Linux 磁盤

 磁盤如何正常使用，要通過以下的演變

存儲

從我的電腦到互聯網時代的數據存儲是如何演進的，原理是怎樣的，瞭解了這些，有利於程序員更好的優化性能，系統架構，本文意在討論這個話題。

          通常狀況下的電腦，主要存儲設備是內存和硬盤，內存是帶電存儲，硬盤是持久化存儲，內存的訪問速度比硬盤快。應用軟件或者信息化項目，在運行期間，所用到的數據有一部分運行在內存中，訪問速度快；有一部分存儲在硬盤上，用到的時候，纔去訪問，訪問的效率由硬盤的性能決定。

          固然，CPU和硬盤也帶有緩存。但這些緩存的訪問速度都比硬盤速度快，因此應用軟件或者信息化項目，不考慮其餘因素，其運行效率瓶頸在於硬盤的性能。在過去10年裏，CPU、內存、顯卡等PC配件一直在高速發展，性能早已翻了幾倍甚至幾十倍。但硬盤是例外的，除了容量的大幅度提高外，傳輸速度沒有質的飛躍，不管接口怎麼變，從當初ATA 66/100/133，到SATA 1.5Gb/s仍是目前的SATA 3.0Gb/s，硬盤速度提高並非很明顯，所以硬盤早已成爲PC系統的性能瓶頸。  

           固然，硬盤發展緩慢的緣由與客觀因素有關，目前大多數硬盤仍是採用機械結構，轉速是影響硬盤速度的重要因素，因爲成本限制，目前只有服務器上用15000RPM的硬盤，民用級的仍是10年前推出的7200RPM，這樣註定硬盤速度不能有革命性的提高。後來又發展出了固態硬盤

          硬盤按照接口劃分爲下面幾種，下面是幾種常見的硬盤性能對比及介紹

               

         一、IDE 硬盤

          IDE的英文全稱爲「IntegratedDrive Electronics」，即「電子集成驅動器」，它的本意是指把「硬盤控制器」與「盤體」集成在一塊兒的硬盤驅動器。把盤體與控制器集成在一塊兒的作法減小了硬盤接口的電纜數目與長度，數據傳輸的可靠性獲得了加強，硬盤製造起來變得更容易，由於硬盤生產廠商不須要再擔憂本身的硬盤是否與其它廠商生產的控制器兼容。對用戶而言，硬盤安裝起來也更爲方便。IDE這一接口技術從誕生至今就一直在不斷髮展，性能也不斷的提升，其擁有的價格低廉、兼容性強的特色，爲其造就了其它類型硬盤沒法替代的地位。

          IDE表明着硬盤的一種類型，但在實際的應用中，人們也習慣用IDE來稱呼最先出現IDE類型硬盤ATA-1，這種類型的接口隨着接口技術的發展已經被淘汰了，而其後發展分支出更多類型的硬盤接口，好比ATA、UltraATA、DMA、Ultra DMA等接口都屬於IDE硬盤。              

         二、SATA 接口硬盤

          SATA是SerialATA的縮寫，即串行ATA。這是一種徹底不一樣於並行ATA的新型硬盤接口類型，因爲採用串行方式傳輸數據而得名。SATA總線使用嵌入式時鐘信號，具有了更強的糾錯能力，與以往相比其最大的區別在於能對傳輸指令（不只僅是數據）進行檢查，若是發現錯誤會自動矯正，這在很大程度上提升了數據傳輸的可靠性。串行接口還具備結構簡單、支持熱插拔的優勢。   

         三、SCSI 接口硬盤

          SCSI的英文全稱爲「SmallComputer System Interface」（小型計算機系統接口），是同IDE（ATA）徹底不一樣的接口，IDE接口是普通PC的標準接口，而SCSI並非專門爲硬盤設計的接口，是一種普遍應用於小型機上的高速數據傳輸技術。SCSI接口具備應用範圍廣、多任務、帶寬大、CPU佔用率低，以及熱插拔等優勢，但較高的價格使得它很難如IDE硬盤般普及，所以SCSI硬盤主要應用於中、高端服務器和高檔工做站中。

  

         四、光纖通道

          光纖通道的英文拼寫是Fibre Channel，和SCIS接口同樣光纖通道最初也不是爲硬盤設計開發的接口技術，是專門爲網絡系統設計的，但隨着存儲系統對速度的需求，才逐漸應用到硬盤系統中。光纖通道硬盤是爲提升多硬盤存儲系統的速度和靈活性纔開發的，它的出現大大提升了多硬盤系統的通訊速度。光纖通道的主要特性有：熱插拔性、高速帶寬、遠程鏈接、鏈接設備數量大等，但價格昂貴，通常用於高端服務器。

         

         五、SAS接口硬盤

          SAS(Serial Attached SCSI)是新一代的SCSI技術，和如今流行的Serial ATA(SATA)硬盤相同，都是採用串行技術以得到更高的傳輸速度，並經過縮短連結線改善內部空間等。SAS是並行SCSI接口以後開發出的全新接口。此接口的設計是爲了改善存儲系統的效能、可用性和擴充性，提供與串行ATA(Serial ATA，縮寫爲SATA)硬盤的兼容性. SAS的接口技術能夠向下兼容SATA.

         

         六、固態硬盤

          SSD(Solid State Disk) 固態硬盤，和傳統機械硬盤採用的磁盤體、磁頭、馬達等機械零件不一樣，固態硬盤是由控制芯片和存儲芯片（FLASH芯片或DRAM芯片）組成，簡單來講，固態硬盤和咱們熟悉的閃存盤、閃存卡較爲類似。相比於傳統的機械硬盤，固態硬盤有不少優勢，如速度快、防震、體積小、零噪音等。

         

磁盤陣列 raid

         當一塊硬盤的容量和安全、備份等不能知足要求時，就須要有更新的技術出現。如何增長磁盤的存取(access)速度，如何防止數據因磁盤的故障而失落及如何有效的利用磁盤空間，而大容量磁盤的價格很是昂貴。磁盤陣列技術的產生一舉解決了這些問題。

         

          RAID： (Redundant Array of Inexpensive Disk廉價冗餘磁盤陣列)

      是一種磁盤集羣技術, 很早之前就開始使用在大型系統之中.用戶能夠自由定義數據的保存方式, 能夠採用數據鏡像(在不一樣磁盤上保存數據拷貝), 條帶集(數據交叉保存在多個磁盤上), 還有奇偶校驗保護(記錄額外的數據以識別錯誤), 這些技術能夠根據用戶對性能和可靠性的要求單獨或聯合使用.

         

         一、架構

          基於不一樣的架構，RAID 又能夠分爲:        軟件RAID (軟件 RAID)        硬件RAID (硬件 RAID)        外置RAID (External RAID)  

        ·軟件RAID

          不少狀況下已經包含在系統之中，併成爲其中一個功能，如微軟的Windows NT/2000 Server/Server 2003和NetVoll的NetWare兩種操做系統均可以提供軟件陣列功能，其中Windows NT/2000 Server/Server 2003能夠提供RAID 0、RAID 一、RAID 5；NetWare操做系統能夠實現RAID 1功能。軟件陣列能夠提供數據冗餘功能，可是磁盤子系統的性能會有所下降，有的降代還比較大，達30%左右。軟件RAID中的全部操做皆由中央處理器負責，因此係統資源的利用率會很高，從而使系統性能下降。軟件RAID是不須要另外添加任何硬件設備，由於它是靠你的系統——主要是中央處理器的功能——提供全部現成的資源。 

        ·硬件RAID

          一般是一張PCI卡，你會看到在這卡上會有處理器及內存。由於這卡上的處理器已經能夠提供一切RAID所須要的資源，因此不會佔用系統資源，從而令系統的表現能夠大大提高。硬件RAID能夠鏈接內置硬盤、熱插拔背板或外置存儲設備。不管鏈接何種硬盤，控制權都是在RAID卡上，亦便是由系統所操控。在系統裏，硬件RAID PCI卡一般都須要安驅動程序，不然系統會拒絕支持。 

        ·外置式RAID

          也是屬於硬件RAID的一種，區別在於RAID卡不會安裝在系統裏，而是安裝在外置的存儲設備內。而這個外置的儲存設備則會鏈接到系統的SCSI卡上。系統沒有任何的RAID功能，由於它只有一張SCSI卡；全部的RAID功能將會移到這個外置存儲裏。好處是外置的存儲每每能夠鏈接更多的硬盤，不會受系統機箱的大小所影響。而一些高級的技術，如雙機容錯，是須要多個服務器外連到一個外置儲存上，以提供容錯能力。

         二、RAID0(帶區集)

                  

          RAID0是Data Striping(數據分割)技術的實現，它將全部硬盤構成一個磁盤陣列，能夠同時對多個硬盤作讀寫動做，可是不具        備備份及容錯能力，它價格便宜，硬盤使用效率最佳，可是可靠度是最差的。 

          以一個由三個硬盤組成的RAID0磁盤陣列爲例，它把數據的第1和2位寫入第一個硬盤，第三和第四位寫入第二個硬盤……以此類推，因此叫「數據分割"，由於各盤數據的寫入動做是同時作的，因此它的存儲速度能夠比單個硬盤快幾倍。 

          可是，這樣一來，萬一磁盤陣列上有一個硬盤壞了，因爲它把數據拆開分別存到了不一樣的硬盤上，壞了一顆等於中斷了數據的完整性，若是沒有整個磁盤陣列的備份磁帶的話，全部的數據是沒法挽回的。所以，儘管它的效率很高，可是不多有人冒着數據丟失的危險採用這項技術。

          通常用在對數據安全要求不高，但對速度要求很高的場合，如：大型遊戲、圖形圖像編輯等。此種RAID模式至少須要2個磁盤，而更多的磁盤則能提供更高效的數據傳輸。

 

         三、RAID1(鏡像)

         

          RAID1使用的是Disk Mirror(磁盤映射)技術，就是把一個硬盤的內容同步備份複製到另外一個硬盤裏，因此具有了備份和容錯能力，這樣作的使用效率不高，可是可靠性高。每個磁盤都有一個鏡像磁盤，鏡像磁盤隨時保持與原磁盤的內容一致。RAID1具備最高的安全性，但只有一半的磁盤空間被用來存儲數據。主要用在對數據安全性要求很高，並且要求可以快速恢復被損壞的數據的場合。此種RAID模式每組僅須要2個磁盤。

 

         四、RAID3(帶專用校驗驅動器的帶區集)

         

          RAID 3採用Byte－interleaving(數據交錯存儲)技術，硬盤在SCSI控制卡下同時動做，並將用於奇偶校驗的數據儲存到特定硬盤機中，它具有了容錯能力，它的可靠度較佳。

         五、RAID5(帶分佈校驗位的帶區集)

                 

         RAID 5使用的是Disk Striping(硬盤分割)技術，與RAID 3的不一樣之處在於它把奇偶校驗數據存放到各個硬盤裏，各個硬盤在SCSI控制卡的控制下平行動做，有容錯能力。

         六、RAID10

         

          RAID0+1（也稱RAID10）陣列中一半的驅動器採起RAID0的結構，能夠並行傳送來提升數據傳輸率。另外一半則是前面提到的鏡象磁盤，便是RAID1。這樣能夠有很高的可靠性。

raid對比

分區

如圖你能夠看到，分區表最多隻有四個分區，三個主分區和一個擴展分區，這是最多的，而擴展分區上必須有邏輯分區才能存儲數據

fdisk -l
fdisk /dev/sdb

m 幫助
n 添加
p 查看分區
2 分區號
+10M 大小

d 刪除
q 退出
w 保存

lvm的標識是8e，標號從5開始

格式化分區

檢查磁盤
fsck -t ext4 /dev/sda
-a：自動修復文件系統，不詢問任何問題；
-A：依照/etc/fstab配置文件的內容，檢查文件內所列的所有文件系統；
-N：不執行指令，僅列出實際執行會進行的動做；
-P：當搭配"-A"參數使用時，則會同時檢查全部的文件系統；
-r：採用互動模式，在執行修復時詢問問題，讓用戶得以確認並決定處理方式；
-R：當搭配"-A"參數使用時，則會略過/目錄的文件系統不予檢查；
-s：依序執行檢查做業，而非同時執行；
-t<文件系統類型>：指定要檢查的文件系統類型；
-T：執行fsck指令時，不顯示標題信息；
-V：顯示指令執行過程。

格式化磁盤
mkfs.ext4 /dev/sdb1
mkfs -t ext4 /dev/sdb1

掛載磁盤

mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt
umount -lF /mnt 強制

交換分區

要有一個swap交換分區，它的做用至關於windows理的虛擬內存，swap分區的小大通常爲物理內存容量的1.5倍（內存<8g）。但當系統物理內存大於8g時，則swap分區配置8-16g便可。swap分區不是必須的，可是大多數狀況應該設置
fdisk /dev/sdb
建立一個分區出來
swapon /dev/sdb1
swapoff /dev/sdb1