Linux学习笔记(四)-存储管理与文件系统

存储管理与文件系统

一. 逻辑卷基本原理

1. 卷组
- 一个PV(物理卷)要划分为大小相等的PP(物理分区)
- 同一个VG中的不同PV的PP大小要一样，默认的PP大小为4M
- PV必须加入一个VG中，系统才能使用其存储空间
- 一个卷组VG可以拥有多个硬盘，但至少拥有一个硬盘(hdisk)
- 一个硬盘(hdisk)只能属于一个VG(卷组)，不能同时属于多个不同VG
- 用户可以创建多个不同VG，rootvg是操作系统所在的VG

2 . 卷组描述区VGDA(Volume Group Descriptor Area)
- VGDA是硬盘上的一块区域，包含整个卷组的信息，比如VG所拥有的所有逻辑卷和物理卷信息
- 当在一个VG中添加或删除一个PV时，会相应修改VGDA中的信息
- 为了确保描述卷组内逻辑卷和物理卷管理数据的完整性，要激活一个卷组，系统要求必须要有足够的可用的VGDA的个数，即满足quorum,
quorum一般要求至少要有51%可用

卷组描述区示意图如下：

3 . 逻辑卷

- 系统安装后，默认创建了多个系统逻辑卷，他们是以hd打头，如hd4、hd1、hd2等
- 创建了逻辑卷后，可以在上面创建应用

例如用于日志文件系统，如/dev/hd4；用于调页空间，如/dev/hd6；用于日志文件系统日志，如/dev/hd8；用于引导内核，如/dev/hd5；还可以直接是裸设备，用于数据库软件的数据存取等

- 每个卷组中用户可定义的逻辑卷最大可达256，但是实际的限制取决于分配给卷组的物理卷个数
- 逻辑卷空间不足，只要卷组中还有足够的PP数量，那么逻辑卷空间都可以动态增大

LV M概念图如下：

三者关系总结：

二.Linux 文件系统
1. 概念
- 文件系统是存储文件的目录层次结构，由一个根目录和许多子目录组成
- 文件系统是数据存储的方式
2. 文件系统的满错误
- 不同文件系统的数据存在磁盘的不同区域上，文件系统的长度不变时，即使整个系统仍有空闲的磁盘空间，当某个文件系统满时也会发生文件系统满错误
3. 超级块、备份块、inode
3.1 超级快
- 文件系统的第一个可寻址的块称为超级块, 该块存放
文件系统的标识信息(如文件系统名、文件系统长度、
inodes的数目）以及空闲inode表，空闲块表等
3.2 备份块
- 超级块是文件系统的关键数据，如果超级块损坏，则
文件系统不能正常mount。因此在第31块上存放了超级
块的备份块，以备超级块损坏时恢复
3.3 inode
- 超级块之后是固定数目的inodes， inodes存放了文件的标识信息，此外还包含指向文件数据块的指针
- 索引节点(inode)的信息可以用ls –l命令列出
- Inode不保存文件名，文件名存放在文件所在的目录文件里

三. AIX的JFS文件系统
1. 概述
- 传统的UNIX系统并不能保证在系统故障后不损失文件，尤其是当文件处于“动态”的变化中时
- AIX集成了数据库日志技术，如果文件发生更改，首先会在一个日志中记载文件结构信息的变化，然后再相应地调整文件内容
- 这个用于记录文件系统的结构信息（元数据）变化的日志就是JFS log。文件系统发生崩溃等事故后（如数据不一致等错误），AIX将通过这个日志来恢复文件系统
- AIX安装时系统默认创建的日志设备（JFS Log）是逻辑卷 /dev/hd8
2. AIX文件系统的组织

四. Linux下的换页空间
Step 1.查看Swap空间使用

# free      total        used              free     shared  buffers cached Mem:           513980    493640      20340          0     143808     271780 -/+ buffers/cache:  78052     435928 Swap:            1052248      21256    1030992                            

Step 2.在空间合适处创建swap文件

# mkdir swap# cd swap //增加1G# dd if=/dev/zero of=swapfile bs=1024 count=1000000   10000+0 records in 10000+0 records out # ls -al total 10024 drwxr-xr-x    2 root     root         4096  7月 28 14:58 . drwxr-xr-x   19 root     root         4096  7月 28 14:57 .. -rw-r--r--    1 root     root     10240000  7月 28 14:58 swapfile # mkswap swapfile Setting up swapspace version 1, size = 9996 KiB 

Step 3.激活swap文件

# swapon swapfile# ls -l total 10016 -rw-r--r--    1 root     root     10240000  7月 28 14:58 swapfile # free                           total       used       free     shared    buffers     cached Mem:                  513980     505052       8928          0     143900     282288 -/+ buffers/cache: 78864     435116 Swap:                1062240      21256    1040984

若要想使开机时自启用，则需修改文件/etc/fstab中的swap行：

/root/swap/swapfile swap swap defaults 0 0 

五. 挂接技术

1. 基本命令
   
# mount /dev/lv00 /home/patsie
// /dev/lv00指what to mount
// /home/patsie指where to mount it

2. Mount在空目录
   

3. Mount在非空目录
   

   4 . 系统引导后自动挂接文件系统
   Add to /etc/fstab:
   

六. 备份和恢复技术
1. 需要备份的目录
一般情况下，以下这些目录是需要备份的:
- /etc: 包含所有核心配置文件。这其中包括网络配置、系统名称、防火墙规则、用户、组，以及其他全局系统项
- /var 包含系统守护进程（服务）所使用的信息，包括 DNS 配置、DHCP 租期、邮件缓冲文件、HTTP 服务器文件、db2 实例配置，等等
- /home 包含所有用户的默认用户主目录。这包括他们的个人设置、已下载的文件和用户不希望失去的其他信息
- /root 是根（root）用户的主目录
- /opt 是安装许多非系统文件的地方。IBM 软件就安装在这里。OpenOffice、JDK 和其他软件在默认情况下也安装在这里
2. 不需要备份的目录
有些目录是应该考虑不备份的:
- /proc 应该永远不要备份这个目录。它不是一个真实的文件系统，而是运行内核和环境的虚拟化视图
- /dev 包含硬件设备的文件表示。如果计划还原到一个空白的系统，那就可以备份 /dev。然而，如果计划还原到一个已安装的 Linux 系统，那么备份 /dev 是没有必要的
- 其他目录包含系统文件和已安装的包。在服务器环境中，这其中的许多信息都不是自定义的。大多数自定义都发生在 /etc 和/home 目录中
- 在生产环境中，希望确保数据不会丢失，因而会备份除 /proc 目录之外的整个系统
3. 备份工具
- Linux 备份在很大程度上就是打包和解包文件。这允许使用现有的系统实用工具和脚本来执行备份，而不必购买商业化的软件包
- 备份脚本可以使用 cron 命令来自动化，这个命令控制 Linux 中预定的事件
4. 备份命令tar
4.1. tar命令介绍
- tar 是一个已移植到 Linux 中的经典 UNIX 命令。 tar 是 tape archive（磁带归档）的缩写，最初设计用于将文件打包到磁带上。这是一个基于文件的命令，它本质上是连续地、首尾相连地堆放文件
- 使用 tar 可以打包整个目录树，这使得它特别适合用于备份。归档文件可以全部还原，或从中展开单独的文件和目录
4.2. tar语法

 语法：tar [主选项+辅选项] 文件或者目录    使用该命令时，主选项是必须要有的，它告诉tar要做什么事情，辅选项是辅助使用的，可以选用主选项：-c 创建新的档案文件。如果用户想备份一个目录或是一些文件，就要选择这个选项。相当于打包。-x 从档案文件中释放文件。相当于拆包。-t 列出档案文件的内容，查看已经备份了哪些文件。特别注意，在参数的下达中， c/x/t 仅能存在一个！不可同时存在！因为不可能同时压缩与解压缩。辅助选项：-z ：是否需要用 gzip 压缩或解压？ 一般格式为xx.tar.gz或xx. tgz-j ：是否需要用 bzip2 压缩或解压？一般格式为xx.tar.bz2  -v ：压缩的过程中显示文件！--exclude FILE：在压缩的过程中，不要将 FILE 打包！

4.3. 几个常用例子
范例一：将整个 /etc 目录下的文件全部打包成为 /tmp/etc.tar

# tar -cvf /tmp/etc.tar /etc　　　　<==仅打包，不压缩！# tar -zcvf /tmp/etc.tar.gz /etc　　<==打包后，以 gzip 压缩# tar -jcvf /tmp/etc.tar.bz2 /etc　　<==打包后，以 bzip2 压缩// 特别注意，在参数 f 之后的文件名是自己取的，我们习惯上都用 .tar // 如果加 z 参数，则以 .tar.gz 或 .tgz 来代表 gzip 压缩过的 tar file // 如果加 j 参数，则以 .tar.bz2 来作为文件名

范例二：查阅上述 /tmp/etc.tar.gz 文件内有哪些文件？

# tar -ztvf /tmp/etc.tar.gz// 因为我们使用 gzip 压缩，所以要查阅该 tar file 内的文件时，就得要加上 z 这个参数

范例三：将 /tmp/etc.tar.gz 文件解压缩在 /usr/local/src 底下

# cd /usr/local/src# tar -zxvf /tmp/etc.tar.gz// 我们可以将压缩档在任何地方解开的！以这个范例来说，先将工作目录变换到 /usr/local/src 下，并且解开 /tmp/etc.tar.gz，则解开的目录会在 /usr/local/src/etc

范例四：在 /tmp 下，只将 /tmp/etc.tar.gz 内的 etc/passwd 解开而已

# cd /tmp# tar -zxvf /tmp/etc.tar.gz etc/passwd//我们可以通过 tar -ztvf 来查阅 tarfile 内的文件名称，如果只要一个文件，就可以通过这个方式来达到//注意： etc.tar.gz 内的根目录 / 被拿掉了

范例五：我要备份 /home, /etc ，但不要 /home/user001

# tar --exclude /home/user001 -zcvf myfile.tar.gz /home/* /etc