Linux系统存储管理与RAID配置全解析

### Linux系统存储管理与RAID配置全解析 #### 1. CD-ROM镜像制作与刻录 在Linux系统中，我们可以使用Red Hat发行版文件创建CD-ROM镜像。以下是创建镜像的具体命令： ```bash mkisofs -o rd8-0.iso -b isolinux/isolinux.bin \ -c isolinux/boot.cat -no-emul-boot \ -boot-load-size 4 -boot-info-table \ -v -r -R -T -J -V "Red8.0" /mnt/cdrom ``` 当`mkisofs`创建好CD镜像文件后，我们可以使用`cdrecord`或`cdwrite`将其写入可写CD。如果系统中有多个CD刻录设备，需要通过指定SCSI总线编号来选择要使用的CD-R/RW驱动器（在Linux中，即使是IDE CD-R/RW驱动器也被视为SCSI设备）。可以使用`cdrecord -scanbus`选项来查找可重写设备的SCSI编号。例如，可重写CD/RW驱动器的设备编号为0,0，使用`dev=`选项指定该驱动器，最后一个参数是CD镜像文件的名称。示例如下： ```bash cdrecord dev=0,0 mydocuments.iso ``` 如果要创建音频CD，可以使用`-audio`选项，该选项使用CD-DA音频格式： ```bash cdrecord dev=0,0 -audio moresongs.iso ``` 此外，`cdrecord`的`dummy`选项可以让我们测试给定镜像的CD写入操作。 #### 2. 系统备份工具 系统备份是保障数据安全的重要手段，在Linux系统中有多种备份工具可供选择。 - **tar**：通常与磁带设备一起使用进行备份。可以使用`cron`实用程序自动安排备份任务，通过在`cron`中设置相应的`tar`命令，实现定时备份。 - **anacron**：作为`cron`的替代方案，`anacron`仅在需要执行预定任务时才会激活。`anacron`作业记录在`/etc/anacrontab`文件中，对于每个预定任务，需要指定执行的间隔天数（7表示每周，30表示每月）、执行时间（以分钟为单位）、任务描述以及要执行的命令。对于备份任务，命令通常是`tar`操作。可以使用`redhat-config-services`开启`anacron`服务，使其在系统启动时自动启动。 - **Amanda**：用于备份连接到网络的主机。它使用`tar`工具将所有主机的数据备份到作为备份服务器的单个主机上。每个主机将备份数据发送到Amanda服务器，服务器将数据写入磁带等备份介质。通过Amanda服务器，所有主机的备份操作集中在一台服务器上，而不是每个主机都自行执行备份。需要恢复数据的主机只需向Amanda服务器请求，指定文件系统、日期和文件名即可。Amanda有自己的命令，如`amdump`、`amrestore`和`amrecover`，配置文件位于`/etc/amanda`和日志中，数据库文件位于`/var/adm/amanda`。 需要注意的是，基于Unix的`dump`和`restore`实用程序在Linux系统中仍然可用，但在基于2.4内核的系统（如Red Hat Linux 8.0）中已被弃用，不再可靠。另外，可以使用`mt`命令控制磁带设备，它有倒带、擦除和定位磁带的选项；`rmt`命令用于控制远程磁带设备。 #### 3. RAID和LVM概述 随着硬盘价格的下降、性能的提升和容量的增大，即使是专业系统也会使用多个硬盘。使用多个硬盘为确保存储可靠性和更方便地组织硬盘访问提供了机会。Linux提供了两种更好地管理硬盘的方法：RAID（Redundant Arrays of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）和LVM（Logical Volume Management，逻辑卷管理）。 - **RAID**：将相同的数据存储在多个硬盘的不同位置，这些硬盘被视为一个单一的硬盘。它包含恢复信息，在某个硬盘出现故障时可以恢复文件。 - **LVM**：将所有硬盘组织成逻辑卷，将多个硬盘的存储能力合并为一个逻辑卷。系统将其视为一个大的存储设备，无需对每个底层硬盘及其分区进行微观管理。 #### 4. 在内核中启用RAID和LVM Red Hat在Linux安装过程中提供了创建、安装和配置RAID和LVM设备的方法。如果要在安装后添加这些设备，首先需要在内核中启用对RAID的支持（RAID默认未启用，除非在安装时安装了RAID设备）。需要配置内核模块，在Linux内核配置窗口中选择多设备支持（RAID和LVM），然后可以选择将RAID和LVM支持作为模块或内置内核功能启用（如果将它们作为内核的一部分，需要重新构建整个内核）。对于RAID设备，可以选择要安装的Linux软件RAID设备类型。 #### 5. RAID设备配置 RAID是一种跨多个磁盘存储数据的方法，旨在提供更高的性能和冗余性。通过RAID，操作系统可以将多个硬盘视为一个硬盘，RAID可以高效地在这些磁盘上存储和检索数据，而无需操作系统将每个磁盘作为单独的文件系统进行访问。这使得在添加或删除硬盘时更加灵活，同时在存储系统中实现冗余以提高可靠性。 RAID可以在硬件或软件层面实现： - **硬件层面**：硬盘连接到RAID硬件控制器（通常是特殊的PC卡），操作系统通过RAID硬件控制器访问存储。 - **软件层面**：使用软件RAID控制器程序管理作为RAID设备的硬盘访问，软件版本允许使用IDE硬盘作为RAID磁盘。Linux使用2.4内核支持的MD驱动程序实现软件RAID控制器。Linux软件RAID支持五个级别（线性、0、1、4和5），而硬件RAID支持更多级别，如6到10级，这些级别提供了更高的性能和可靠性组合。 在使用RAID之前，需要确保内核支持所需的RAID级别，否则需要重新配置并安装内核的RAID模块。可以在核配置中检查多驱动支持组件，指定支持的RAID级别。 #### 6. Linux软件RAID级别 Linux软件RAID可以在不同级别实现，不同级别对应不同的功能，如组织性、效率、冗余性或重建能力。大多数级别要求硬盘设备的大小相同，对于镜像RAID 1，需要相同大小的磁盘，对于RAID 5，建议使用相同大小的磁盘。Linux软件RAID支持的五个级别如下表所示： | RAID级别 | 功能 | 描述 | | ---- | ---- | ---- | | 线性 | 追加 | 简单地将RAID硬盘视为一个虚拟驱动器，没有条带化、镜像或奇偶校验重建。 | | 0 | 条带化 | 实现跨驱动器的磁盘条带化，没有冗余。 | | 1 | 镜像 | 实现高级别的冗余，每个驱动器作为所有数据的镜像。 | | 5 | 分布式奇偶校验 | 使用奇偶校验信息实现数据重建能力，奇偶校验信息分布在所有驱动器上，而不是像RAID 4那样使用单独的驱动器。 | 下面对各个级别进行详细介绍： - **线性级别**：可以将多个硬盘组织成一个逻辑硬盘，提供连续的存储池。存储按顺序管理，一个硬盘满了之后使用下一个硬盘。该级别没有恢复能力。例如，一个包含两个80GB磁盘的RAID阵列，使用完一个磁盘的存储空间后，会自动开始使用下一个磁盘。 - **RAID 0（条带化）**：为了提高效率，RAID使用磁盘条带化存储数据，将数据组织成标准化的条带，可以跨RAID驱动器存储以实现更快的访问。RAID 0将硬盘组织成通用的RAID设备，将它们视为单个硬盘，随机在所有磁盘上存储数据。例如，一个包含两个80GB磁盘的RAID阵列可以作为一