Linux分區&格式化&文件系統&LVM&擴容

硬件

1. 磁盤由 盤片組、主軸馬達、機械臂、磁頭、驅動芯片和電路、接口等構成 2. 磁盤的分割
   • 每一個盤片不少同心圓分割爲磁道 Trace
   • 一組盤片的同徑磁道叫作一個柱面 Cylinder
   • 每一個磁道又被分爲不少小扇面 Sector，一個扇區是 512字節
   • 磁頭在讀寫的時候，先找磁道，而後每次讀一個Sector，因此扇區是磁盤讀寫的基本傳輸單位
   • 很顯然對於同一柱面上的數據，不須要從新找道，因此在讀寫看來具備連續性，因此將柱面當中磁盤分區的基本單位
2. 磁盤接口
   • IDE 排線寬，主從，通常主板上是兩個接口，每一個排線有兩個接口，能夠接兩個IDE硬盤，分爲主從。IDE的速度理論最大133M/s
   • SATA 如今最多見的磁盤，接口比較窄，有 1.0、2.0、3.0 三代接口，速度分別是 150/300/600M/s
   • SCSI 比較貴，用於大公司，磁盤上有獨立處理器加速，甚至可能有cache。

操做系統

1. 分區
   • 爲何分區？你家房子不分爲多個小房間嗎？固然是用起來更爽啊
   • 分區作了些啥？
     • 磁盤的第一扇區相當重要的，有446字節存放MBR用於引導啓動，還有64字節用於存放分區表。
     • 簡單的說，分區就是在分區表裏記錄每一個區的開始和結尾柱面號。
     • 說複雜點，第一扇區只能最多記錄4個區的分區表，可是咱們能夠在其中創建一個拓展分區，而後在拓展分區的首扇區繼續去寫分區表，這樣就能夠獲得超過4個的分區。
2. 文件系統
   • 爲何格式化？磁盤那麼大，你用了哪些沒用那些這些數據確定要存起來吧，存哪裏呢？就要有個格式吧。
   • 格式化作了啥？
     • 將一個分區劃分爲了兩個部分，一部分存磁盤狀態和文件的索引，另外一部分存數據。
     • 存磁盤狀態的叫作超級塊 SuperBlock，記錄了那些塊可用，那些不可用，還有總大小，剩餘空間
     • 每一個文件有一個inode，對應映射表，還記錄了文件的元數據，如權限等
   • 文件系統分類
     • Linux：Ext 2/3/4， XFS
     • Window: Fat32, NFS
     • Ext的文件格式用多級索引的方式去找文件，好比一個文件比較小，就把它的所有塊號存在inode的映射表裏。若是太大就存一級的，而後一級去找二級，二級存放在數據塊裏某個位置，相似還有三級。。。。。
     • Fat32 文件系統是windows比較老的文件系統，採用線索查找，inode只記錄第一個數據塊的位置，而後再第一個數據塊中保存下一個位置，依次類推找到整個文件。因此須要常常整理磁盤碎片，否則查找會愈來愈慢。
   • 文件系統 是按塊Block來保存數據的。
     1. 顯然Block應該是扇區的整數倍大小
     2. Block定得太大會使得小文件佔更多空間，定得過小，使得大文件的記錄開銷和讀寫變慢。
3. 新技術 LVM 和Software RAID
   • 上面說的格式化，是針對一個分區，這就是說咱們若是想擴大一個文件系統是不可能的，只能從新分區。
   • 新技術LVM的出現，使得一個文件系統再也不是直接對應一個分區，而是在物理分區和格式化之間加了一個LVM層，物理分區被LVM管理，而後提供邏輯卷給目錄掛載，而格式化的定義就變成了針對一個掛載對象創建文件系統。
   • RAID技術利用數據分塊和並行處理的技術減小I/O排隊，更高效的利用I/O總線帶寬。利用多塊硬盤來提速。軟磁盤陣列是將RAID管理軟件跑在操做系統之上，相比硬件芯片，速度慢，可是便宜。軟RAID將多塊磁盤合併成一個磁盤，因而提供了更靈活的使用，也在物理分區和文件系統之技安進行了隔離，加入了RAID層。

實踐——動態擴容

1. 場景：咱們裝系統的時候進行了分區，而後掛了一個區到 / 下，可是使用的過程當中發現該目錄剩餘空間不夠，這時候咱們想擴容
2. 很差的解決方案：在一塊更大磁盤上從新分區，而後將原先磁盤 /的東西拷貝過來
3. 好的解決方案：LVM
   • 如今的linux都是用LVM在管理磁盤和掛載，因此直接用LVM來將空閒空間分給 /，或者新增磁盤，分區以後加入LVM的管理，並將它的空間分給 /
4. 命令

   • 準備命令：

     • df 查看加載了的各個文件系統的使用狀況
     • df -T 能夠看到文件系統的類型
     • du 進入到某個目錄對應的文件系統，列出這個目錄或其文件在文件系統中佔用的空間
     • fdisk -l 查看各物理盤，和分區狀況，是否分區也能夠看出來，磁盤必須分區纔可使用
     • fdisk 物理盤，進行分區，或修改分區

   • 用不到，可是別出有用的命令：

     • mkfs* 這些mkfs開頭的命令用於格式化，建立可掛載的文件系統，基於LVM，可格式化的是一個邏輯卷，而不基於LVM，可格式化的就是一個分區。基於LVM拓展一個邏輯卷，並不要求新加入卷組的物理卷是一個文件系統，由於只是新增了數據塊，而前面的超級塊，inode塊只需簡單修改。
     • mount 用於掛載一個文件系統到某個路徑
     • fsck 用於檢查某個文件系統，如壞道等待

   • 關鍵命令，LVM的命令

     • pvcreate 一個分區 這條命令用來將一個磁盤的分區對應到一個物理卷
     • pvdisplay 查看所有物理卷
     • vgextend 卷組名 物理卷 這條命令將一個物理卷加入一個卷組
     • lvextend -L 大小 邏輯卷名字 這條命令拓展一個邏輯卷的大小，要求是剩餘空間足夠
     • 上面完成以後並無生效，要進行下面操做
     • 若是邏輯卷是 ext2/3/4 類型的文件系統，執行 resize2fs 邏輯卷名
     • 若是邏輯卷是 xfs 類型的文件系統，執行 xfs_growfs 邏輯卷名