文件系统的几个测试实验

2024-02-12 14:42:28

1、MBR的破坏

MBR作为磁盘分区的重要部分，MBR损坏会导致分区无法识别，进而导致磁盘不可用。这里对于mbr进行破坏然后恢复。

1、备份MBR分区信息64字节

先确认当前硬盘分区分区表内容

备份mbr64字节内容至mbr.img

确认文件正常生成，并且将文件复制到远程主机上。

确认文件内容信息

2、破坏分区表信息

破坏当前sda分区

确定已经破坏完成，可以看到分区表中的64字节已经为全0

重启系统，观察现象

3、恢复MBR分区信息

直接进入grub救援模式，已经无法从磁盘启动，需要光盘挂载镜像进行修复

配置救援模式的网卡地址，以下载远端的mbr.img备份文件

使用备份文件恢复mbr分区信息

查看恢复后的mbr分区内容

重启操作系统，验证是否可以正常启动，确认可以正常引导操作系统。

到此备份和恢复mbr分区信息成功。

2、RAID的简要介绍

RAID组读写原理
在配置存储系统时，经常创建RAID 0、RAID 1、RAID 5和RAID 10这四种RAID组。下面介绍这四种RAID组的读写原理：

1、RAID 0

RAID 0又称为条带化（Stripe）或分条（Striping），它代表了所有RAID级别中最高的存储性能。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个硬盘上存取。这样，系统有数据请求就可以被多个硬盘并行的执行，每个硬盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高硬盘整体读写性能。

图2 RAID 0数据分布
如图2所示，系统向三块硬盘组成的逻辑硬盘（RAID 0硬盘组）发出的I/O数据请求被转化为同时对三块硬盘进行I/O操作。通过建立RAID 0，原先顺序的数据请求被分散到所有的三块硬盘中同时执行。三块硬盘的并行操作在理论上使同一时间内硬盘读写速度提升了3倍。虽然由于总线带宽等多种因素的影响，实际的提升速率会低于理论值，但是大量数据并行传输与串行传输比较，提速效果显著。

2、RAID1

RAID 1又称为镜像（Mirror或Mirroring），它能最大限度的保证用户数据的可用性和可修复性。RAID 1的操作方式是把用户写入硬盘的数据百分之百地自动复制到另外一个硬盘上。

图3 RAID 1数据分布
如图3所示，系统向两块硬盘组成的逻辑硬盘（RAID 1硬盘组）发出I/O数据请求。通过建立RAID 1，向硬盘Disk 0写入数据时，系统会同时把用户写入Disk 0的数据自动复制到Disk 1上。读取数据时，系统先从源盘Disk 0读取数据，如果读取数据成功，则系统不去读取镜像盘Disk 1上的数据；如果读取源盘数据失败，系统自动转而读取镜像盘上的数据。这种情况下不会造成用户工作任务的中断。

3、RAID 5

RAID 5是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。为保障存储数据的可靠性，采用循环冗余校验方式，并将校验数据分散存储在RAID组的各成员盘上。当RAID组的某个成员盘出现故障时，通过其他成员盘上的数据可以重新构建故障硬盘上的数据。

图4 RAID 5数据分布
如图4所示，P0为D0、D1和D2的奇偶校验信息，P1为D3、D4和D5的奇偶校验信息，以此类推。RAID 5不对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID 5的成员盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的硬盘上。当RAID 5的一个硬盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息可以恢复被损坏的数据。

4、RAID10

•RAID 10
RAID 10是将镜像和条带进行两级组合的RAID级别，即RAID 0＋RAID 1的组合形式，第一级是RAID 1，第二级是RAID 0。RAID 10是存储性能和数据安全兼顾的方案。它在提供与RAID 1一样的数据安全保障的同时，也提供了与RAID 0近似的存储性能。

图5 RAID 10数据分布
如图5所示，Disk 0和Disk 1组成一个子组0，Disk 2和Disk 3组成一个子组1，子组内的硬盘互为镜像。系统向硬盘发出I/O数据请求时，原先顺序的数据请求按照RAID 0的方式，被分散到两个子组中并行执行，同时通过RAID 1的方式，系统在向硬盘Disk 0写入数据的同时把数据自动复制到硬盘Disk 1上，向硬盘Disk 2写入数据的同时把数据自动复制到硬盘Disk 3上。