Linux的磁盘管理详解

原文转载自：https://www.cnblogs.com/xiaoxiangyucuo/p/5573662.html

硬盘：几个盘片，双面，磁性颗粒，

处理速率不同步：借助于一个中间层

文件系统(FileSystem)
可以实现对磁盘行的文件进行读写
文件系统其实就是一个特殊软件，是直接安装到硬盘上的

硬盘分类
    机械硬盘：
        盘片组，磁头，磁头臂
        马达、空气过滤片
    固态硬盘
        类似与内存的结构

机械硬盘简介
    磁道(Track)：磁盘旋转时候的同心圆，磁道编号从外向内，从0开始编号。
    扇区(Sector)：将每个磁道分割成等大小的空间，每个扇区大小都是512字节
    柱面(Cylinder)：不同盘片的相同扇区。磁盘分区的时候，是以柱面为单位进行分区的。

寻道时间：
    移动磁道到目标磁道
    旋转磁盘

PS：外侧磁道的读写性能，优于内侧磁道，所以系统一般安装在C盘（C盘靠外）

保存分区信息
    0号扇区：MBR:Master(main) Boot Record,主引导记录，512字节
    第一部分：前446字节，存放程序bootloader，作用完成系统的开机启动
    第二部分：中间64字节，Disk Patration Table，磁盘分区表，作用是记录磁盘分区
        16字节标识一个分区，64字节可标识4个分区
    第三部分：最后的2字节，Magic Number，标记当前MBR是否生效

分区类型
主分区
扩展分区

分区结构
    全部都是主分区：1、2、3、4主
    主+扩展分区：1主+1扩展 2主+1扩展 3主+1扩展
        扩展分区只能有一个
        扩展分区必须制作成逻辑分区才能使用
        逻辑分区可以有无限多个

设备文件
linux 一切皆为文件

    设备文件：物理设备在系统中的映射
            块设备文件：支持随机读写的设备，硬盘
            字符设备文件：支持线性读写，键盘
    设备文件的默认位置： /dev
    设备文件的设备号：
    主设备号(major number)：标识设备类型（相同类型的设备，主设备号相同）
    次设备好(ninor number)：标识相同类型的不同设备

接口
    IDE:并行的传输接口
    SATA:串行的传输接口（串行的速度快于并行）
    SCSI:并行接口，企业使用，Small Computer System Interface
    SAS:串行接口，性能好（串行的SCSI）
    USB接口：
        usb1.0
        usb2.0
        usb3.0

CentOS 6.x硬盘识别
    /dev/sd#
        #=12345...
    /dev/sda1
    /dev/sda2

Centos 5.x
    IDE
        /dev/hdx
    SATA
        /dev/sdx

接口都是控制芯片
网卡适配器：独立核心功能是转换数据格式
usb控制器：集成的

linux的磁盘对应的设备文件的命名
    磁盘对应的设备文件依次/dev/sda sdb sdc .....
    磁盘分区对应的设备文件
        第一个主分区：/dev/sd#1
        第二个主分区：/dev/sd#2
        第三个主分区：/dev/sd#3
        第四个主分区：/dev/sd#4
        扩展分区
        第一个逻辑分区：/dev/sd#5
        【逻辑分区的编号是从5开始的】

fdisk命令
    作用：查看或者修改磁盘的分区
    格式：fdisk [选项] [设备文件]
    选项：
        -l：列举系统中的全部磁盘以及磁盘分区
            (centos6中，默认将逻辑卷也识别为一个磁盘)

    例子：只查看物理磁盘的分区
    fdisk -l /dev/sd[a-z]

    例子：只查看sda分区
    fdisk -l /dev/sda

fdisk -l返回结果解析

Disk /dev/sda: 42.9 GB, 42949672960 bytes
设备文件名称空间空间
255 heads, 63 sectors/track, 5221 cylinders
虚拟磁头数平均每磁道上的扇区数柱面数
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
每个存储单元的大小
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x0008cfb6
磁盘标识符【在磁盘数量多的情况下，非常有用】

   Device       Boot          Start      End      Blocks     Id        System
/dev/sda1       *             1          64       512000     83        Linux
分区的设备文件标识系统分区起始柱面   结束柱面磁盘块大小分区类型系统类型
/dev/sda2                     64         5222     41430016   8e        Linux LVM

注意：直接输fdisk+磁盘，如果不使用任何选项，那么就是对磁盘进行分区操作

分区操作实例
fdisk /dev/sdc

分区操作命令（标示注释的是能用的到的）
   a：toggle a bootable flag
   b：edit bsd disklabel
   c：toggle the dos compatibility flag
   d：delete a partition                     删除分区
   l：list known partition types             列举分区类型
   m：print this menu                        打印帮助
   n：add a new partition                    新建分区
   o：create a new empty DOS partition table
   p：print the partition table              打印分区信息
   q：quit without saving changes            退出
   s：create a new empty Sun disklabel
   t：change a partition's system id         修改分区类型id
   u：change display/entry units
   v：verify the partition table
   w：write table to disk and exit           保存修改
   x：extra functionality (experts only)

主+扩展<=4
分区以后的磁盘，需要安装文件系统才能使用

为什么分区？
方便检索磁盘上的文件
不是必须分区。

注意：如果一个磁盘已经分区并且在使用，那么在对磁盘进行分区操作可能会出现系统无法识别该分区，此时需要让内核重新读取MBR中的分区表。系统识别的分区信息记录在/proc/partitions文件中，partx命令和kpartx命令可以让内核重新读取分区信息。例如#partx –a /dev/sdb

分区必须安装软件才能实现文件的读写操作
--文件系统

常见文件系统
    NTFS
    FAT32
    EXT系列

vfs：Virtual File System 虚拟文件系统
作用：将底层的各种各样的文件系统抽象成一个同一个文件系统，这样可以极大的简化上层应用在使用文件系统时候的复杂度。

linux文件系统详解
一、基本文件系统
1、ext系列文件系统
    ext2 ext3 ext4
    centos6 默认使用ext4
2、Reiserfs
    处理和保存小文件的处理非常优秀
3、xfs
    对大文件处理性能非常好。
    文件大小无上限。
4、JFS,日志文件系统
    IBM所开发
5、vfat，其实就是windows下的fat32
6、NTFS，linux到目前为止，对NTFS支持不好
   (如果必须使用NTFS，那么建议只用NTFS来读数据，不要执行写操作)

二、集群文件系统
1、GFS2：Global File System 2 （全局文件文件系统）
由redhat所研发
2、OCFS2：Oracle Cluster File System 2
由Oracle所研发

三、网络文件系统
1、NFS：
2、smbfs
3、windows磁盘映射

四、光盘文件系统
1、iso9660

五、分布式文件系统
略

PS：磁盘分区也是文件，要使用磁盘分区需要将磁盘挂载到系统的一个目录中，这个目录就是该分区的访问入口。

mke2fs命令 （make ext2 file system）
    作用：安装ex2文件系统
    格式：mke2fs [选项] 分区设备文件
    选项：-t ext3或ext4

【linux中一切皆文件，磁盘分区也是文件，要使用磁盘分区，需要将磁盘挂载到系统的一个目录中，这样，这个目录就是该分区的访问入口】

PS：有的时候做实验对磁盘进行重复的格式化-挂载的时候，可能出现报错信息，包括挂载的时候提示已经挂载了，格式化的时候提示is apparently in use by the system; will not make a filesystem here!，具体错误信息如下
[root@localhost /]# mount /dev/sda1 /media/
mount: /dev/sda1 already mounted or /media/ busy

[root@localhost /]# mke2fs -t ext4 /dev/sda1
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
/dev/sda1 is apparently in use by the system; will not make a filesystem here!

可以尝试使用dmset
dmsetup manages logical devices that use the device-mapper driver. Devices are created by loading a table that specifies a target for each sector (512 bytes) in the logical device.

    具体解决步骤如下
    #首先检查dm中记录信息
    [root@localhost /]# dmsetup status
    VolGroup-lv_swap: 0 4063232 linear
    VolGroup-lv_root: 0 36847616 linear
    sda3: 0 1044225 linear
    sda1: 0 2120517 linear
    #移除sda1和3
    [root@localhost /]# dmsetup remove sda1
    [root@localhost /]# dmsetup remove sda3

    #此时的系统就一切正常了
    [root@localhost /]# mke2fs -t ext4 /dev/sda1

ext系列文件系统的(物理)构成
block：磁盘块，磁盘存储数据的最小单元（默认4kb）
block bitmap：块位图，作用是实现快速检索出空闲的磁盘块
inode list：inode 列表，这是存放inode 的空间
inode：index inode，索引节点，索引节点其实也是一个小的磁盘空间，一个inode用来存放一个文件，在inode中存放内包括（大小、属主属组、时间戳、连接数、文件所在的磁盘快的编号），但是在inode中，没有文件名。
inode bitmap：inode位图，快速从inode列表中找出一个空闲的inode

磁盘块是用来存储文件中的数据的
一般文件：磁盘块上所存储的就是文件中的内容
目录：所存放的是该目录下文件名称列表

打开文件(找到文件)    以打开cat /var/log/message 为例
    1、找到根（根是自引用）
    2、从根所在的磁盘块表中，找出var所在的inode编号
    3、根据var所在的inode编号，就可以找到var所在的磁盘块
    4、因为var是目录，所以var所在的磁盘块中存放的是一张表，在表中记录了log所在的inode
    5、根据log的inode编号，可以找到log目录所在的磁盘块
    6、从log的磁盘块的表中可以找到message文件所在的inode编号
    7、从message的inode中，可以找到该文件的磁盘块，最终读取出文件

新建文件    以在/etc/下新建文件zx.txt，大小是10K，为例
    1、扫描inode bitmap，检索出一个空闲的inode 。假设找出的1号inode
    2、找出目录etc所在的磁盘块，在该磁盘块的表中添加一个条目，内容是 zx.txt-->1
        【到此为止，就可以在磁盘上看到该文件，但是文件无法打开】
    3、扫描block bitmap，找出3个空闲磁盘块，然后就可以向磁盘块中写入数据。

ext系列文件文件系统的重要特性
    在向磁盘写入文件的时候，会提前锁定一个连续的空间
    如果后期发现空间不够，那么再锁定一个连续空间
    如果发现空间有剩余，那么释放剩余部分
    【避免磁盘碎片产生】

删除文件     以在/etc/zx.txt为例
    1、找到etc目录所在的磁盘，将表中的索引删除
        【此时从磁盘上，就看不到该文件了】
    2、将1号inode对应的inode bitmap置为零
    3、将zx.txt所占用的磁盘块对应的block bitmap置为0

复制文件   以在/etc/zx.txt复制到home下为例
    1、先找出一个空闲inode （假设是6）
    2、找到home所在的磁盘块，在磁盘块的表中添加一个记录 zx.txt -->6
    3、找出空闲磁盘块
    4、将原文件磁盘块上的数据依次复制到新找出的磁盘块上

剪切文件 以在/etc/zx.txt剪切到home下为例
1、找到etc所在的磁盘块，将磁盘块的表中的zx.txt的索引记录剪切下来
2、找到home所在的磁盘块，在磁盘块的表中粘贴前面所剪切的索引记录

块组（Block Group）
每个块组中，有独立的inode，位图

超级块（super block）
    记录包括
    1、块组的数量
    2、各个块中的磁盘数量、空闲数量、使用数量
    3、各个块组中的inode数量，空闲数量，使用数量

块组描述表（GDT）
记录各个块组的范围

BOOT BLOCK
引导块
安装双系统的时候，第二个系统的引导程序安装在bootblock中

PS：下面画个图说明下。。。不过画的有点难看。。。将就看吧

ext系列
    ext2
        可以自动检测出不完整的文件并删除，但是速度非常慢
    ext3：日志文件系统（journal File System）
        在磁盘上创建一个日志空间，在创建文件的时候，先将文件的名称写入到日志空间，如果文件正常写入成功，那么从日志空间删除文件名称。
        如果在写入过程发生宕机等故障，那么文件名会保留在日志空间中，下次启动的时候，系统会扫描日志空间，将日志空间中的文件删除。

[root@node2 ~]# mke2fs /dev/sdc1
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem label=    标签（卷标）                    *
OS type: Linux       操作系统类型
Block size=4096 (log=2)   磁盘块的大小，默认是4K     **
Fragment size=4096 (log=2) 偏移大小
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
197600 inodes, 789185 blocks    inode和磁盘块的总量   **
39459 blocks (5.00%) reserved for the super user   给管理员用户预留的磁盘空间大小    ***
First data block=0       起始磁盘块编号
Maximum filesystem blocks=809500672
25 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
7904 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:    超级块的备份所在的磁盘块编号     ***
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Writing inode tables: done done表示inode表写入成功写入成功
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 35 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.

注意：如果是创建ext3文件系统，会多一个信息
Creating journal (16384 blocks): done
    表示创建日志空间成功




创建文件系统命令
mke2fs命令
    作用：是创建文件系统
    配置文件：/etc/mke2fs.conf （用来控制默认参数）
    格式：mke2fs [options] /dev/sd#n
    选项：
        -t {ext2|ext3|ext4}：指定新建的文件系统类型
        -j：同 -t ext3，作用创建ext3 文件系统
        -L ###：指定分区的卷标
        -b {1024|2048|4096}：设定磁盘块大小
        -g #：指定每个块组多少个磁盘块
        -G #：块组的总数
        -i bytes-per-inode：指定inode和字节的比例，默认是16384字节对应一个磁盘块
        -I inode-size：
        -U UUID：指定一个文件系统的UUID。（通常用在磁盘数量较多的情况）
        -N number-of-inodes：指定文件系统中的inode总数
        -m #：指定保留空间的大小

e2label命令
    作用：查看、修改卷标
    格式：e2label device [newlabel]

例子：
    [root@node2 ~]# e2label /dev/sdc1 myGame     <<<<<< 修改卷标
    [root@node2 ~]# e2label /dev/sdc1            <<<<<< 查看卷标
    myGame

blkid命令
    作用：查看磁盘的id信息和文件系统类型
    格式：blikd DEVICE


    [root@node2 ~]# blkid /dev/sdc1
    /dev/sdc1: LABEL="myGame" UUID="129c8699-9809-4e15-98a1-d232e87fceca" SEC_TYPE="ext2" 【TYPE="ext3"】
    设备文件   卷标            唯一标识                                    安全类型        文件系统类型

dumpe2fs命令
    作用：显示文件系统的分区信息
    选项：
        -h：显示超级块信息

    [root@node2 ~]# dumpe2fs -h /dev/sdc1
    dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
    Filesystem volume name:   myGame                         卷标名称
    Last mounted on:          <not available>                 最近一次的挂载点
    Filesystem UUID:          129c8699-9809-4e15-98a1-d232e87fceca
    Filesystem magic number: 0xEF53
    Filesystem revision #:    1 (dynamic)                ？？？？？？？？？？？？？？？
    Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype sparse_super large_file
    Filesystem flags:         signed_directory_hash
    Default mount options:    (none)
    Filesystem state:         clean                    文件系统的状态
    Errors behavior:          Continue
    Filesystem OS type:       Linux
    Inode count:              197600                     【这部分内容平时就应该经常关注的】
    Block count:              789185
    Reserved block count:     39459
    Free blocks:              759214
    Free inodes:              197589
    First block:              0
    Block size:               4096
    Fragment size:            4096
    Reserved GDT blocks:      192
    Blocks per group:         32768
    Fragments per group:      32768
    Inodes per group:         7904
    Inode blocks per group:   494
    Filesystem created:       Wed Mar 16 16:40:22 2016
    Last mount time:          n/a
    Last write time:          Wed Mar 16 17:10:07 2016
    Mount count:              0
    Maximum mount count:      21
    Last checked:             Wed Mar 16 16:40:22 2016     上一次检查文件系统时间
    Check interval:           15552000 (6 months)
    Next check after:         Mon Sep 12 16:40:22 2016
    Reserved blocks uid:      0 (user root)
    Reserved blocks gid:      0 (group root)
    First inode:              11
    Inode size:              256
    Required extra isize:     28
    Desired extra isize:      28
    Journal inode:            8
    Default directory hash:   half_md4
    Directory Hash Seed:      93c9bb64-26f5-48b2-b338-454f3474327f
    Journal backup:           inode blocks
    Journal features:         (none)
    Journal size:             64M
    Journal length:           16384
    Journal sequence:         0x00000001
    Journal start:            0

注意：以上内容，必须能够大部分可以读懂

tune2fs命令
    作用：查看、修改文件系统的属性
    可修改：
        预留空间、卷标
    不可修改：
        磁盘块
    选项：
        -l：查看超级块信息，类似于 dumpe2fs -h
        -L ###：修改分区的卷标，类似于 e2label DEVICE [newLabel]
        -m #：修改文件系统的保留空间百分比
        -j：将ext2文件系统升级为ext3。（内部数据不受影响）

fsck命令
    作用：检查、修复文件系统的命令
    选项：
        -t fstype DEVICE: 检查指定的文件系统
        -a：自动修复文件系统
        -r：交互式修复

e2fsck命令
    作用：修改文件系统
    选项：
        -y：检查过程中，如果需要用户输入Y，则自动输入。
        -f：强制执行检查操作

虚拟内存

    每个程序都使用一个独立的虚拟机内存空间，这个内存空间是物理内存的映射
    x86架构的主机中，每个程序都认为自己独享4G的内存空间，并且认为当前主机中，只有自己一个程序。

交换分区(swap)
    在windows中称为虚拟内存
    指的是在硬盘上规划处一个组成方式类似于内存的空间，当内存空间不足时，将内存中闲置数据暂时移动到交换分钟
    实现的效果就是可以实现内存的过载使用。

注意：
    尽量不要使用swap
    如果发现swap使用频繁，那么就说明需要添加内存了

free命令
    作用：显示当前内存的使用情况
    格式：free [options]
    选项：
        -m：以MB为单位显示
        -g：以GB为单位显示

[root@node2 ~]# free -m
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:          1869        290       1578          0         50         92
-/+ buffers/cache:        146       1722      <<<<<<真实内存空间的使用和空闲情况
Swap:         1983          0       1983


缓冲：存放元数据，inode中的数据
缓存: 存放数据

注意：只有缓存和缓冲中的数据可以清空，其他数据不能清空

伪文件相关
    /proc/partitions：记录系统中的分区信息
    /proc/meminfo：内存的使用情况
    /proc/cpuinfo：记录系统中的CPU的详细信息

dd命令
作用：从底层逐字节复制文件。
格式：dd if=原文件 of=目的文件 [bs=xK|M|G count=n]

    例子：将/etc/passwd复制到home下叫做a.txt
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt

    例子：将/etc/passwd的前10K的内容复制到home下
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt bs=1K count=10
    dd if=/etc/passwd of=/home/a.txt bs=10K count=1

    例子：备份sda的MBR
    dd if=/dev/sda of=/home/mbr.bak bs=512 count=1

    例子：实现硬盘对考（将sda上的数据全部复制到sdb上）
    dd if=/dev/sda of=/dev/sdb

新建交换分区的流程
一、新建一个分区
    分区格式id必须是 82

二、安装swap文件系统
    # mkswap -f /dev/sdc2

mkswap命令
    作用：创建swap文件系统
    格式：swap [-f -L 卷标] DEVICE

三、激活swap分区
    # swapon /dev/sdc2

swapon命令
作用：激活交换分区
swapoff命令
作用：关闭交换分区

特殊场景：磁盘无剩余空间（无法再分区），但是分区中还有大量剩余空间，此情况下新建交换分区，可以用【磁盘镜像文件】来实现

磁盘镜像文件：就是用一个文件，来模拟当中磁盘来使用。


一、如何创建镜像文件
1、dd命令
2、特殊设备文件
    /dev/zero--泡泡机

案例：在tmp下创建一个1G的文件disk.img
    # dd if=/dev/zero of=/tmp/disk.img bs=1M count=1024

二、将新建的镜像文件当做磁盘来创建交换分区
1、创建文件系统
# mkswap -f /tmp/disk.img
2、激活
# swapon /tmp/disk.img



/etc/fstab详解
作用：实现开机自动挂载外部设备或者自动激活交换分区

注释
[root@node2 ~]# cat /etc/fstab
/dev/mapper/vg_zxf-lv_root          /                       ext4            defaults        1 1
UUID=265f1a54-7f15-46               /boot                   ext4            defaults        1 2
/dev/mapper/vg_zxf-lv_swap          swap                    swap            defaults        0 0
tmpfs                               /dev/shm                tmpfs           defaults        0 0

设备文件名称                        挂载点                  文件系统类型    挂载选项        转储频率   检查次序
/dev/sdc1                            /mnt                    ext3            defaults        0 0

注意：交换分区的自动激活稍有特殊

交换分区到底多大？
    物理内存2-4G，swap4G
    物理内存<2G，swap=物理内存*2
    物理内存>8G，swap=4G

mount命令
作用：挂载外部设备到linux系统
格式：mount [options] [-t fstype] [-o option] 设备名称挂载点

用法1：直接执行mount，可以查看当前已经挂载的全部设备

    options
        -a：重读/etc/fstab，将其中的全部内容重新挂载
        -L label：以卷标的方式进行挂载
        -U UUID：以UUDI的方式进行挂载
        -n：在挂载外部设备的时候，不将挂载信息写入/etc/mtab中
        -t fstype：在挂载设备时候，必须指定文件系统类型。
            (在指定muont命令时候，会自动调用blkid来获取文件系统类型)
        -r：只读
        -rw：读写

    -o options
        sync：同步写入
            优点：安全
            缺点：导致系统性能变差
        async：异步写入
            优点：性能好
            缺点：容易丢失数据
        atime：自动更新时间戳
        noatime：不自动更新时间戳
        diratime：
        nodiratime：对目录而言，不自动更新访问时间戳
        defaults：
        exec：
        noexec：禁止分区中的可执行程序自动运行
        owner：允许普通用户挂载该文件系统      【通常不能使用此选项】
        remount：重新挂载分区，在进行重新挂载的时候，可以指定额外的选项
            remount,rw 重新挂载可读写
            remount,rw,async,noatime,........
        ro：只读文件系统
        rw：读写文件系统
        acl：启动acl功能

挂载命令：mount
卸载命令：umount

fuser命令
    作用：查看指定的目录被哪个进程或者用户所使用
    格式：fuser [选项] 目录
    选项：
        -v：显示目录正被哪个进程所使用
        -k：杀死正在访问某个文件进程/用户
            如果是对挂载点进行操作，需要结合-m
        -m：是专用于挂载点的选项

df命令
作用：检查分区的使用情况
格式：df [-h]

PS：ls –ldh /mnt查看目录所在的磁盘块中的数据大小（不能看目录大小）
du命令
    作用：查看目录的大小
    选项：
        -h：
        -s：仅仅显示目标的大小
    组合：
        du -sh DIR

tree命令
    作用：显示目录以及子目录名称
    选项：
        -L n:显示N级目录

链接
    硬链接：
        两个inode指向相同的磁盘块
        特点：
            硬链接和原始文件互为备份（修改一个文件，另一个随着改变）
            删除原始文件，链接文件可以正常使用
            【其实硬链接和原始文件就是同一个文件】
            每做一个硬链接，连接数加1
    软链接
        【同windows中的快捷方式】
        给原始文件创建一个快捷方式
        特点：
            软链接中，存放的是指向原始文件的路径
            软链接闪烁表示链接文件被损坏
            原始文件被删除，软连接文件无法访问
            软链接文件的权限是777,用户真正的权限要参考原始文件

注意：
    硬链接：
        只能对文件创建，不能对目录创建
        目录的连接数默认是2
        硬链接不能跨文件系统
    软链接：
        可作用于目录
        可以跨分区
        大小是所指向的原始文件的路径的字符个数

linux文件压缩
1、gzip命令
    后缀：.gz
    格式：gzip file1 file2 ....
    选项：
        -d：解压缩
        -#：指定压缩比，1-9
            gzip -7 passwd
        -c：将压缩结果输出到标准输出（通常用来保留原始文件）

        例子：压缩passwd，要求保留原始文件
        # gzip -c passwd > passwd.gz

    解压缩
    gunzip命令
    zcat命令在不解压的情况下，查看压缩包中的内容

2、bzip2命令
    后缀：.bz2
    格式：同上
    选项：
        -d：解压缩
        -#：指定压缩比，1-9
            gzip -7 passwd
        -k：保留原始文件

    解压缩
    bunzip2
    bzcat在不解压的情况下，查看压缩包中的内容

3、xz命令
    后缀：xz
    格式：同上
    选项：
        -d：解压缩
        -#：指定压缩比，1-9
            gzip -7 passwd
        -k：保留原始文件

    解压
    unxz
注意：以上三个，只能压缩文件，不能压缩目录

4、zip命令
    后缀：.zip
    特点：压缩比低，但是可以压缩目录，而且压缩不删除原文件
    【zip压缩文件，在windows和linux都支持】
    格式：zip [选项] xxx.zip file1 file2 .......
    选项：
        -r：递归，压缩目录以及子目录中的全部文件。【压缩目录时候，通常要使用】

解压命令
unzip

compress：压缩
decompress：解压缩
uncompress: 解压缩
archive：归档
将多个文件或目录合并成一个文件，文件大小不变或稍微变大。

归档的命令tar
    后缀：.tar
    格式：tar [选项] -f xxxx.tar file1 file2......
    选项：
        -f xxxx.tar：指定归档文件的文件名
        -c：创建归档
        -x：展开归档
        --xattrs：在创建归档的时候保留文件的扩展属性等。
        -t：在不展开归档的情况下，查看其中的内容
        -p：在创建归档的时候保留文件的权限和属性不变
        --exclude=FILE：在创建归档的时候不对某个文件进行归档
        -j：调用bzip2进行压缩和解压缩
        -z：调用gzip进行压缩和解压缩
        -J：调用xz进行压缩和解压缩
        -v：显示过程信息
        -C

    例子：对home目录创建归档，归档文件名是a.tar
    # tar -cf a.tar /home

    例子：展开归档
    # tar -xf a.tar


    例子：将a.tar使用gzip进行压缩
    # gzip -c a.tar > a.tar.gz

    例子：将a.tar使用xz进行压缩
    # xz -k a.tar

    例子：将a.tar.gz解压缩并展开归档
    # gzip -d a.tar.gz ==>a.tar
    # tar -xf a.tar     ==>a

    例子：将etc init.d home归档压缩成all.tar.gz
    # tar -zcvf all.tar.gz etc/ init.d/ home/

    例子：将etc init.d home归档压缩成all.tar.bz2
    # tar -jcvf all.tar.bz2 etc/ init.d/ home/

    注意：在创建或者展开归档的时候，可以不指定压缩方式
        如果不指定，那么系统自动根据文件后缀来选择压缩或解压缩方式

    例子：将all.tar.gz展开
    # tar -zxvf all.tar.gz
    也可以
    # tar -xvf all.tar.gz
   PS：在创建或展开压缩的时候，不建议指定方式，让系统自己选择。
ln命令
    作用：创建软\硬链接
    格式：ln [-s] 原始文件目的文件
    选项：
        -s：创建软链接

RAID整列
    Redundant Ayyays of Inexpensive Disk 廉价冗余磁盘阵列
    Redundant Ayyays of Independent Disk 独立冗余磁盘阵列

RAID
    将多个物理磁盘组合成逻辑磁盘提供给用户，并提升整体读写性能。

RAID级别

（级别仅仅表示磁盘的组织方式不同）
0：条带
    读写提升：读、写
    冗余能力：无
    磁盘数量：>=2
    磁盘使用率：100%

1：镜像
    读写提升：无
    冗余能力：有
    磁盘数量：>=2
    磁盘使用率：50%

3：校验码
    读写提升：读、写
    冗余能力：有
    最多损坏磁盘：1个
    磁盘数量：>=3
    磁盘使用率：(n-1)/n
    【使用固定的磁盘存放校验码】

5：校验码
    读写提升：读、写
    冗余能力：有
    最多损坏磁盘：1个
    磁盘数量：>=3
    磁盘使用率：(n-1)/n
    【多个磁盘轮流存放校验码】

10：
    读写提升：读、写
    冗余能力：有
    磁盘数量：>=4
    磁盘使用率：50%

01：
    读写提升：读、写
    冗余能力：有
    磁盘数量：>=4
    磁盘使用率：50%

50:
    读写提升：读、写
    冗余能力：有
    磁盘数量：>=6
    磁盘使用率：(n-2)/n

jobd
    读写提升：无
    冗余能力：无
    磁盘数量：不限制
    磁盘使用率：100%
    【通过jobd可以将多个物理磁盘的空间整合成一个逻辑磁盘】

RAID的实现
    硬RAID
        集成
        独立
    软RAID
        使用CPU模拟生成一个RAID控制器
        会导致CPU更为繁忙
        要借助于MD模块

md模块
multi disk
作用：将多个物理磁盘整合成逻辑磁盘

命令实现
mdadm
特点：模式化的命令

1、创建模式
    作用：创建阵列
    选项: -C
    模式中的子选项：
        -l #：指定阵列的级别
        -n #：指定创建阵列所使用的磁盘数量
        -a {yes|no}：yes,表示自动创建需要的设备文件
        【阵列的设备文件是/dev/md#】
        -c #：指定所切割的数据块的大小，默认是512K，修改必须是512的整数倍
        【chunk】
        -x #：指定空闲(保留)磁盘的个数

2、管理模式
    操作
        添加：--add -a
        删除：--del -d

3、监控模式
选项：-F

4、增长模式
    选项：-G

5、装配模式
    选项：-A

【如果不指定，那么默认就是管理模式】

案例1：创建一个2G的raid0
    【既可以使用磁盘，也可以用分区来实现，此案例用分区实现】

1、创建两个1G的分区
    注意：
        1、分区类型必须修改为fd
        2、不能在分区上安装文件系统

2、创建raid0
    格式：mkadm -C /dev/DeviceName -a yes -l LEVEL -n 磁盘数量磁盘1 磁盘2 ....
    # mdadm -c /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sdc{1,2}

3、查看当前系统中的raid信息
# cat /proc/mdstat

4、在raid0上安装文件系统
# mke2fs /dev/md0

5、挂载
# mkdir /myraid0
# mount /dev/md0 /myraid0

案例2：删除raid0
1、查看raid0的基本信息
    [root@test mkraid0]# cat /proc/mdstat
    Personalities : [raid0]
    md0 : active raid0 sdc2[1] sdc1[0]
          2119680 blocks super 1.2 512k chunks

2、卸载此raid0
    # umount /dev/md0

3、停止此RAID0
# mdadm -S /dev/md0

4、清除此raid的超级块中的数据
# mdadm --zero-superblock /dev/sdc1 /dev/sdc2

案例3：创建一个10G的raid1
    【使用物理磁盘来实现，每个物理磁盘大小是10G】
1、使用sdb和sdc创建raid1
    # mdadm -C /dev/md9 -a yes -l 1 -n 2 /dev/sdc /dev/sdb
    【软raid不能当做启动分区来使用】

2、检查raid1的同步情况
    # cat /proc/mdstat

3、检查raid的详细信息
    # mdadm -D /dev/md9
    /dev/md9:
            Version : 1.2
      Creation Time : Wed Mar 23 17:23:44 2016
         Raid Level : raid1
         Array Size : 10477440 (9.99 GiB 10.73 GB)
      Used Dev Size : 10477440 (9.99 GiB 10.73 GB)
       Raid Devices : 2
      Total Devices : 2
        Persistence : Superblock is persistent

        Update Time : Wed Mar 23 17:24:37 2016
              State : clean
     Active Devices : 2
    Working Devices : 2
     Failed Devices : 0
      Spare Devices : 0

               Name : node2.openstack.com:9 (local to host node2.openstack.com)
               UUID : 766ecba3:768f11af:590df855:a3cfdc8f
             Events : 17

        Number   Major   Minor   RaidDevice State
           0       8       32        0      active sync   /dev/sdc
           1       8       16        1      active sync   /dev/sdb

4、安装文件系统
    # mke2fs /dev/md9

5、挂载
    # mount /dev/md9 /mnt

6、模拟raid1中一个磁盘损坏的情况【模拟sdb损坏】
    # mdadm /dev/md9 --fail /dev/sdb

    建议：此时检查md9的详细信息
    方式：mdadm -D /dev/md9

7、修复raid1
    (1)向raid1添加新磁盘
    # mdadm /dev/md9 -a /dev/sdd

    建议：此时检查md9的详细信息
    方式：mdadm -D /dev/md9

8、删除sdb
    # mdadm /dev/md9 -r /dev/sdb



阵列的停止和启动

1、停止
    # mdadm -S /dev/md9
2、停止后再次启动raid
    # mdadm -A /dev/md9 /dev/sdc /dev/sdd

mdadm -D --scan
可以显示系统中的raid阵列以及所使用的磁盘信息（uuid）

mdadm的配置文件，记录系统raid信息，可以用来实现快速启动raid阵列
/etc/mdadm.conf
【此文件默认不存在】

用重定向的方式，可以将系统的阵列信息保存到mdadm.conf中
mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf

以后再启动阵列，直接用阵列设备文件就可以，如下
#mdadm -A /dev/md9

lvm
DM:Device Mapper 设备映射

对比MD和DM
MD:将多个物理磁盘整合成一个逻辑磁盘
DM:将一个或多个物理磁盘整合成一个或多个逻辑磁盘

DM的功能
    LVM2-->动态磁盘
    快照
    多路径

DM的核心原理

重要名词
    物理卷：Physical Volume PV,可以理解物理卷就是物理磁盘
    卷组：Volume Group VG,将所有物理磁盘的存储能力抽象成一个大的存储空间
    逻辑卷：Logical Volume LV,从卷组中取出一部分存储空间构成一个分区
    物理盘区：Physical Extend PE,只有将物理磁盘加入到卷组以后，才有PE的概念。
              PE可以理解为物理卷中的一个一个存储单元。【只有进入卷组才是PE，否则不是】
    逻辑盘区：Logical Extend LE.
              其实pe和le是相同的东西，只是在卷组中叫做PE，在逻辑卷中叫做LE

动态磁盘的相关操作
第一类：管理物理卷的命令(pv)
    创建：pvcreate
    删除：pvremove
    扫描：pvscan
    查看：pvs，pvdisplay
    移动pv上的数据：pvmove
        (通常用在要卸载的磁盘上)

第二类：管理卷组的命令(vg)
    创建：vgcreate
        -s #K|M|G|T|E：指定PE的大小，默认是4M
    删除：vgremove
    扫描：vgscan
    查看：vgs，vgdisplay
    扩大：vgextend （其实就是向卷组中添加新的物理卷）
    缩小：vgreduce

第三类：管理逻辑卷的命令(lv)
    创建：lvcreate
        -n xx：指定逻辑卷的名称
        -L #K|M|G|T|E：指定逻辑卷的大小   （其实就是指定分区的大小）
    删除：lvremove
    扫描：lvscan
    显示：lvs，lvdisplay
    扩大：lvextend
    缩小：lvreduce


sdf 3 ，sdg 5 ，sdj 10 ，sdi 15， sdh 20
案例1：将以上硬盘做成逻辑卷
1、创建逻辑卷
    # pvcreate /dev/sdf /dev/sdi......
2、查看当前系统中的逻辑卷
    # pvs
    # pvscan
    # pvdisplay

例子2：前面的基础上，创建卷组
    格式：
1、加入卷组
    # vgcreate myvg001 /dev/sd{f,h,i}
2、查看
    # vgs
    # vgdisplay
    # vgscan

案例3：将前面卷组中的sdh从卷组中删除
1、移走sdh上的数据【必须执行】
    # pvmove /dev/sdh
2、从vg中剔除sdh
    # vgreduce myvg001 /dev/sdh
3、新建另一个卷组，名称为newvg，PE为8M
    # vgcraete newvg -s 8M /dev/sd{g,h}

案例4：向newvg添加一个新的物理卷
# vgextend newvg /dev/sdj

案例5：在前面的基础上，创建一个500M的逻辑卷，名称是mylv
    # lvcreate -n mylv -L 500M newvg
    # lvs
    # lvdisplay

逻辑卷的设备文件名称
/dev/卷组名/逻辑卷名（只是链接）
/dev/mapper/卷组名-逻辑卷名

案例6：使用此逻辑卷
1、安装文件系统
    # mke2fs /dev/newvg/mylv
2、挂载
    # mount /dev/newvg/mylv /media

调整逻辑卷的大小
扩大物理边界的命令
    lvextend
        -L [+]#：
            -L +5G: 在原来的基础上扩大5G的空间
            -L 5G：扩展到5G
扩大(调整)逻辑边界命令
    resize2fs
    格式：resize2fs lv的设备文件 NG
    选项：
        -p：将全部剩余的卷组都分给逻辑卷
        resize2fs /dev/newvg/mylv 100G 将逻辑分区调整为100G
        resize2fs -p /dev/newvg/mylv    有多少给多少

缩小逻辑分区
    resize2fs
缩小物理分区
    lvreduce [-]


案例7：将前面的500M的逻辑卷扩展到800M
1、检查卷组的剩余空间
    # vgs
2、调整物理边界
    # lvextend -L 800M /dev/mapper/newvg-mylv
3、调整逻辑编辑
    # umount /dev/mapper/newvg-mylv
    # e2fsck -f /dev/mapper/newvg-mylv
    # resize2fs /dev/mapper/newvg-mylv 800M
    # mount /dev/mapper/newvg-mylv /media

PS：调大空间操作，必须先卸载所挂载的逻辑卷，在系统异常的情况下，需要检查逻辑卷的文件文件

案例8：将前面的逻辑卷缩减为400M
1、确认磁盘使用情况
    # df -h
2、卸载逻辑卷
    # umount /dev/mapper/newvg-mylv
3、检查文件系统
    # e2fsck -f /dev/mapper/newvg-mylv
4、缩减逻辑边界
    # resize2fs /dev/mapper/newvg-mylv 400M
5、缩减物理边界
    # lvreduce -L 400M /dev/mapper/newvg-mylv
6、重新挂载