精读笔记 · 第07章 RAID 与文件系统
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精读笔记 · 第07章 RAID 与文件系统
精读整理自 RHCE9 随堂讲义（原文字版 8 页）｜同名视频约 5 节 关联知识文件：
分章笔记/01-Linux/02-02-存储与文件系统（RHCE9第06-07章RH134）、05-认证考试要点
一、文件系统：EXT4 与 XFS
- EXT4：第四代扩展文件系统（2008），日志文件系统（journal），崩溃后不易损坏；CentOS6 默认，旧代码成熟可靠。
- XFS：SGI 设计的高性能日志文件系统，支持元数据日志、并行 I/O、在线碎片整理；CentOS7 起至今（含 RHEL9）默认文件系统。
- 容量对比（常识）：单文件 EXT4 16GB~16TB、XFS 16TB~16EB；EXT4 可扩展性不如 XFS。
二、inode / block / superblock（RHCSA 高频概念）
- inode（索引节点，128 字节）：记录文件元数据（大小、权限、属主属组、链接数、块号）；一个文件占一个 inode → inode 数量决定文件系统能放多少个文件（
df -i查看）。 - block（块，默认 4K）：真正存文件内容，大文件占多个 block → block 总量决定能存多少数据（
df -h查看）。 - superblock：记录整个文件系统总量、已用/未用 inode 与 block 数等总账。
- 实验结论：inode 满 → 不能新建文件；block 满 → 连已有文件也写不进内容。
- 实验：
df -i看 inode →touch file{1..30000}造大量文件 → 再df -i；dd if=/dev/zero of=/disk1/5.txt bs=1k count=1000填满分区 →touch失败。 - 查看：
ll -i 文件名（文件 inode 号）；示例1/示例2 观察文件数量与磁盘空间限制。
三、RAID 简介
- RAID（Redundant Array of Independent Disks，廉价/独立磁盘冗余阵列）：目的＝容错 + 提升读写速率。
- RAID0 条带：≥2 盘，读写快（≈N 倍）但不容错，坏一块全丢。
- RAID1 镜像：2 盘，容量 50%，读写一般，容错（坏一块可用另一块）。
- RAID5 条带+奇偶校验：≥3 盘，容量利用率 (n-1)/n，读写快且容错（允许坏 1 块）。
- 硬 RAID（RAID 卡带 CPU/缓存，快）/ 软 RAID（操作系统层，如 mdadm）对比。
四、软 RAID 实战（mdadm）
- 准备 4 块盘：RAID5 = 3 数据盘 + 1 热备盘（spare）。
- 创建：
yum -y install mdadm；mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,e,f,g}
-C创建、/dev/md0第 1 个 RAID 设备、-l5RAID 级别、-n3成员数、-x1热备数。
- 格式化挂载：
mkfs.ext4 /dev/md0→mkdir /mnt/raid5→mount /dev/md0 /mnt/raid5→ 拷数据测试cp -rf /etc /mnt/raid5/etc1。 - 查看状态：
mdadm -D /dev/md0，重点看：Raid Level、State（clean）、Active Devices、Working Devices、Failed Devices（坏 1 块危险、2 块完蛋）、Spare Devices、Chunk Size。 - 模拟损坏并移除（双终端演示）：
- 终端一持续观察：
watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md0 | tail' - 终端二标记故障并移除：
mdadm /dev/md0 -f /dev/sde -r /dev/sde（-f=fail 标记坏盘，-r=remove 移除） - 热备盘 sdg 会自动顶替重建（spare → active sync）。
五、软链接（符号链接）
- 创建：
ln -s /file1 /home/file11（-s 软连接），像 Windows 快捷方式。 - 特性：
lrwxrwxrwx类型开头；记录的是源文件路径；可对文件或目录创建；源文件删除后链接“闪烁”失效（红底白字/找不到目标）。 - 类比与易错：跨分区可建软链接（存的是路径不是内容）。
六、硬链接
- 创建：
ln /file2 /file2-h1（不带 -s）；本质是给同一 inode 加一个目录项（链接数 +1）。 - 特性：只能对文件（不能对目录）；只能在同分区（跨分区报
Invalid cross-device link）；删除源文件后硬链接仍可用（inode 计数未归零）。 - 对比：
ll -i看 inode 号是否相同；硬链接文件没有->箭头。
七、命令速查表
| 场景 | 命令 |
|---|---|
| 查看 inode/容量 | df -i、df -hT、ll -i 文件 |
| 填满分区实验 | dd if=/dev/zero of=/文件 bs=1k count=1000 |
| 安装/创建 RAID5 | yum -y install mdadm、mdadm -C /dev/md0 -l5 -n3 -x1 /dev/sd{d,e,f,g} |
| 查看 RAID | mdadm -D /dev/md0、cat /proc/mdstat |
| 模拟故障/移除 | mdadm /dev/md0 -f /dev/sde、mdadm /dev/md0 -r /dev/sde |
| 持续监控 | `watch -n 0.5 'mdadm -D /dev/md0 |
| 软链接 | ln -s 源 链接名 |
| 硬链接 | ln 源 链接名 |
八、易错点
- RAID0 无冗余：性能最好但坏盘即全损；RAID5 至少 3 盘、最多坏 1 块（配热备盘自动重建）。
- 硬链接跨分区报错、不能对目录；软链接可以跨分区、可对目录但源没了就失效。
- 软 RAID 设备
/dev/md0重启后需配置/etc/mdadm.conf才能自动重组（课程示例未展开，生产必备）。 - inode 与 block 是两套限制：
df -i满 vsdf -h满，故障表现不同。
九、实操清单
准备 4 块 2G 新盘 → mdadm 创建 RAID5(-n3 -x1) → mkfs/mount → 拷 /etc 验证 → mdadm -D 读懂每行 → watch + -f/-r 模拟坏盘观察热备重建 → 软/硬链接对比实验（ll -i 验证 inode、删源验证差异）。
十、本章自测
- RHEL9 默认文件系统？EXT4 与 XFS 区别？2. inode 满与 block 满分别是什么症状？3. RAID0/1/5 各需几块盘、容错如何？4. mdadm 创建 RAID5 带 1 块热备的命令？5. 硬链接跨分区能否创建？为什么？6. 软链接删除源文件后还能用吗？