14.Linux 硬盘分区管理及RAID存储技术

Linux 硬盘分区管理

硬盘为什么要分区？

• 将操作系统文件与用户文件分隔开，避免应用数据太多撑满操作系统盘。
• 限制应用或用户的可用空间。
• 如果一个分区出现逻辑损坏，仅损坏该分区数据而不影响硬盘上其他分区。
• 用于创建交换分区。
• 限制磁盘空间使用，以提高诊断工具和备份镜像的性能。
• 便于定制文件系统，例如有的文件系统存放大量小文件，有的文件系统存放大量大文件。

MBR 分区方案

自 1982年以来，主启动记录(MBR)分区方案指定了在运行 BIOS 固件的系统上如何对磁盘进行分区：

• 该方案支持最多4个主分区。

• 在 Linux系统上，管理员可以使用扩展分区和逻辑分区来创建最多 15个分区。

  逻辑分区是可以格式化（format），扩展分区是不可以格式化。

• MBR 记录用4个字节（1byte=8bit）存储分区的总扇区数，最大能表示2的32次方的扇区个数，按每扇区512字节计算，每个分区最大不能超过 2 TiB。

类比为：笔记本只有4个usb接口，如果不够用，则将第四个usb接口外接扩展坞，由扩展坞提供多个usb接口。

通常，我们将磁盘第一个扇区称为主引导扇区，位于硬盘的柱面0、磁头0、扇区1的位置，这一扇区包含MBR引导代码，承担系统启动职能。它不属于磁盘上任何分区，因而分区空间内的格式化命令不能清除主引导记录的任何信息。

主引导扇区由三个部分组成：

• 引导程序（占446个字节），硬盘启动时将系统控制权转给分区表中的某个操作系统。
• 磁盘分区表项（DPT，Disk Partition Table)，由四个分区表项构成（每个16个字节）。
• 结束标志（占2个字节），其值为AA55（十六进制）。

fdisk 工具

fdisk 工具可用于管理采用 MBR 分区方案的磁盘，用户可以根据实际情况进行划分分区。

fdisk命令语法

[root@webapp ~ 10:13:05]# fdisk -h
用法：fdisk [选项] <磁盘>    更改分区表fdisk [选项] -l <磁盘> 列出分区表fdisk -s <分区>        给出分区大小(块数)选项：-b <大小>             扇区大小(512、1024、2048或4096)-c[=<模式>]           兼容模式：“dos”或“nondos”(默认)-h                    打印此帮助文本-u[=<单位>]           显示单位：“cylinders”(柱面)或“sectors”(扇区，默认)-v                    打印程序版本-C <数字>             指定柱面数-H <数字>             指定磁头数-S <数字>             指定每个磁道的扇区数

除了使用-l选项查看分区表，其他选项暂时都不用。

查看分区

fdisk工具大部分操作通过交互式完成，出了查看分区表。

DOS disklabel 指的硬盘管理方式是MBR。

我们使用上一章准备的一块硬盘/dev/sdb。

方法一：

[root@webapp ~ 10:13:37]# fdisk -l /dev/sdb磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节

方法二：

[root@webapp ~ 10:13:58]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0xc4f9c1ed 创建新的 DOS 磁盘标签。# 输入m，查看帮助信息
命令(输入 m 获取帮助)：'m'
命令操作a   toggle a bootable flagb   edit bsd disklabelc   toggle the dos compatibility flagd   delete a partitiong   create a new empty GPT partition tableG   create an IRIX (SGI) partition tablel   list known partition typesm   print this menun   add a new partitiono   create a new empty DOS partition tablep   print the partition tableq   quit without saving changess   create a new empty Sun disklabelt   change a partition's system idu   change display/entry unitsv   verify the partition tablew   write table to disk and exitx   extra functionality (experts only)# 输入p，打印分区表
命令(输入 m 获取帮助)：p磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xc4f9c1ed设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System# 输入q，退出管理
Command (m for help): q

创建分区

# 输入n，创建一个新分区
命令(输入 m 获取帮助)：'n'# 选择分区类型
Partition type:p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)e   extended# 直接回车，选择默认分区类型：primary
Select (default p): '回车'
Using default response p# 直接回车，分区号，使用默认值1
分区号 (1-4，默认 1)：# 直接回车，设置分区起始位置为：默认值2048扇区，也就是1M位置。
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：'回车'
将使用默认值 2048# 设置分区结束位置，输入+5G，也就是起始位置之后
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：+5G
分区 1 已设置为 Linux 类型，大小设为 5 GiB命令(输入 m 获取帮助)：p磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xe5344d41设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    10487807     5242880   83  Linux# 输入w，保存更改并退出
# 输入q，不保存更改并退出
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。

# 再次验证分区表变化
[root@webapp ~ 10:18:19]# lsblk /dev/sdb
NAME   MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   0  20G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0   5G  0 part # 格式化
[root@webapp ~ 10:18:31]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=327680 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=1310720, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0# 创建挂载点
[root@webapp ~ 10:21:20]# mkdir /data1
[root@webapp ~ 10:21:33]# mount /dev/sdb1 /data1

注意：如果此时分区表未生成，执行以下命令，通知kernel重新生成分区表。有时候重启系统才会生成最新分区表。

命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table.WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
正在同步磁盘。[root@webapp ~ 10:28:13]# partprobe
Warning: 无法以读写方式打开 /dev/sr0 (只读文件系统)。/dev/sr0 已按照只读方式打开。

删除分区

[root@webapp ~ 10:28:43]# fdisk /dev/sdb
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。# 输入p，打印分区表
命令(输入 m 获取帮助)：'p'磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0xe5344d41设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    10487807     5242880   83  Linux
/dev/sdb2        10487808    14682111     2097152   83  Linux# 输入d，删除分区，因为只有1个分区，所以自动删除了第一个分区
命令(输入 m 获取帮助)：'d'
分区号 (1,2，默认 2)：
分区 2 已删除命令(输入 m 获取帮助)：'q'

若lsblk查看仍有分区sdb2，输入partprobe回车，再次查看

GPT 分区方案

GPT是运行统一可扩展固件接口(UEFI)固件系统上硬盘分区表的标准。

• MBR分区方案只能管理最大2TiB分区和磁盘。全局唯一标识分区表（GPT，GUID Partition Table）使用8个字节（1byte=8bit）存储分区的总扇区数，可支持最多8 ZiB(=2⁶⁴*512 Byte)，即80亿太字节的分区和磁盘。

• MBR分区方案支持最多15个分区。GPT分区方案最多可提供128个分区。

• GPT提供分区表信息的冗余。

GPT分区表结构如下：

• LBA0（保护性MBR），分为两个部分：

  • 第一部分是与MBR中446字节相似的区块，用于存放第一阶段的启动引导程序。

  • 第二部分是与MBR分区表记录区对应，该区域存储一个特殊标识符0xEE，用于表示该磁盘为GPT格式。若磁盘管理程序（比较老的软件）无法识别该磁盘，不能修改这个分区信息，进一步保护磁盘。

• LBA1（GPT表头记录），记录了分区表自身的位置和大小，同时也记录了前面提到备份用的GPT分区所在位置（最后34个LBA），还放置了分区表的校验码（CRC32），校验码的作用是让操作系统判断GPT的正确与否，倘若发现错误则可以从备份的GPT中恢复正常运行。

• LBA2-33，记录分区信息，每个LBA可以提供4组的分区记录，默认情况下可以有4×32=128组分区记录。因为每个LBA都有512字节，所以每组分区记录所占128字节，除去每组记录需要的标识符和相关记录信息外，GPT在每组记录中提供了64位记载分区的扇区总数。

• 虽然GPT最大支持128个分区，但是实际使用过程中分区超过第120个会出现无法格式化使用的情况。

gdisk 工具

gdisk工具用于管理采用GPT分区方案的磁盘分区，主要用于管理磁盘容量超过2T的磁盘。

gdisk命令语法

gdisk [ -l ] device

查看分区表

[root@webapp ~ 10:40:30]# gdisk -l /dev/sdc
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10# 这里显示识别到了MBR分区方案
Partition table scan:MBR: not presentBSD: not presentAPM: not presentGPT: not presentCreating new GPT entries.
Disk /dev/sdc: 419430400 sectors, 200.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 0963A676-1628-44BA-AC55-5F749F502B08
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 419430366
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 419430333 sectors (200.0 GiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name

转换分区表方案

gdisk工具用于管理gpt分区，所以我们需要将磁盘的分区管理方案由MBR转换成GPT。

[root@webapp ~ 10:42:16]# gdisk /dev/sdc
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10Partition table scan:MBR: not presentBSD: not presentAPM: not presentGPT: not presentCreating new GPT entries.# 输入？，查看帮助信息。gdisk管理命令跟fdisk很相似。
Command (? for help): ?
b	back up GPT data to a file
c	change a partition's name
d	delete a partition
i	show detailed information on a partition
l	list known partition types
n	add a new partition
o	create a new empty GUID partition table (GPT)
p	print the partition table
q	quit without saving changes
r	recovery and transformation options (experts only)
s	sort partitions
t	change a partition's type code
v	verify disk
w	write table to disk and exit
x	extra functionality (experts only)
?	print this menu# 输入o，将磁盘的分区管理方案由MBR转换成GPT
Command (? for help): o
This option deletes all partitions and creates a new protective MBR.
Proceed? (Y/N): Y# 输入p，查看分区表
Command (? for help): p
Disk /dev/sdc: 419430400 sectors, 200.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 13FF8C67-C36E-4F0E-B48F-765BCF9B9F1C
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 419430366
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 419430333 sectors (200.0 GiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name# 输入w，保存更改并退出
# 输入q，不保存更改并退出
Command (? for help): wFinal checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!Do you want to proceed? (Y/N): Y
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdc.
The operation has completed successfully.

创建分区

[root@webapp ~ 10:44:11]# gdisk /dev/sdc
GPT fdisk (gdisk) version 0.8.10# 这里识别到了GPT分区方案
Partition table scan:MBR: protectiveBSD: not presentAPM: not presentGPT: presentFound valid GPT with protective MBR; using GPT.# 输入n，创建新分区
Command (? for help):'n' # 设置分区ID
Partition number (1-128, default 1): '回车'# 设置分区起始位置
First sector (34-419430366, default = 2048) or 
{+-}size{KMGTP}: '回车'# 设置分区结束位置
Last sector (2048-419430366, default = 419430366) or {+-}size{KMGTP}: '+10G'
Current type is 'Linux filesystem'# 设置分区类型，输入L查看所有分区类型
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): 'L'
0700 Microsoft basic data  0c01 Microsoft reserved    2700 Windows RE          
3000 ONIE boot             3001 ONIE config           4100 PowerPC PReP boot   
4200 Windows LDM data      4201 Windows LDM metadata  7501 IBM GPFS            
7f00 ChromeOS kernel       7f01 ChromeOS root         7f02 ChromeOS reserved   
8200 Linux swap            8300 Linux filesystem      8301 Linux reserved      
8302 Linux /home           8400 Intel Rapid Start     8e00 Linux LVM           
a500 FreeBSD disklabel     a501 FreeBSD boot          a502 FreeBSD swap        
a503 FreeBSD UFS           a504 FreeBSD ZFS           a505 FreeBSD Vinum/RAID  
a580 Midnight BSD data     a581 Midnight BSD boot     a582 Midnight BSD swap   
a583 Midnight BSD UFS      a584 Midnight BSD ZFS      a585 Midnight BSD Vinum  
a800 Apple UFS             a901 NetBSD swap           a902 NetBSD FFS          
a903 NetBSD LFS            a904 NetBSD concatenated   a905 NetBSD encrypted    
a906 NetBSD RAID           ab00 Apple boot            af00 Apple HFS/HFS+      
af01 Apple RAID            af02 Apple RAID offline    af03 Apple label         
af04 AppleTV recovery      af05 Apple Core Storage    be00 Solaris boot        
bf00 Solaris root          bf01 Solaris /usr & Mac Z  bf02 Solaris swap        
bf03 Solaris backup        bf04 Solaris /var          bf05 Solaris /home       
bf06 Solaris alternate se  bf07 Solaris Reserved 1    bf08 Solaris Reserved 2  
bf09 Solaris Reserved 3    bf0a Solaris Reserved 4    bf0b Solaris Reserved 5  
c001 HP-UX data            c002 HP-UX service         ea00 Freedesktop $BOOT   
eb00 Haiku BFS             ed00 Sony system partitio  ed01 Lenovo system partit# 输入回车，选择默认分区类型
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300): '回车'
Changed type of partition to 'Linux filesystem'# 输入p，查看分区表
Command (? for help): p
Disk /dev/sdc: 419430400 sectors, 200.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 13FF8C67-C36E-4F0E-B48F-765BCF9B9F1C
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 419430366
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 398458813 sectors (190.0 GiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name1            2048        20973567   10.0 GiB    8300  Linux filesystemCommand (? for help): wFinal checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!Do you want to proceed? (Y/N): Y
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdc.
The operation has completed successfully.

更改分区名称

# 输入c，修改分区ID为1的分区名
Command (? for help): c
Using 1
# 输入新名称
Enter name: data01  # 查看分区表
Command (? for help): p
Disk /dev/sdc: 41943040 sectors, 20.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 19AA2CAB-96C0-45E5-A12F-1CE7231E4776
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 41943006
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 37748669 sectors (18.0 GiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name1            2048         4196351   2.0 GiB     8300  data01

查看分区详细信息

Command (? for help): i
Using 1
Partition GUID code: 0FC63DAF-8483-4772-8E79-3D69D8477DE4 (Linux filesystem)
Partition unique GUID: 5E27F312-5FFB-4429-928C-8BDC7F3314C9
First sector: 2048 (at 1024.0 KiB)
Last sector: 4196351 (at 2.0 GiB)
Partition size: 4194304 sectors (2.0 GiB)
Attribute flags: 0000000000000000
Partition name: 'data01'

删除分区

# 输入d，删除分区ID为1的分区
Command (? for help): d
Using 1Command (? for help): p
Disk /dev/sdc: 41943040 sectors, 20.0 GiB
Logical sector size: 512 bytes
Disk identifier (GUID): 19AA2CAB-96C0-45E5-A12F-1CE7231E4776
Partition table holds up to 128 entries
First usable sector is 34, last usable sector is 41943006
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 41942973 sectors (20.0 GiB)Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  NameCommand (? for help): wFinal checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!Do you want to proceed? (Y/N): Y
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdc.
The operation has completed successfully.

wipefs 工具

作用：清除磁盘分区表信息。

注意：数据无价，操作需谨慎，最好提前备份。

[root@webapp ~ 11:18:53]# lsblk /dev/sdb
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb               8:16   0   20G  0 disk 
└─sdb1            8:17   0    5G  0 part # 清除未挂载磁盘的分区表
[root@webapp ~ 11:18:58]# wipefs -a /dev/sdb
/dev/sdb：2 个字节已擦除，位置偏移为 0x000001fe (dos)：55 aa
/dev/sdb: calling ioclt to re-read partition table: 成功[root@webapp ~ 11:19:23]# lsblk /dev/sdb
NAME            MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb               8:16   0   20G  0 disk # 禁止使用 -f 强制清除分区表
[root@centos7 ~]# wipefs -fa /dev/sdb

parted 工具

parted 工具既可以管理采用MBR分区方案的磁盘，又可以管理采用GPT分区方案的磁盘。

parted 命令同时支持交互式操作和非交互式操作（编写脚本）。

我们先来看看交互式操作。

操作流程：

1. 查看分区表。如果是未初始化硬盘，创建分区。
2. 设置单位（MiB）
3. 创建分区
4. 调整分区大小
5. 调整分区类型
6. 删除分区

查看分区表

[root@webapp ~ 11:19:40]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb# 查看帮助，输入help
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.(parted) 'help'align-check TYPE N                        check partition N forTYPE(min|opt) alignmenthelp [COMMAND]                           print general help, orhelp on COMMANDmklabel,mktable LABEL-TYPE               create a new disklabel(partition table)mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END     make a partitionname NUMBER NAME                         name partition NUMBER asNAMEprint [devices|free|list,all|NUMBER]     display the partitiontable, available devices, free space, all found partitions,or a particular partitionquit                                     exit programrescue START END                         rescue a lost partitionnear START and ENDresizepart NUMBER END                    resize partition NUMBERrm NUMBER                                delete partition NUMBERselect DEVICE                            choose the device toeditdisk_set FLAG STATE                      change the FLAG onselected devicedisk_toggle [FLAG]                       toggle the state of FLAGon selected deviceset NUMBER FLAG STATE                    change the FLAG onpartition NUMBERtoggle [NUMBER [FLAG]]                   toggle the state of FLAGon partition NUMBERunit UNIT                                set the default unit toUNITversion                                  display the versionnumber and copyright information of GNU Parted# 查看分区表，输入 print(parted) print
错误: /dev/sdb: unrecognised disk labelModel: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: unknown
Disk Flags: 

设置单位

parted工具默认单位是MB（10³K），设置为MiB（2¹⁰KiB）

(parted) unit MiB

管理 MBR 磁盘

设置磁盘分区管理方案

# 输入mklabel或mktable设置磁盘分区管理方案
# 设置分区方案为msdos，也就是MBR，输入mklabel msdos        
(parted) 'mklabel msdos'
Warning: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and all data on this disk will
be lost. Do you want to continue?
# 确认更改，输入y
Yes/No? `y`  (parted) 'print'
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
# 分区表已改成msdos
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start  End  Size  Type  File system  标志

**注意：**parted命令所做更改立刻生效。

创建分区

# 创建分区，输入 mkpart
(parted) 'mkpart'# 设置分区类型，输入 primary
分区类型？  primary/主分区/extended/扩展分区? 'primary'# 设置分区文件系统类型，输入 xfs，实际不生效，格式化文件系统仍需手动操作
文件系统类型？  [ext2]?'ext4'# 设置分区起始位置，输入 1
起始点？ '1MiB'# 设置分区结束位置，输入 10241
结束点？ '10241MiB'(parted) 'print'
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start   End     Size    Type     File system  标志1      1049kB  10.7GB  10.7GB  primary  xfs

# 修改单位
(parted) 'unit MiB'(parted) 'print'
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End       Size      Type     File system  标志1      1.00MiB  10241MiB  10240MiB  primary  xfs(parted) unit 'GiB'(parted) 'print'
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20.0GiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End      Size     Type     File system  标志1      0.00GiB  10.0GiB  10.0GiB  primary  xfs(parted) mkpart primary 10242 20478

扩展分区

# 1 代表分区号，4097代表分区结束位置
(parted) resizepart 1 4097                                                
(parted) print                                                            
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End      Size     Type     File system  Flags1      1.00MiB  4097MiB  4096MiB  primary  xfs

删除分区

 (parted) 'rm 2'(parted) 'print'
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End       Size      Type     File system  标志1      1.00MiB  10241MiB  10240MiB  primary  xfs

免交互操作

[root@server ~ 17:43:15]# parted /dev/sdb mklabel msdos
警告: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and
all data on this disk will be lost. Do you want to continue?是/Yes/否/No? Y
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:44:00]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start  End  Size  Type  File system  标志[root@server ~ 17:44:28]# parted /dev/sdb unit MiB mkpart pri
mary 1 2049
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:45:15]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End      Size     Type     File system  标志1      1.00MiB  2049MiB  2048MiB  primary[root@server ~ 17:45:43]# parted /dev/sdb unit MiB resizepart 1 5121
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:46:29]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End      Size     Type     File system  标志1      1.00MiB  5121MiB  5120MiB  primary[root@server ~ 17:46:49]# parted /dev/sdb unit MiB print 
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags: Number  Start    End      Size     Type     File system  标志1      1.00MiB  5121MiB  5120MiB  primary

管理 GPT 磁盘

管理GPT磁盘基本与管理MBR磁盘一致，除了创建分区。

设置磁盘分区管理方案

[root@server ~ 17:47:17]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
使用 /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of
commands.# 设置分区方案为gpt，输入mklabel gpt
(parted) mklabel gpt
警告: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and
all data on this disk will be lost. Do you want to continue?是/Yes/否/No? y(parted) print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
# 分区表已改成gpt
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start  End  Size  File system  Name  标志

创建分区

(parted) unit MiB(parted) mkpart# 设置分区名分区名称？  []? data01文件系统类型？  [ext2]? xfs起始点？ 1   结束点？ 2049(parted) print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start    End      Size     File system  Name    标志1      1.00MiB  2049MiB  2048MiB               data01

扩展分区

(parted) resizepart 1 5121(parted) print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start    End      Size     File system  Name    标志1      1.00MiB  5121MiB  5120MiB               data01

删除分区

(parted) rm 1(parted) print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start  End  Size  File system  Name  标志

免交互操作

# 设置磁盘分区管理方案
[root@server ~ 17:56:17]# parted /dev/sdb mklabel gpt
警告: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and
all data on this disk will be lost. Do you want to continue?是/Yes/否/No? y
信息: You may need to update /etc/fstab.# 查看分区
[root@server ~ 17:56:36]# parted /dev/sdb print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start  End  Size  File system  Name  标志# 创建分区
[root@server ~ 17:56:48]# parted /dev/sdb unit MiB mkpart data01 xfs 1 2049
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:57:35]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start    End      Size     File system  Name    标志1      1.00MiB  2049MiB  2048MiB               data01# 扩展分区
[root@server ~ 17:57:54]# parted /dev/sdb unit MiB resizepart 1 5121
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:58:39]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start    End      Size     File system  Name    标志1      1.00MiB  5121MiB  5120MiB               data01# 删除分区
[root@server ~ 17:58:58]# parted /dev/sdb rm 1
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 17:59:31]# parted /dev/sdb unit MiB print
Model: ATA VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 20480MiB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags: Number  Start  End  Size  File system  Name  标志

文件系统持久化挂载

环境准备

利用 parted 创建一个分区，并格式化为xfs文件系统。

[root@server ~ 17:59:36]# parted /dev/sdb mklabel gpt
警告: The existing disk label on /dev/sdb will be destroyed and
all data on this disk will be lost. Do you want to continue?是/Yes/否/No? y
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 18:02:45]# parted /dev/sdb unit MiB mkpart data01 xfs 1 2049
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@server ~ 18:03:22]# mkfs.xfs /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0# 如果格式化时候，提示存在文件系统，则需要-f选项强制格式化
[root@server ~ 18:03:48]# mkfs.xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs: /dev/sdb1 appears to contain an existing filesystem (xfs).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
[root@server ~ 18:04:12]# mkfs.xfs -f /dev/sdb1

持久化挂载

当服务器重启时，系统不会再次将文件系统自动挂载到目录树上，用户无法访问。为了确保系统在启动时自动挂载文件系统， 需要在 /etc/fstab文件中添加一个条目。

/etc/fstab 是以空格分隔的文件，每行具有六个字段。

• **第一个字段指定设备。**可以使用UUID或device来指定设备。
• **第二个字段是目录挂载点。**通过它可以访问目录结构中的块设备。挂载点必须存在；如果不存在，请使用mkdir命令进行创建。
• 第三个字段包含文件系统类型，如xfs或ext4 。
• 第四个字段是挂载选项，以逗号分隔的。 defaults是一组常用选项。详细信息参考mount(8) 。
• 第五个字段指定dump命令是否备份设备。
• 第六个字段指定fsck顺序字段，决定了在系统启动吋是否应运行fsck命令，以验证文件系统是否干净。 该字段中的值指示了 fsck的运行顺序。 对于XFS文件系统， 请将该字段设为0 ，因为XFS并不使用fsck来检查自己的文件系统状态。 对于ext4 文件系统，如果是根文件系统， 请将该字段设 为 1 ; 如果是其他ext4 文件系统， 则将该字段设为2。 这样， fsck就会先处理根文件系统，然后同步检查不同磁盘上的文件系统，并按顺序检查同一磁盘上的文件系统。

示例：

[root@server ~ 18:05:39]# blkid /dev/sdb1
/dev/sdb1: UUID="10a6b207-d485-4c5b-9bcc-3d50ed3cdddc" TYPE="xfs" PARTLABEL="data01" PARTUUID="7c2b61dc-c8d0-4fbf-b14d-dcdb0a3cf250" 
[root@server ~ 18:05:50]# mkdir /data01[root@server ~ 18:06:19]# vim /etc/fstab
# 最后一行增加一个条目
UUID="10a6b207-d485-4c5b-9bcc-3d50ed3cdddc" /data01 xfs defaults 0 0# 使用如下命令立刻挂载
[root@server ~ 18:08:16]# mount /data01
# 或者
[root@server ~ 18:08:16]# mount /dev/sdb1# 验证
[root@server ~ 18:08:47]# df -h /data01
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G   33M  2.0G    2% /data01# 重启系统验证
[root@server ~ 18:08:56]# reboot
[root@server ~ 18:11:48]# df -h /data01
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G   33M  2.0G    2% /data01

取消持久化挂载

删除/etc/fstab中对应条目即可。

综合案例：文件系统空间不足

情况1：大量的大文件占用空间

准备环境

[root@webapp ~ 14:14:35]# umount /webapp1
[root@webapp ~ 14:14:47]# umount /dev/sr0
# 或者
[root@webapp ~ 14:15:06]# umount -a
umount: /：目标忙。(有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以找到有关使用该设备的进程的有用信息)
umount: /sys/fs/cgroup/systemd：目标忙。(有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以找到有关使用该设备的进程的有用信息)
umount: /sys/fs/cgroup：目标忙。(有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以找到有关使用该设备的进程的有用信息)
umount: /run：目标忙。(有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以找到有关使用该设备的进程的有用信息)
umount: /dev：目标忙。(有些情况下通过 lsof(8) 或 fuser(1) 可以找到有关使用该设备的进程的有用信息)
[root@webapp ~ 14:15:16]# df
文件系统                   1K-块    已用     可用 已用% 挂载点
devtmpfs                  485728       0   485728    0% /dev
tmpfs                     497816    7952   489864    2% /run
tmpfs                     497816       0   497816    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 52403200 2311104 50092096    5% /
[root@webapp ~ 14:15:19]# wipefs -a /dev/sdb
/dev/sdb：2 个字节已擦除，位置偏移为 0x000001fe (dos)：55 aa
/dev/sdb: calling ioclt to re-read partition table: 成功

[root@webapp ~ 14:15:33]# parted /dev/sdb mklabel gpt
信息: You may need to update /etc/fstab.
[root@webapp ~ 14:17:53]# parted /dev/sdb unit MiB mkpart data01 xfs 1 2049
信息: You may need to update /etc/fstab.
[root@webapp ~ 14:18:13]# mkfs.xfs /dev/sdb1
mkfs.xfs: /dev/sdb1 appears to contain an existing filesystem (xfs).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
[root@webapp ~ 14:36:08]# mkfs.xfs -f /dev/sdb1
meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=524288, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@webapp ~ 14:36:21]# mkdir /myapp-1
[root@webapp ~ 14:36:38]# mount /dev/sdb1 /myapp-1
[root@webapp ~ 14:36:57]# cp -r /etc/ /myapp-1/# 创建一个大文件
[root@webapp ~ 14:37:16]# dd if=/dev/zero of=/myapp-1/etc/bigfile bs=1M count=2000
dd: 写入"/myapp-1/etc/bigfile" 出错: 设备上没有空间
记录了1973+0 的读入
记录了1972+0 的写出
2067791872字节(2.1 GB)已复制，4.3976 秒，470 MB/秒

原因：大文件占用大量空间。

解决方法：找到文件后删除。

[root@webapp ~ 14:38:18]# df -h /myapp-1
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G  2.0G  444K  100% /myapp-1# 方法1：find 查找
[root@webapp ~ 14:38:40]# find /myapp-1/ -size +100M
/myapp-1/etc/bigfile# 方法2：du 查找
[root@webapp ~ 14:39:05]# du -s /myapp-1/* |sort -n | tail -22052228	/myapp-1/etc
[root@webapp ~ 14:39:44]# du -s /myapp-1/etc/* |sort -n |tail -2
19452	/myapp-1/etc/selinux
2019328	/myapp-1/etc/bigfile
[root@webapp ~ 14:40:31]# du -s /myapp-1/etc/bigfile/* |sort -n |tail -2
du: 无法访问"/myapp-1/etc/bigfile/*": 不是目录# 删除大文件
[root@webapp ~ 14:41:20]# rm -f /myapp-1/etc/bigfile 
[root@webapp ~ 14:41:49]# df -h /myapp-1/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G   66M  2.0G    4% /myapp-1

找到文件后，删除即可。

情况2：删除文件后，空间没有释放

准备环境

[root@webapp ~ 14:42:01]# dd if=/dev/zero of=/myapp-1/etc/bigfile bs=1M count=2000
dd: 写入"/myapp-1/etc/bigfile" 出错: 设备上没有空间
记录了1973+0 的读入
记录了1972+0 的写出
2067791872字节(2.1 GB)已复制，1.43619 秒，1.4 GB/秒
[root@webapp ~ 14:42:23]# tail -f /myapp-1/etc/bigfile &
[1] 2250# 删除文件后，空间没有释放
[root@webapp ~ 12:13:28]# rm -f /myapp-1/etc/bigfile 
[root@webapp ~ 14:44:39]# df -h /myapp-1/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G  2.0G  444K  100% /myapp-1

原因：被删除的文件，仍然有程序在使用。

解决方法：找到像一个的程序并，终止程序。

[root@webapp ~ 14:45:24]# lsof |grep delete |grep /myapp-1
tail      2250         root    3r      REG               8,17 2067791872        814 /myapp-1/etc/bigfile (deleted)[root@webapp ~ 14:46:19]# kill 2250[root@webapp ~ 14:46:52]# df -h /myapp-1/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb1       2.0G   66M  2.0G    4% /myapp-1

建议：清理大文件，先使用重定向清空文件内容，再删除文件。

情况3：大量的小文件占用空间

准备环境

[root@webapp ~ 14:55:15]# parted /dev/sdb unit MiB mkpart data02 ext4 2049 3073
信息: You may need to update /etc/fstab.[root@webapp ~ 15:08:48]# mkfs.ext4 /dev/sdb2
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=4096 (log=2)
分块大小=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
65536 inodes, 262144 blocks
13107 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=0
Maximum filesystem blocks=268435456
8 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 32768, 98304, 163840, 229376Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (8192 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成[root@webapp ~ 15:09:09]# mkdir /myapp-2
[root@webapp ~ 15:09:38]# mount /dev/sdb2 /myapp-2
[root@webapp ~ 15:09:57]# df -i /myapp-2
文件系统       Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
/dev/sdb2      65536      11   65525       1% /myapp-2
[root@webapp ~ 15:10:08]# touch /myapp-2/file-{00001..65530}
touch: 无法创建"/myapp-2/file-65526": 设备上没有空间
touch: 无法创建"/myapp-2/file-65527": 设备上没有空间
touch: 无法创建"/myapp-2/file-65528": 设备上没有空间
touch: 无法创建"/myapp-2/file-65529": 设备上没有空间
touch: 无法创建"/myapp-2/file-65530": 设备上没有空间
[root@webapp ~ 15:10:42]# df -h /myapp-2/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sdb2       976M  4.4M  905M    1% /myapp-2

原因：文件系统中inode使用完了。

解决方法：删除大量的小文件或者将这些小文件备份到其他地方。

[root@webapp ~ 15:11:57]# df -hi /myapp-2
文件系统       Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
/dev/sdb2        64K     64K       0     100% /myapp-2# 思路1：直接将这些小文件移走或删除
[root@webapp ~ 15:12:16]# rm -f /myapp-2/file-0*# 思路2：合并大量小文件为单个文件
[root@webapp ~ 15:13:01]# cat /myapp-2/file-{00001..10000} > file-00001

思考：如何彻底擦除硬盘上数据

解答：

1. 逻辑破坏：用0填充所有数据，例如 dd if=/dev/zero of=/dev/sdb 。
2. 物理破坏，例如消磁。

Linux RAID 存储技术

参考：来源1

环境准备

虚拟机添加6块20G 硬盘，sdb sdc sdd sde sdf sdg

RAID 技术历史

1988 年美国加州大学伯克利分校的 D. A. Patterson 教授等人首次在论文 “A Case of Redundant Array of Inexpensive Disks” 中提出了 RAID 概念 ，即廉价磁盘冗余阵列（ Redundant Array of Inexpensive Disks ）。由于当时大容量磁盘比较昂贵， RAID 的基本思想是将多个容量较小、相对廉价的磁盘进行有机组合，从而以较低的成本获得与昂贵大容量磁盘相当的容量、性能、可靠性。随着磁盘成本和价格的不断降低， RAID 可以使用大部分的磁盘， “廉价” 已经毫无意义。因此， RAID 咨询委员会（ RAID Advisory Board, RAB ）决定用 “ 独立 ” 替代 “ 廉价 ” ，于时 RAID 变成了独立磁盘冗余阵列（ Redundant Array of Independent Disks ）。但这仅仅是名称的变化，实质内容没有改变。

RAID 实现方式

从实现角度看， RAID 主要分为：

• 软 RAID：所有功能均有操作系统和 CPU 来完成，没有独立的 RAID 控制 / 处理芯片和 I/O 处理芯片，效率最低。
• 硬 RAID ：配备了专门的 RAID 控制 / 处理芯片和 I/O 处理芯片以及阵列缓冲，不占用 CPU 资源，成本很高。
• 软硬混合 RAID：具备 RAID 控制 / 处理芯片，但缺乏 I/O 处理芯片，需要 CPU 和驱动程序来完成，性能和成本在软 RAID 和硬 RAID 之间。

RAID 级别

RAID 主要利用数据条带、镜像和数据校验技术来获取高性能、可靠性、容错能力和扩展性，根据运用或组合运用这三种技术的策略和架构，可以把 RAID 分为不同的等级，以满足不同数据应用的需求。 D. A. Patterson 等的论文中定义了 RAID1 ~ RAID5 原始 RAID 等级， 1988 年以来又扩展了 RAID0 和 RAID6 。

近年来，存储厂商不断推出诸如 RAID7 、 RAID10/01 、 RAID50 、 RAID53 、 RAID100 等 RAID 等级，但这些并无统一的标准。目前业界公认的标准是 RAID0 ~ RAID5 ，而在实际应用领域中使用最多的 RAID 等级是 RAID0 、 RAID1 、 RAID4 、 RAID5 、 RAID6 和 RAID10。

RAID 每一个等级代表一种实现方法和技术，等级之间并无高低之分。在实际应用中，应当根据用户的数据应用特点，综合考虑可用性、性能和成本来选择合适的 RAID 等级，以及具体的实现方式。

下面我们来详细介绍一下RAID的各个级别。

RAID 0

原理

RAID 0使用数据条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个磁盘驱动器上，而不进行冗余备份。数据被分成固定大小的块，并依次存储在每个磁盘上。例如，如果有两个驱动器（驱动器A和驱动器B），一块数据的第一个部分存储在驱动器A上，第二个部分存储在驱动器B上，以此类推。这种条带化的方式可以同时从多个驱动器读取或写入数据，从而提高系统的性能。

适用场景

RAID 0适用于需要高性能而不关心数据冗余的场景。以下是几种适合使用RAID 0的场景：

1. 视频编辑和处理：在视频编辑中，需要快速读取和写入大量数据。RAID 0可以通过并行读写操作提高数据传输速度，加快视频编辑和处理的速度。
2. 大型数据库应用：对于需要频繁访问和查询数据库的应用程序，RAID 0可以提供更快的数据访问速度，加快数据库操作的响应时间。
3. 实时流媒体：对于需要实时传输和处理大量数据的流媒体应用，RAID 0可以提供足够的带宽和吞吐量，确保流媒体内容的平滑播放。

优点

RAID 0具有以下优点：

1. 高性能：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 0可以提供更快的数据传输速度和更高的系统性能。
2. 成本效益：相对于其他RAID级别（如RAID 1或RAID 5），RAID 0不需要额外的磁盘用于冗余备份，因此在成本上更具竞争力。

缺点

RAID 0也存在一些缺点：

1. 缺乏冗余：由于RAID 0不提供数据冗余，如果任何一个驱动器发生故障，所有数据都可能丢失。因此，RAID 0不适合存储关键数据。
2. 可靠性降低：由于没有冗余备份，RAID 0的可靠性相对较低。如果任何一个驱动器发生故障，整个阵列的可用性将受到影响。

RAID 1

原理

RAID 1使用数据镜像（mirroring）的方式将数据完全复制到两个或多个磁盘驱动器上。当写入数据时，数据同时写入所有驱动器。这样，每个驱动器都具有相同的数据副本，从而实现数据的冗余备份。如果其中一个驱动器发生故障，系统可以继续从剩余的驱动器中读取数据，确保数据的可用性和完整性。

适用场景

RAID 1适用于对数据冗余和高可用性要求较高的场景。以下是几种适合使用RAID 1的场景：

1. 关键数据存储：对于关键数据的存储，如企业的财务数据、客户信息等，RAID 1可以提供数据冗余备份，以防止数据丢失。
2. 数据库服务器：对于需要高可用性和容错性的数据库服务器，RAID 1可以确保数据的持久性和可用性，即使一个驱动器发生故障，也可以从其他驱动器中读取数据。
3. 文件服务器：对于共享文件的服务器，RAID 1可以提供冗余备份，确保文件的可靠性和高可用性。

优点

RAID 1具有以下优点：

1. 数据冗余备份：RAID 1通过数据镜像将数据完全复制到多个驱动器上，提供冗余备份，保护数据免受驱动器故障的影响。
2. 高可用性：由于数据的冗余备份，即使一个驱动器发生故障，系统仍然可以从其他驱动器中读取数据，保证数据的可用性和连续性。
3. 读取性能提升：RAID 1可以通过并行读取数据的方式提升读取性能，从而加快数据访问速度。

缺点

RAID 1也存在一些缺点：

1. 成本增加：由于需要额外的磁盘用于数据冗余备份，RAID 1的成本相对较高。需要考虑额外的硬件成本。
2. 写入性能略低：由于数据需要同时写入多个驱动器，相对于单个驱动器的写入性能，RAID 1的写入性能可能略低。

RAID 5

原理

RAID 5使用数据条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个磁盘驱动器上，并通过分布式奇偶校验实现数据的冗余备份。数据和奇偶校验信息被组织成数据块，其中奇偶校验信息被分布式存储在不同的驱动器上。当写入数据时，奇偶校验信息也会被更新。如果其中一个驱动器发生故障，系统可以通过重新计算奇偶校验信息来恢复丢失的数据。这种方式可以同时提供性能增强和数据冗余。

适用场景

RAID 5适用于需要性能增强和数据冗余的场景。以下是几种适合使用RAID 5的场景：

1. 文件服务器：对于文件服务器，RAID 5可以提供高性能的数据访问和数据冗余备份，确保文件的安全性和可用性。
2. 数据库服务器：对于需要高性能和数据冗余的数据库服务器，RAID 5可以提供快速的数据读取和写入，同时保护数据免受驱动器故障的影响。
3. 小型企业环境：对于小型企业，RAID 5提供了经济实惠的解决方案，同时提供了性能和数据冗余的好处。

优点

RAID 5具有以下优点：

1. 性能增强：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 5可以提供较高的数据传输速度和系统性能。
2. 数据冗余备份：通过分布式奇偶校验，RAID 5可以提供数据的冗余备份，保护数据免受驱动器故障的影响。
3. 成本效益：相对于其他RAID级别（如RAID 1），RAID 5只需要额外一个驱动器用于奇偶校验信息，从而在成本上更具竞争力。

缺点

RAID 5也存在一些缺点：

1. 写入性能受限：由于写入数据时需要重新计算奇偶校验信息，相对于读取操作，RAID 5的写入性能较低。
2. 驱动器故障期间的数据完整性：如果一个驱动器发生故障，系统在恢复数据时需要进行计算，这可能导致数据访问速度较慢，并且在此期间可能会有数据完整性的风险。

RAID 6

原理

RAID 6使用数据条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个磁盘驱动器上，并通过分布式奇偶校验和双重奇偶校验实现数据的冗余备份。数据和奇偶校验信息被组织成数据块，其中奇偶校验信息被分布式存储在不同的驱动器上，并通过双重奇偶校验提供更高的数据冗余性。当写入数据时，奇偶校验信息也会被更新。如果其中两个驱动器发生故障，系统可以通过重新计算奇偶校验信息来恢复丢失的数据。这种方式可以同时提供性能增强和更高级别的数据冗余。

适用场景

RAID 6适用于需要更高级别的数据冗余和性能增强的场景。以下是几种适合使用RAID 6的场景：

1. 大容量存储系统：对于需要大容量存储和数据冗余备份的系统，如大型文件服务器或存档系统，RAID 6可以提供更高级别的数据冗余性。
2. 长时间运行的应用程序：对于需要长时间运行的关键应用程序，如数据库服务器，RAID 6可以提供更高级别的数据冗余和故障容忍性。
3. 虚拟化环境：在虚拟化环境中，需要高性能和更高级别的数据冗余来支持多个虚拟机的运行。RAID 6可以满足这些要求。

优点

RAID 6具有以下优点：

1. 更高级别的数据冗余：通过分布式奇偶校验和双重奇偶校验，RAID 6可以提供更高级别的数据冗余性，即使同时发生两个驱动器故障，仍能恢复丢失的数据。
2. 性能增强：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 6可以提供较高的数据传输速度和系统性能。

缺点

RAID 6也存在一些缺点：

1. 写入性能略低：由于数据需要同时写入多个驱动器，并进行双重奇偶校验计算，相对于读取操作，RAID 6的写入性能较低。
2. 较高的成本：由于需要额外的磁盘用于奇偶校验信息和更复杂的计算，RAID 6的成本相对较高。需要考虑额外的硬件成本。

RAID 10

原理

RAID 10使用条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个磁盘驱动器上，并通过镜像（mirroring）实现数据的冗余备份。数据被分成固定大小的块，并依次存储在不同的驱动器上，类似于RAID 0。然而，每个数据块都会被完全复制到另一个驱动器上，实现数据的冗余备份，类似于RAID 1。这样，RAID 10在提供性能增强的同时，也提供了数据的冗余保护。

适用场景

RAID 10适用于需要高性能和数据冗余的场景。以下是几种适合使用RAID 10的场景：

1. 数据库服务器：对于需要高可用性和性能的数据库服务器，RAID 10可以提供快速的数据读取和写入，同时保护数据免受驱动器故障的影响。
2. 虚拟化环境：在虚拟化环境中，需要高性能和数据冗余来支持多个虚拟机的运行。RAID 10可以满足这些要求，提供性能增强和数据保护。
3. 关键业务应用：对于关键业务应用，如金融交易系统或在线电子商务平台，RAID 10可以提供高可用性和快速的数据访问，确保业务的连续性和稳定性。

优点

RAID 10具有以下优点：

1. 高性能：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 10可以提供较高的数据传输速度和系统性能。
2. 数据冗余备份：通过数据镜像将数据完全复制到另一个驱动器上，RAID 10提供了数据的冗余备份，保护数据免受驱动器故障的影响。
3. 较高的可靠性：由于RAID 10采用镜像的方式进行数据冗余备份，即使一个驱动器发生故障，仍然可以从其他驱动器中读取数据，确保数据的可用性和连续性。
4. 快速的故障恢复：在RAID 10中，如果一个驱动器发生故障，系统可以直接从镜像驱动器中恢复数据，而无需进行复杂的计算，从而加快故障恢复的速度。

缺点

RAID 10也存在一些缺点：

1. 较高的成本：相对于其他RAID级别，RAID 10需要更多的驱动器用于数据镜像，从而增加了硬件成本。
2. 低效的空间利用：由于RAID 10的数据镜像特性，有效的存储容量只等于所有驱动器中一半的容量，因此空间利用率较低。

RAID 50

原理

RAID 50使用条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个RAID 5组中，并通过RAID 0的条带化方式对这些RAID 5组进行条带化。每个RAID 5组由多个磁盘驱动器组成，并使用分布式奇偶校验来提供数据冗余备份。RAID 0则通过将数据划分为固定大小的块，并将这些块依次存储在多个驱动器上，提供了更高的性能。这样，RAID 50既提供了数据冗余备份，又提供了性能增强。

适用场景

RAID 50适用于需要高性能和更高级别的数据冗余的场景。以下是几种适合使用RAID 50的场景：

1. 大规模数据存储：对于需要大规模数据存储和数据冗余备份的系统，如视频编辑、数据分析或大型数据库，RAID 50可以提供高性能和较高级别的数据冗余性。
2. 图形渲染和动画制作：在图形渲染和动画制作领域，需要高性能的存储系统来处理大型文件和复杂的渲染任务。RAID 50可以满足这些要求，提供快速的数据读取和写入速度。
3. 虚拟化环境：在虚拟化环境中，需要高性能和更高级别的数据冗余来支持多个虚拟机的运行。RAID 50可以满足这些要求，提供性能增强和数据保护。

优点

RAID 50具有以下优点：

1. 高性能：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 50可以提供较高的数据传输速度和系统性能。
2. 更高级别的数据冗余：由于采用了多个RAID 5组的方式，RAID 50提供了更高级别的数据冗余备份，即使同时发生多个驱动器故障，仍能恢复丢失的数据。

缺点

RAID 50也存在一些缺点：

1. 较高的成本：由于需要更多的驱动器用于数据条带化和数据冗余备份，RAID 50的硬件成本相对较高。
2. 配置和管理复杂性：由于涉及多个RAID 5组和驱动器，RAID 50的配置和管理相对复杂，需要更多的注意和维护。

RAID 60

原理

RAID 60采用条带化（striping）的方式将数据分散存储在多个RAID 6组中，并通过RAID 0的条带化方式对这些RAID 6组进行条带化。每个RAID 6组由多个磁盘驱动器组成，并使用分布式奇偶校验来提供数据的冗余备份。RAID 0则通过将数据划分为固定大小的块，并将这些块依次存储在多个驱动器上，提供了更高的性能。这样，RAID 60既提供了更高级别的数据冗余备份，又提供了性能增强。

适用场景

RAID 60适用于需要更高级别的数据冗余和更高性能的场景。以下是几种适合使用RAID 60的场景：

1. 大型数据库系统：对于大型数据库系统，需要高可用性、高性能和更高级别的数据冗余来确保数据的完整性和可靠性。RAID 60可以提供这些要求。
2. 大规模数据分析：在大规模数据分析领域，需要高性能的存储系统来处理大量数据的读取和写入。RAID 60可以满足这些要求，提供较高的数据传输速度和系统性能。
3. 视频流****媒体处理：对于视频流媒体处理应用，需要快速的数据读取和写入，以确保流畅的视频播放和高质量的媒体处理。RAID 60可以满足这些要求。

优点

RAID 60具有以下优点：

1. 更高级别的数据冗余：由于采用了多个RAID 6组的方式，RAID 60提供了更高级别的数据冗余备份，即使同时发生多个驱动器故障，仍能恢复丢失的数据。
2. 高性能：通过数据条带化和并行读写操作，RAID 60可以提供较高的数据传输速度和系统性能。

缺点

RAID 60也存在一些缺点：

1. 较高的成本：由于需要更多的驱动器用于数据条带化和数据冗余备份，RAID 60的硬件成本相对较高。
2. 配置和管理复杂性：由于涉及多个RAID 6组和驱动器，RAID 60的配置和管理相对复杂，需要更多的注意和维护。

RAID 级别总结

RAID级别	最小磁盘数	容错能力	磁盘空间开销	读取速度	写入速度	硬件成本
RAID 0	2	无	0%	高	高	低
RAID 1	2	单个磁盘	50%	高	低	中
RAID 5	3	单个磁盘	1 / N	中	低	中
RAID 6	4	两个磁盘	2 / N	中	低	高
RAID 10	4	多个磁盘	50%	高	中	高
RAID 50	6	多个磁盘	1 / N	高	中	高
RAID 60	8	多个磁盘	50%	高	中	高

管理软 RAID

RHEL 提供多磁盘和设备管理 (mdadm) 程序实用程序来创建和管理软件RAID。

管理 RAID0

创建 RAID

# 创建一个包含2个块设备的raid0设备/dev/md0
[root@server ~ 22:39:44]# mdadm --create /dev/md0 --level 0 --raid-devices 2 /dev/sd{b,c}
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

查看 RAID

# 查看 raid 概要信息
[root@server ~ 22:39:58]# cat /proc/mdstat
Personalities : [raid0] 
md0 : active raid0 sdc[1] sdb[0]41908224 blocks super 1.2 512k chunksunused devices: <none># 查看 raid 设备详细信息
[root@server ~ 22:40:15]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:Version : 1.2Creation Time : Mon Sep 22 22:39:57 2025Raid Level : raid0Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)Raid Devices : 2Total Devices : 2Persistence : Superblock is persistentUpdate Time : Mon Sep 22 22:39:57 2025State : clean Active Devices : 2Working Devices : 2Failed Devices : 0Spare Devices : 0Chunk Size : 512KConsistency Policy : noneName : server.ghl.cloud:0  (local to host server.ghl.cloud)UUID : 84b083e3:2de8fcc1:c14c8d03:6f6309c8Events : 0Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       16        0      active sync   /dev/sdb1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

需要关注的属性：

• Raid Level : raid0
• State : clean
• Chunk Size : 512K
• 设备清单

[root@server ~ 22:40:34]# lsblk /dev/md0
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md0    9:0    0  40G  0 raid0 

格式化和挂载

[root@server ~ 22:40:51]# mkfs.xfs /dev/md0
mkfs.xfs: /dev/md0 appears to contain an existing filesystem (xfs).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
[root@server ~ 22:41:24]# mkdir /raid/raid0[root@server ~ 22:49:17]# mount /dev/md0 /raid/raid0
[root@server ~ 22:49:56]# df -h /raid/raid0

管理 RAID1

创建 RAID

# 创建一个包含2个块设备的raid1设备/dev/md1
[root@server ~ 16:13:03]# mdadm --create /dev/md1 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sd{d,c}
mdadm: Note: this array has metadata at the start andmay not be suitable as a boot device.  If you plan tostore '/boot' on this device please ensure thatyour boot-loader understands md/v1.x metadata, or use--metadata=0.90
Continue creating array? y
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.

查看同步数据的进度

[root@server ~ 16:14:23]# mdadm -D /dev/md1 |tailResync Status : 38% completeName : server.ghl.cloud:1  (local to host server.ghl.cloud)UUID : c959aa7e:9135b5a9:c9079015:8e751dfeEvents : 6Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       48        0      active sync   /dev/sdd1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

查看 RAID

[root@server ~ 16:16:55]# mdadm --detail /dev/md1
/dev/md1:Version : 1.2Creation Time : Mon Sep 22 16:14:23 2025Raid Level : raid1Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)Raid Devices : 2Total Devices : 2Persistence : Superblock is persistentUpdate Time : Mon Sep 22 16:16:55 2025State : clean Active Devices : 2Working Devices : 2Failed Devices : 0Spare Devices : 0Consistency Policy : resyncName : server.ghl.cloud:1  (local to host server.ghl.cloud)UUID : c959aa7e:9135b5a9:c9079015:8e751dfeEvents : 17Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       48        0      active sync   /dev/sdd1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

需要关注的属性：

• Raid Level : raid1
• State : clean, resyncing，正在同步。
• Consistency Policy : resync
• Resync Status : 33% complete，同步进度。
• 设备清单

[root@server ~ 16:16:13]# lsblk /dev/md1
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md1    9:1    0  20G  0 raid1 

格式化和挂载

等待同步完成：直到同步进度达到100%，然后进行格式化和挂载。

[root@server ~ 16:16:24]# mkfs.xfs /dev/md1
[root@server ~ 16:40:28]# mkdir /raid
[root@server ~ 16:41:04]# mkdir /raid/raid1
[root@server ~ 16:41:07]# mount /dev/md1 /raid/raid1
[root@server ~ 16:41:34]# df -h /raid/raid1
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/md1         20G   33M   20G    1% /raid/raid1# 创建数据
[root@server ~ 16:41:51]# cp /etc/ho* /raid/raid1
[root@server ~ 16:42:24]# ls /raid/raid1
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

增加热备盘

[root@server ~ 16:44:45]# mdadm /dev/md1 --add /dev/sdb
mdadm: added /dev/sdb[root@server ~ 16:45:54]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       48        0      active sync   /dev/sdd1       8       32        1      active sync   /dev/sdc2       8       16        -      spare   /dev/sdb
# /dev/sdd的状态为spare（备用）

模拟故障

# 强制成员盘故障
[root@server ~ 16:46:19]# mdadm /dev/md1 --fail /dev/sdc
mdadm: set /dev/sdc faulty in /dev/md1# 查看成员状态
[root@server ~ 16:47:23]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       48        0      active sync   /dev/sdd2       8       16        1      spare rebuilding   /dev/sdb1       8       32        -      faulty   /dev/sdc
# /dev/sdd立刻顶替故障磁盘，并进行同步# 数据依然正常访问
[root@server ~ 16:48:34]# ls /raid/raid1
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny
[root@server ~ 16:48:52]# cat /raid/raid1/hostname
server.ghl.cloud

删除故障磁盘

[root@server ~ 16:50:26]# mdadm /dev/md1 --remove /dev/sdc
mdadm: hot removed /dev/sdc from /dev/md1[root@server ~ 16:50:40]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5Events : 38Number   Major   Minor   RaidDevice State0       8       48        0      active sync   /dev/sdd2       8       16        1      active sync   /dev/sdb

删除 RAID

# 卸载
[root@server ~ 16:51:09]# umount /dev/md1# stop RAID 阵列，将删除阵列
[root@server ~ 16:51:55]# mdadm --stop /dev/md1
mdadm: stopped /dev/md1# 清除原先设备上的 md superblock
[root@server ~ 16:52:15]# mdadm --zero-superblock /dev/sd{b..d}

补充说明

RAID1的设计初衷是数据冗余和可靠性，‌而不是为了增加存储容量。‌因此，‌即使添加了新的硬盘并进行了扩容操作，‌由于RAID1的工作方式，‌其总容量是不会增加的。