Linux储存管理2 文件系统（ext4、xfs），文件链接，raid

一、 文件系统系统详解

1.EXT4和XFS的简介

EXT4是第四代扩展文件系统，是Linux系统下的日志文件系统，是ext3文件系统的后继升级版本。
XFS一种高性能的日志文件系统，被移植到Linux 内核上，XFS 特别擅长处理大文件，同时提供平滑的数据传输。

2. EXT4的特点

EXT4是Linux系统下的日志文件系统，是EXT3文件系统的后继版本。
（1）Ext4的文件系统容量达到1EB，而文件容量则达到16TB
（2）理论上支持无限数量的子目录
（3）Ext4文件系统使用64位空间记录块数量和i-节点数量
（4）Ext4的多块分配器支持一次调用分配多个数据块

3. XFS的特点

（1）根据所记录的日志在很短的时间内迅速恢复磁盘文件内容
（2）采用优化算法，日志记录对整体文件操作影响非常小
（3） 是一个全64-bit的文件系统，它可以支持上百万T字节的存储空间
（4）能以接近裸设备I/O的性能存储数据

4.EXT4系统的名词

（1）indode和block
在每个linux存储设备或存储设备的分区被格式化为ext4文件系统后，一般有两部分：
第一部分是inode（很多个）inode大小 为 128 bytes存储文件的实际数据。
第二部分是block（很多个）存储文件的实际数据。实际存储文件的内容，例如：照片、视频等普通文件数据。若文件较大，会占用多个block。block大小 为默认为4K。
inode就是用来存储这些数据属性信息的（也就是ls -l 的结果），inode包含的属性信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限、文件类型。但是不包括文件名。
他们的关系如图：

（2）superblock
block 与 inode 的总量；
未使用与已使用的 inode / block 数量；
（3）block group
块组

二、 文件链接

在linux系统中链接有两种，分别是软链接和硬链接，操作命令是ln（link的缩写）

1. 软连接

类似windows的快捷方式，可用命令生产文件链接，打开可直接指向目标文件或文件夹。

2. 硬链接

Linux下的文件是通过索引节点（Inode）来识别文件的，硬链接可以认为是一个指向文件索引节点的指针，系统并不为它重新分配inode。就像一个文件有多个文件名，每添加一个硬链接，文件的链接数就加1。
硬链接文件有两个限制
（1）不允许给目录创建硬链接；
（2）只有在同一分区系统中的文件之间才能创建硬链接。

三、 RAID

RAID称为廉价磁盘冗余阵列。RAID的基本想法是把多个便宜的小磁盘组合到一起，成为一个磁盘组，使性能达到或超过一个容量巨大、价格昂贵的磁盘。目前 RAID技术大致分为两种：基于硬件的RAID技术和基于软件的RAID技术。

1.RAID 0

也称为条带模式（striped），即把连续的数据分散到多个磁盘上存取.

RAID0 条带集 2块磁盘以上， 读写速率快 100%*N，但不容错。

2.RAID 1

RAID 1又称为镜像（Mirroring），一个具有全冗余的模式。

RAID1 镜像集 2块磁盘， 容量50% ，读写速率一般，容错。

3.RAID 5

在希望结合大量物理磁盘并且仍然保留一些冗余时，RAID 5 可能是最有用的 RAID模式。RAID 5可以用在三块或更多的磁盘上，并使用0块或更多的备用磁盘。

RAID5 带奇偶校验条带集 3块磁盘以上，利用率 (n-1）/n 读写速率快，容错。

4.RAID 10

RAID 10阵列（RAID 1+0）通过结合RAID 0 （读写操作在多个磁盘上同时并行执行）和RAID 1（数据被完全相同地写入到两个或更多的磁盘）两者的特点实现高性能和高容错性的磁盘I/O。

Raid10结合了raid1和raid0两者的优点，但磁盘利用率较低为50%。