]...]]

    示例：
        ~]# parted /dev/sda mkpart logical 103GB 105GB
        ~]# parted /dev/sda rm 8

    在通电开机状态下添加SCSI接口的磁盘至本服务器，要想使设备被内识别并创建出相应的设备文件，有下列方法：
        1.重启计算机；
        2.~]# echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan
            强制内核识别在通电状态下热插接的新SCSI接口的磁盘设备；