LINUX从零开始——ENGINEER（云计算应用管理）——Day3 [逻辑卷管理、RAID磁盘阵列、进程管理]

一、环境准备
1.建议还原快照，开启CentOS7虚拟机，以root用户登录

课前回顾：
1.划分新的分区的命令是什么？
fdisk parted

2.一般在磁盘中一个扇区为多少字节？
512字节

3.Linux中新硬盘经历哪些步骤才能存储文档？
识别硬盘----》分区规划----》格式化----》挂载使用

4.MBR常见的分区类型有那三种？
主分区 扩展分区 逻辑分区

5.刷新分区表命令是什么？
partprobe

4.GPT分区模式最多可以划分多少个主分区？
128

6.格式化ext4文件系统的命令？格式化xfs文件系统的命令？
mkfs.ext4 mkfs.xfs

7.查看分区的文件系统类型的命令是什么？
blkid

8.如何在开机状态下，检测/etc/fstab文件中是否书写正确，命令是？
mount -a

9.查看正在挂载的分区，使用情况的命令是什么？
df -h

10.开机挂载配置文件六个字段分别为什么？
设备路径 挂载点 文件系统 参数 备份标记 检测顺序

11.ACL权限策略作用？
为个别用户或个别组，单独设置权限

12.查看与设置ACL权限策略命令？
getfacl setfacl

昨日习题：
案例1：复制、粘贴、移动
以root用户新建/example/目录，在此目录下新建nsd.txt文件，并进一步完成下列操作

1）将“I love Study”写入到文件nsd.txt
2）将nsd.txt重命名为mylove.txt
3）将/etc/passwd、/boot、/etc/group同时拷贝到/example/目录下
4）将ifconfig命令的前两行内容，追加写入mylove.txt
5）将主机名永久配置文件，拷贝到/example/目录下
6）将DNS永久配置文件，拷贝到/example/目录下
7）将开机自动挂载配置文件，拷贝到/example/目录下
[root@A ~]# mkdir /example
[root@A ~]# echo I love Study > /example/nsd.txt
[root@A ~]# cat /example/nsd.txt

[root@A ~]# mv /example/nsd.txt /example/mylove.txt
[root@A ~]# cp -r /etc/passwd /boot /etc/group /example
[root@A ~]# ls /example

[root@A ~]# ifconfig | head -2
[root@A ~]# ifconfig | head -2 >> /example/mylove.txt

[root@A ~]# cp /etc/hostname /example
[root@A ~]# ls /example

[root@A ~]# cp /etc/resolv.conf /example
[root@A ~]# ls /example

[root@A ~]# cp /etc/fstab /example
[root@A ~]# ls /example

案例2:虚拟机上操作,（MBR分区模式）规划分区
添加一块60G的硬盘并规划分区：
划分2个10G的主分区；1个12G的主分区;1个20G的逻辑分区。
[root@A ~]# lsblk
[root@A ~]# fdisk /dev/sdd
n 创建新的分区----->分区类型 回车----->分区编号 回车---->起始扇区 回车----->在last结束时 +10G
p 查看分区表
n 创建新的分区----->分区类型 回车----->分区编号 回车---->起始扇区 回车----->在last结束时 +10G
p 查看分区表
n 创建新的分区----->分区类型 回车----->分区编号 回车---->起始扇区 回车----->在last结束时 +12G
p 查看分区表
n 创建扩展分区 ----->回车---->起始回车----->结束回车 将所有空间给扩展分区
p 查看分区表
n 创建逻辑分区----->起始回车------>结束+20G
p 查看分区表
w 保存并退出
[root@A ~]# partprobe
[root@A ~]# lsblk
[root@A ~]# ls /dev/sdd[1-5]

案例3:虚拟机上操作,分区使用

1、案例2中新添加60G硬盘的第一个逻辑分区
– 格式化成xfs文件系统，实现该分区开机自动挂载，挂载点为/mnt/xfs

2、案例2中新添加60G硬盘的第一个主分区
– 完成开机自动挂载，挂载点/mnt/mypart,文件系统为ext4

[root@A ~]# mkdir /mnt/xfs
[root@A ~]# mkfs.xfs /dev/sdd5
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdd5 /mnt/xfs xfs defaults 0 0
[root@A ~]# mount -a
[root@A ~]# df -h

[root@A ~]# mkdir /mnt/mypart
[root@A ~]# mkfs.ext4 /dev/sdd1
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdd1 /mnt/mypart ext4 defaults 0 0
[root@A ~]# mount -a
[root@A ~]# df -h

案例4:虚拟机上操作,采用GPT分区模式，利用parted规划分区
添加一块20G的硬盘并规划分区：
划分2个2G的主分区；1个5G的主分区;
[root@A ~]# lsblk
[root@A ~]# parted /dev/sde
(parted) mktable gpt
(parted) print
(parted) mkpart
分区名称？ []? xixi
文件系统类型？ [ext2]? xfs
起始点？ 0
结束点？ 2G
警告: The resulting partition is not properly aligned for best performance.
忽略/Ignore/放弃/Cancel? Ignore #选择忽略，给出存放分区表信息的空间
(parted) print
(parted) mkpart
分区名称？ []? xixi
文件系统类型？ [ext2]? xfs
起始点？ 2G
结束点？ 4G
(parted) print
(parted) mkpart
分区名称？ []? xixi
文件系统类型？ [ext2]? xfs
起始点？ 4G
结束点？ 9G
(parted) print
(parted) quit
[root@A ~]# lsblk
[root@A ~]# ls /dev/sde[1-3]

案例5:虚拟机上操作,交换分区使用

1、案例4中新添加20G硬盘的第一个主分区
– 格式化成ext4文件系统，实现该分区开机挂载到/stu01

2、案例4中新添加20G硬盘的第二个主分区
– 格式化成xfs文件系统，实现该分区开机挂载到/stu02

[root@A ~]# mkdir /stu01
[root@A ~]# mkfs.ext4 /dev/sde1
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sde1 /stu01 ext4 defaults 0 0
[root@A ~]# mount -a
[root@A ~]# df -h

[root@A ~]# mkdir /stu02
[root@A ~]# mkfs.xfs /dev/sde2
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sde2 /stu02 xfs defaults 0 0
[root@A ~]# mount -a
[root@A ~]# df -h

案例6:虚拟机上操作,交换分区使用

1、案例4中新添加20G硬盘的第三个主分区
– 格式化成交换文件系统，实现该分区开机自动启用
[root@A ~]# swapon -s
[root@A ~]# mkswap /dev/sde3
[root@A ~]# blkid /dev/sde3
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sde3 swap swap defaults 0 0
[root@A ~]# swapon -a
[root@A ~]# swapon -s

案例7:虚拟机上操作,文件扩展Swap空间

1. 使用dd命令创建一个大小为2048MB的交换文件，放在/opt/swap.db
2. 将swap.db文件格式化成swap文件系统
3. 启用swap.db文件，查看swap空间组成
4. 停用swap.db文件，查看swap空间组成

[root@A ~]# dd if=/dev/zero of=/opt/swap.db bs=1M count=2048

[root@A ~]# ls -lh /opt/swap.db

[root@A ~]# mkswap -f /opt/swap.db
[root@A ~]# blkid /opt/swap.db
[root@A ~]# swapon /opt/swap.db
[root@A ~]# swapon -s
[root@A ~]# swapoff /opt/swap.db
[root@A ~]# swapon -s

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二、交换空间的环境准备
1.关闭虚拟机添加新的硬盘，大小为80G
[root@A ~]# poweroff

2.查看识别的硬盘
[root@A ~]# lsblk

3.分区规划，选择MBR分区模式，划分2个2G的主分区，1个10G主分区，划分扩展分区，4个10G的逻辑分区
[root@A ~]# fdisk /dev/sdb
n 创建新的分区----->分区类型 回车 ----->分区编号 回车 ---->起始扇区 回车 ----->在last结束时 +2G
p 查看分区表
n 创建新的分区----->分区类型 回车 ----->分区编号 回车 ---->起始扇区 回车 ----->在last结束时 +2G
p 查看分区表
n 创建新的分区----->分区类型 回车 ----->分区编号 回车 ---->起始扇区 回车 ----->在last结束时 +10G
p 查看分区表
n 创建扩展分区 ----->回车---->起始回车----->结束回车 将所有空间给扩展分区
p 查看分区表
n 创建逻辑分区----->起始回车------>结束+10G
n 创建逻辑分区----->起始回车------>结束+10G
n 创建逻辑分区----->起始回车------>结束+10G
n 创建逻辑分区----->起始回车------>结束+10G
p 查看分区表
w 保存并退出
[root@A ~]# ls /dev/sdb[1-8]

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三、交换空间（虚拟内存）

交换空间的作用：缓解物理内存不足
当物理内存不足时，会将一部分占用物理内存的数据，暂时放入交换空间中，缓解内存的压力
利用硬盘的空间充当交换空间

分区制作交换空间

1.查看交换空间信息
[root@A ~]# ls /dev/sdb1 /dev/sdb2
/dev/sdb1 /dev/sdb2
[root@A ~]# free -m #查看内存与交换空间大小
[root@A ~]# swapon #查看交换空间的成员信息

2.制作交换分区
[root@A ~]# mkswap /dev/sdb1 #格式化交换文件系统
[root@A ~]# blkid /dev/sdb1 #查看文件系统类型
[root@A ~]# mkswap /dev/sdb2
[root@A ~]# blkid /dev/sdb2

3.启用交换分区到交换空间中
[root@A ~]# swapon /dev/sdb1 #启动交换分区
[root@A ~]# swapon

[root@A ~]# swapon /dev/sdb2
[root@A ~]# swapon #查看交换空间成员信息
[root@A ~]# free -m #查看交换空间大小

[root@A ~]# swapoff /dev/sdb2 #停用交换分区
[root@A ~]# swapon
[root@A ~]# free -m

4.完成开机自动启用
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/sdb1 swap swap defaults 0 0
/dev/sdb2 swap swap defaults 0 0

[root@A ~]# swapon

[root@A ~]# swapoff /dev/sdb1
[root@A ~]# swapon

[root@A ~]# swapon -a #专门测试交换分区是否书写正确
[root@A ~]# swapon

文件制作交换空间：将文件占用的硬盘空间，充当交换空间

1.建立一个2G的文件
–dd if=源设备 of=目标设备 bs=块大小 count=块数
源源不断产生数据的设备：/dev/zero
[root@A ~]# dd if=/dev/zero of=/opt/abc.txt bs=1M count=2048
记录了2048+0 的读入
记录了2048+0 的写出
2147483648字节(2.1 GB)已复制，15.1668 秒，142 MB/秒
[root@A ~]# ls -lh /opt/abc.txt

2.格式化交换文件系统
[root@A ~]# mkswap -f /opt/abc.txt #强制格式化文件系统
[root@A ~]# blkid /opt/abc.txt #查看文件系统类型
3.开机自动启动
[root@A ~]# vim /etc/fstab
/opt/abc.txt swap swap defaults 0 0
[root@A ~]# swapon -a #检测/etc/fstab文件是否书写正确
swapon: /opt/abc.txt：不安全的权限 0644，建议使用 0600。
[root@A ~]# chmod 600 /opt/abc.txt #修改权限
[root@A ~]# swapon #查看交换空间组成的成员

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四、VDO（了解内容）
•Virtual Data Optimizer（虚拟数据优化器）
–一个内核模块，目的是通过重删减少磁盘的空间占用，以及减少复制带宽
–VDO是基于块设备层之上的，也就是在原设备基础上映射出
mapper虚拟设备，然后直接使用即可

•重复数据删除
–输入的数据会判断是不是冗余数据
–判断为重复数据的部分不会被写入，然后对源数据进行更新，直接指向原始已经存储的数据块即可
•压缩
–对每个单独的数据块进行处理

[root@A ~]# yum -y install vdo kmod-kvdo #所需软件包
[root@A ~]# rpm -qa | grep vdo
vdo-6.1.0.149-16.x86_64
kmod-kvdo-6.1.0.153-15.el7.x86_64
[root@A ~]#

制作VDO卷

•vdo基本操作：参考man vdo
–vdo create --name=VDO卷名称 --device=设备路径 --vdoLogicalSize=逻辑大小
–vdo list
–vdo status -n VDO卷名称 #查看VDO信息
–vdo remove -n VDO卷名称 #删除VDO信息
–vdostats [–human-readable] [/dev/mapper/VDO卷名称] #查看VDO属性信息

•VDO卷的格式化加速（跳过去重分析）：
–mkfs.xfs –K /dev/mapper/VDO卷名称
–mkfs.ext4 -E nodiscard /dev/mapper/VDO卷名称

前提：内存比较大才可以，至少2G内存
[root@A ~]# vdo create --name=vdo0 --device=/dev/sdc --vdoLogicalSize=100G

[root@A ~]# vdostats --hum #查看VDO属性信息
[root@A ~]# mkfs.xfs -K /dev/mapper/vdo0
[root@A ~]# mount /dev/mapper/vdo0 /mnt/
[root@A ~]# df -h

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五、逻辑卷的构建
作用： 1.可以整合分散的空间 2.可以扩大空间

将零散空闲的存储，整合成一个整体空间，再从整体中划分出分区，进行格式化挂载使用

物理卷（PV）-----》卷组（VG） -----》 逻辑卷（LV）
将众多的物理卷（PV）组建成卷组（VG）再从卷组中划分出逻辑卷（LV）,最终将逻辑卷挂载使用
面粉-------》大面团------》小面团-----》蒸-----》吃
砖--------》大房子------》小房间-----》装修----》入驻

制作逻辑卷
1.准备空闲的存储
[root@A ~]# lsblk

2.创建卷组
格式：vgcreate 卷组的名 设备的路径…
successfully 成功
[root@A ~]# vgcreate systemvg /dev/sdb3 /dev/sdb5 #由/dev/sdb3和/dev/sdb5组建成卷组systemvg
[root@A ~]# vgs #查看卷组信息
卷组名称 由几个物理卷组成 基于此卷组产生的逻辑卷有集合 一共大小 剩余空间
systemvg 2 0 0 wz–n- 19.99g 19.99g

[root@A ~]# pvs #查看物理卷信息

3.基于卷组划分逻辑卷
格式：lvcreate -n 逻辑卷名字 -L 逻辑卷的大小 卷组名
[root@A ~]# lvcreate -n dc -L 16G systemvg
[root@A ~]# lvs #查看系统中逻辑卷信息
dc systemvg -wi-a----- 16.00g
[root@A ~]# vgs #查看卷组信息

4.逻辑卷的使用
[root@A ~]# ls /dev/systemvg/dc
[root@A ~]# mkfs.xfs /dev/systemvg/dc #格式化文件系统为xfs
[root@A ~]# blkid /dev/systemvg/dc #查看文件系统类型

[root@A ~]# vim /etc/fstab
/dev/systemvg/dc /mylv xfs defaults 0 0
[root@A ~]# mkdir /mylv
[root@A ~]# mount -a #检测/etc/fstab内容是否书写正确
[root@A ~]# df -h | tail -1

扩展逻辑卷

一、卷组有足够的剩余空间
1.空间扩展
[root@A ~]# vgs #查看卷组信息
[root@A ~]# lvs #查看逻辑卷信息
[root@A ~]# lvextend -L 18G /dev/systemvg/dc #扩展逻辑卷到18G

[root@A ~]# lvs #查看逻辑卷信息
[root@A ~]# df -h | tail -1

2.扩展文件系统
resize2fs:扩展ext4文件系统（刷新ext4文件系统）
xfs_growfs ：扩展xfs文件系统（刷新xfs文件系统）
[root@A ~]# blkid /dev/systemvg/dc
[root@A ~]# xfs_growfs /dev/systemvg/dc #刷新文件系统，让文件系统与空间一样大
[root@A ~]# df -h | tail -1

二、卷组没有足够的剩余空间

1.扩展卷组的空间
[root@A ~]# vgs
[root@A ~]# vgextend systemvg /dev/sdb6 /dev/sdb7 #将/dev/sdb6和/dev/sdb7扩充到systemvg卷组中
[root@A ~]# vgs
2.逻辑卷的空间扩展
[root@A ~]# lvextend -L 25G /dev/systemvg/dc #扩展逻辑卷到25G
[root@A ~]# lvs #查看逻辑卷信息
[root@A ~]# df -h | tail -1
3.扩展文件系统
resize2fs:扩展ext4文件系统（刷新ext4文件系统）
xfs_growfs ：扩展xfs文件系统（刷新xfs文件系统）
[root@A ~]# blkid /dev/systemvg/dc
[root@A ~]# xfs_growfs /dev/systemvg/dc #刷新文件系统，让文件系统与空间一样大
[root@A ~]# df -h | tail -1

逻辑卷补充知识
一、逻辑卷也可以做缩小（了解）
ext4支持文件系统的缩小，xfs不支持文件系统的缩小

二、卷组划分空间单位为PE
默认情况下PE大小为4M

[root@A ~]# vgdisplay systemvg #显示卷组详细信息
PE Size 4.00 MiB

请创建一个逻辑卷为redhat大小为250M
[root@A ~]# vgchange -s 1M systemvg #修改PE的大小
[root@A ~]# vgdisplay systemvg #显示卷组详细信息
[root@A ~]# lvcreate -n redhat -L 250M systemvg #创建逻辑卷
[root@A ~]# lvs

•创建卷组的时候设置PE大小
–vgcreate -s PE大小 卷组名 空闲分区…

•创建逻辑卷的时候指定PE个数
–lvcreate -l PE个数 -n 逻辑卷名 卷组名

三、逻辑卷的删除
前提：逻辑卷没有挂载
删除卷组前提：基于该卷组的所有逻辑卷都要删除
[root@A ~]# lvremove /dev/systemvg/redhat
Do you really want to remove active logical volume systemvg/redhat? [y/n]: y
Logical volume “redhat” successfully removed
[root@A ~]# lvs

注意事项：/etc/fstab开机自动挂载内容

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六、RAID磁盘阵列

•廉价冗余磁盘阵列
–Redundant Arrays of Inexpensive Disks
–通过硬件/软件技术，将多个较小/低速的磁盘整合成一个大磁盘
–阵列的价值：提升I/O效率、硬件级别的数据冗余
–不同RAID级别的功能、特性各不相同

•RAID 0，条带模式
–同一个文档分散存放在不同磁盘
–并行写入以提高效率
–至少需要两块磁盘组成

•RAID 1，镜像模式
–一个文档复制成多份，分别写入不同磁盘
–多份拷贝提高可靠性，效率无提升
–至少需要两块磁盘组成

•RAID5，高性价比模式
–相当于RAID0和RAID1的折中方案
–需要至少一块磁盘的容量来存放校验数据
–至少需要三块磁盘组成

•RAID6，高性价比/可靠模式
–相当于扩展的RAID5阵列，提供2份独立校验方案
–需要至少两块磁盘的容量来存放校验数据
–至少需要四块磁盘组成

•RAID 0+1/RAID 1+0
–整合RAID 0、RAID 1的优势
–并行存取提高效率、镜像写入提高可靠性
–至少需要四块磁盘组成

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课后习题：
以root用户新建/exam/目录，在此目录下新建king.txt文件，并进一步完成下列操作
1）将“I Love hehe”写入到文件king.txt
2）将king.txt重命名为my.txt
3）将/etc/passwd、/boot、/etc/group同时拷贝到/exam/目录下
4）将ifconfig命令的前两行内容，追加写入king.txt
5）将主机名永久配置文件，拷贝到/exam/目录下
6）将存放组基本信息的配置文件，拷贝到/exam/目录下
7）将开机自动挂载配置文件，拷贝到/exam/目录下

案例2:虚拟机上操作,采用GPT分区模式，利用parted规划分区
添加一块30G的硬盘并规划分区：
划分2个2G的主分区；1个5G的主分区;

案例3:虚拟机上操作,交换分区使用

1、案例2中新添加30G硬盘的第一个主分区
– 格式化成交换文件系统，实现该分区开机自动启用

2、案例2中新添加30G硬盘的第二个主分区
– 格式化成交换文件系统，实现该分区开机自动启用

案例4:虚拟机上操作,文件扩展Swap空间

1. 使用dd命令创建一个大小为2048MB的交换文件，放在/opt/swap.db
2. 将swap.db文件格式化成swap文件系统
3. 启用swap.db文件，查看swap空间组成
4. 停用swap.db文件，查看swap空间组成

案例5:虚拟机操作，构建 LVM 存储

– 新建一个名为 systemvg 的卷组
– 在此卷组中创建一个名为 vo 的逻辑卷，大小为8G
– 将逻辑卷 vo 格式化为 xfs 文件系统
– 将逻辑卷 vo 挂载到 /vo 目录，并在此目录下建立一个测试文件 votest.txt，内容为“I AM KING.”
– 实现逻辑卷vo开机自动挂载到/vo

案例6:虚拟机操作，构建 LVM 存储(修改PE大小)
– 新的逻辑卷命名为 database，其大小为50个PE的大小，属于 datastore 卷组
– 在 datastore 卷组中其PE的大小为1M
– 使用 EXT4 文件系统对逻辑卷 database 格式化，此逻辑卷应该在开机时自动挂载到 /mnt/database 目录

案例7:虚拟机 server0操作，扩展逻辑卷

– 将/dev/systemvg/vo逻辑卷的大小扩展到20G