学习记录-第二阶段-磁盘-raid-分区-20181026-21：00-到1027下午4点

###磁盘外部结构
    
    机械硬盘（盘、机械臂）
    固态硬盘（电路芯片）    
    磁盘的接口
        SATA（串口）（中间是翘起来的）
            小线是传输数据的，大线是电源线
        SCSI（插头种类比较多）
        SAS（兼具SATA的接口统一，还有SCSI的性能）（中间扁平，不突起）
        PCI-E（最快，一般都是连接固态硬盘）
        固态硬盘（PCI-E,SAS,SATA的都有）
        #专门给笔记本使用的接口
            nvme ssd（专门给笔记本设计的固态硬盘，价格贵）
    特点：
        SATA（价格便宜，容量大(最大12T)，性能不好）（线下的服务，自己人用的，备份等）
        SAS（服务器标配 线上/生产环境使用）    （15k 300G 600G）
        PCI-E(大量的读写 要求很高的性能 数据量小 价格贵 速度稳定性都好)
    #机械硬盘    与      固态硬盘的区别
     容量大价格低        容量小价格高
     抗打击能力低        抗打击能力高
     读写速度稍慢io        读写速度很快io
     数据恢复易            数据恢复难
     无限寿命            读写1-2w次（写满一次算一次）
    ##重要数据放在机械硬盘上 
    
        盘片（一个硬盘有多个盘片）
        主轴
        SAS硬盘
            5.4k
            7.2k
            15k
        磁头
     
    
        磁盘-硬盘（Disk）
        磁头（Head）用来写入和读取数据 磁头和盘面的距离非常近（不接触） 一个硬盘有多个盘片，盘面数量==磁头数量  
        磁道（Track）以主轴为圆心的不同圆环区域（呼啦圈） 从外面到里面 最外面是0磁道
        扇区（Sector）磁盘上最小的单位 从1开始 默认512字节
        柱面（Cylinder）不同盘面相同的磁道组成的圆柱体  磁盘默认是按照柱面进行读写
            磁头的切换0磁头切换1磁头.....一个柱面的不同磁道一个一个写
            磁道的变化（寻道）（肯定比切换磁头慢（电子控制，光速）所以按柱面来写数据）
        单元块（Units）表示一个柱面的大小（所有磁道、柱面大小是一样的）
#计算磁盘大小        
        fdisk -l获取磁盘信息
        Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes
        
        255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
        255磁头        63扇区/磁道         2610柱面
        Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
        单元块大小=柱面的大小
        Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
        I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
        Disk identifier: 0x00003f8e

        255磁头是不准确的，永远是255.（历史遗留问题）
    #磁盘大小计算   柱面的数量*每个柱面的大小
                    1305        =磁道的大小*磁头的数量
        磁道的大小=扇区的大小*每个磁道扇区的数量
            [root@web01 ~]# echo 512*63|bc
            32256
        柱面的大小=[root@web01 ~]# echo 512*63*255|bc
                    8225280
        磁盘的大小=[root@web01 ~]# echo 512*63*255*1305|bc
                    10733990400

    计算机里面的单位
        字节byte
        1KB=1024Byte
        1MB=1024*1024Byte
        1GB=1024^3Byte
        1TB=1024^4Byte    
        
        1Byte=8bit
        
        bc是基础计算器，不支持小数
        小数用awk算
        awk 'BEGIN{print 1/3}'
        awk 'BEGIN{print 1+4}'
        
###raid        
    更大容量 更高性能 更强的安全性    
    #raid卡    
        raid1只能有2块硬盘（镜像）
        
        raid5
        Disk1  Disk2  Disk3  Disk4
          A1     A2        A3       Ap（校验信息）
          B1     B2        Bp       B3
          C1     Cp        C2       C3
          Dp     D1        D2       D3
        奇偶校验信息不一直存在于一个盘内
        每写n-1次数据时校验一次数据，写入慢。读取可接受。
        raid5+Spare
        Disk1  Disk2  Disk3  Disk4    Disk5
          A1     A2        A3       Ap    Spare(热备盘)
          B1     B2        Bp       B3
          C1     Cp        C2       C3
          Dp     D1        D2       D3
        
###磁盘分区        
        磁盘分区表-MBR所在地
            0磁头0磁道1扇区   512字节    
                前446字节 mbr主引导记录
                64字节磁盘分区表DPT
                    可分为最多4个主分区（每个16个字节）
                55AA 表示的是结束标记（2byte）
        
        
        
        1号主分区            2号主分区            3号主分区            4号扩展分区 （最多只能有一个，必须要要在扩展分区中创建逻辑分区）
        引导分区信息+数据    引导分区信息+数据    引导分区信息+数据
        
##硬盘分区的设备名
        硬盘命名
            sas/sata/scsi接口  sd？
            第一块sas硬盘    sda
            第三块sas硬盘    sdc
        分区命名
            主分区/扩展分区  1-4
            逻辑分区    从5开始 （只要从5开始就是逻辑分区）
    例子：第一块SAS硬盘的第一个主分区 /dev/sda1
          第三块SAS硬盘的第二个扩展分区 /dev/sdc6
        
    fdisk     用于小于2个T的硬盘
    parted    用于
    
    fdisk  /dev/sdb有警告
    WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
         switch off the mode (command 'c') and change display units to
         sectors (command 'u').
    所以加参数    -c关闭DOS兼容模式    -u按扇区为单位进行磁盘分区而不是按柱面
    fdisk -cu /dev/sdb
        n   add a new partition
        d   delete a partition
        p   print the partition table
        q   quit without saving changes
        w   write table to disk and exit
        
    partprobe /dev/sdb 通知系统/dev/sdb变化了
        
    #创建文件系统-格式化
    #make filesystrm
    mkfs.ext4    /etc/sdb1
        格式化时的一些信息
            25896 inodes, 103424 blocks  生成的inodes和blocks
                This filesystem will be automatically checked every 26 mounts or
                文件系统会自动检查每26次挂载或180天首先发生的那个。
            180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.
    #关闭磁盘分区的自动检查功能
        tune2fs -c    0 -i 0 /dev/sdb1
        #-c 0 count关闭每挂载多少次进行磁盘检查的功能
        #-i 0 interval关闭每180天进行磁盘检查的功能
        
    #挂载    mount /dev/sdb1 /mnt (先df -h查看下/mnt有没有人用)    
    
    #进行永久挂载 (开机自动挂载)
    1./etc/rc.local
    2./etc/fstab    
    UUID=c4d21341-2ac6-4aca-bbc1-da9505b97a24    /            ext4       defaults        1                        1
    UUID=c6dbe070-9c4d-409e-b16a-cc56476330de    /boot        ext4       defaults        1                        2
    UUID=5bc083ec-b49e-4cf3-8269-0aff4c377a3a    swap         swap       defaults        0                        0
    设备或磁盘分区命令                            挂载点    磁盘分区类型      挂载的参数   是否对磁盘分区进行备份    是否进行磁盘检查
                                                                                （自己添加的不要备份，不要磁盘检查，否则可能导致无法开机）
        
    ###parted分区  主要用于大于2TB的磁盘分区
        基于GPT分区表     （MBR不支持大于2.2T的磁盘，且最多支持4个主分区）（与MBR兼容）
            支持ZB级别（9.4ZB 目前还没有这么大的磁盘）
        
        p    print
        mklabel        创建磁盘分区表 gpt或msdos（mbr）
        mkpart        创建分区
        rm            删除分区
        q            退出不保存
        
        
    例：创建两个30M
    parted /dev/sdc
        (parted) mklabel gpt    
        (parted) p 
        (parted) mkpart primary 0 30     实际上无所谓主分区了
        I
        (parted) mkpart primary 30 60
        (parted) p 
        (parted) rm 1            删除number 1
        ###parted工具是实时生效的，很危险轻易不要用。
        (parted) q         退出
    
        #也可以命令行直接使用
        parted /dev/sdc mklabel gpt
        parted /dev/sdc mkpart primary 0 30  Ignore    （Ignore第一次用时加就行）
        parted /dev/sdc mkpart primary 30 60 
        parted /dev/sdc p
        
###企业故障案例java环境内存不足-大量使用swap
    #创建一个文件让文件成为swap
        1.创建一个文件块    
            dd if=/dev/zero of=/tmp/100m   bs=1M        count=100
                input        output          每次复制多少    复制多少次
            /dev/zero 这个文件会源源不断的向外输出0.
            100m是数据块，不能cat。
            [root@oldboyedu ~]# file /tmp/100m
            /tmp/100m: data
        2.变成swap
          mkswap /tmp/100m

        [root@oldboyedu ~]# mkswap /tmp/100m
        mkswap: /tmp/100m: warning: don't erase bootbits sectors
                on whole disk. Use -f to force.
        Setting up swapspace version 1, size = 102396 KiB
        no label, UUID=0f1ff7fc-056a-4043-baee-6c01d2a9dcf4
        [root@oldboyedu ~]# file /tmp/100m
        /tmp/100m: Linux/i386 swap file (new style) 1 (4K pages) size 25599 pages
        
        3.查看swap
          free -h
        4.swap生效
          swapon /tmp/100m
        5.查看swap由几部分组成
        swapon -s
        6.swap永久生效
            #方法1. /etc/rc.local swapon /tmp/100m
            #方法2. /etc/fstab 
                /tmp/100m     swap    swap    defaults     0 0

                
        [root@oldboyedu ~]# free -h
        total       used       free     shared    buffers     cached
        Mem:          1.8G       323M       1.5G       248K        12M       164M
        -/+ buffers/cache:       146M       1.7G
        Swap:         867M         0B       867M
                
##linux把我的内存吃了
        Linux特点会把使用过的命令和数据临时存放在内存中    cache和buffer
        实际计算内存的时候不算buffers和cache占用的。
        看内存使用情况要看第二行--“-/+ buffers/cache:” 
        
###linux文件系统组成详解        inode，block，superblock
    superblock    
        dumpe2fs    /dev/sda3   (内容很多)
        查看superblock        dumpe2fs -h /dev/sda3
        
    超级块：记录文件系统的控制与管理信息    元数据区
        #block和inode的个数和大小，及其已用和未用数量。
        #文件系统的载入时间，最近一次写入数据时间、最近一次执行fsck进行磁盘检查的时间。
        #有效位：为0已载入，为1未载入
        
    
##常见的文件系统及其使用
    openSUSE ReiserFS 文件系统
    AIX         jfs日志文件系统
    Centos7     XFS文件系统
    Centos6  ext4文件系统
    Centos5  ext3文件系统

##文件系统选型的简单介绍(一般来讲选择默认的就行)
    SAS/SATA硬盘：
        reiserfs    大量小文件业务首选reiserfs（100K以内），单独安装。
        xfs            有的门户的数据库MySQL业务会选择xfs。
        ext4        视频下载，流媒体，数据库，小文件业务也OK，可以用默认的。
        ext2        没有日志，蓝汛的cache业务，CDN网站加速服务的。（缓存服务器）
                        CDN分布式缓存
    常规应用：
        Centos5.x    ext3
        Centos6.x     ext4
        Centos7.x    xfs
    选择小结：    
        a.CentOS默认的文件系统都比较优秀。
        b.xfs、reiserfs需要单独安装
    
    SSD固态硬盘：    
        Ext4/Reiserfs  未对SSD做优化
        Btrfs           对SSD做了优化，但处于实验阶段。
        
##导出系统的mbr，用od命令查看
    dd if=/dev/sda  of=/tmp/512.bin bs=512 count=1
    od -xa /tmp/512.bin    
        
        

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