第五周博客作业

第一题：破坏mbr表并修复

1.1 备份mbr表

[magedu@localhost ~]$ df
Filesystem          1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
devtmpfs               369076       0    369076   0% /dev
tmpfs                  399696       0    399696   0% /dev/shm
tmpfs                  399696   11140    388556   3% /run
tmpfs                  399696       0    399696   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cs-root  49160752 5665596  43495156  12% /
/dev/sda1             1038336  248164    790172  24% /boot
/dev/sr0              9373972 9373972         0 100% /run/media/magedu/CentOS-Stream-8-x86_64-dvd
tmpfs                   79936       4     79932   1% /run/user/1000
[magedu@localhost ~]$ dd if=/dev/sda1 of=data/sda1.bak bs=512 count=1
dd: failed to open '/dev/sda1': Permission denied
[magedu@localhost ~]$ su -
Password:
[root@localhost ~]# dd if=/dev/sda1 of=data/sda1_mbr.bak bs=512 count=1
1+0 records in
1+0 records out
512 bytes copied, 0.00037253 s, 1.4 MB/s
[root@localhost ~]# ll data/
total 4
-rw-r--r--. 1 root root 512 Jul 10 09:53 sda1_mbr.bak
[root@localhost ~]#

1.2 破坏MBR分区表

[root@localhost ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sda1 bs=512 count=1
1+0 records in
1+0 records out
512 bytes copied, 7.2848e-05 s, 7.0 MB/s
[root@localhost ~]#

1.3救援模式恢复磁盘分区表

image.png

1.4恢复mbr分区表

image.png

1.5 重启系统恢复。

image.png

image.png

1.6 恢复确认

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs             361M     0  361M   0% /dev
tmpfs                391M     0  391M   0% /dev/shm
tmpfs                391M  6.3M  384M   2% /run
tmpfs                391M     0  391M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cs-root   47G   16G   32G  34% /
/dev/sda1           1014M  243M  772M  24% /boot
tmpfs                 79M  1.2M   77M   2% /run/user/42
tmpfs                 79M     0   79M   0% /run/user/0
[root@localhost ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   50G  0 disk 
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   49G  0 part 
  ├─cs-root 253:0    0 46.9G  0 lvm  /
  └─cs-swap 253:1    0  2.1G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0   20G  0 disk 
├─sdb1        8:17   0    1K  0 part 
└─sdb5        8:21   0    1G  0 part 
sr0          11:0    1    9G  0 rom  
[root@localhost ~]#

第二题 总结RAID的各个级别及其组合方式和性能的不同。

2.1 RAID的分类

RAID-0/1/2/5/6/10/01

2.2 RAID-0

  • 可实现读写性能的成倍提升。
  • 最少需要磁盘数大于等于2块。
  • 缺点是无容错能力,无校验数据，一旦数据丢失将得不到恢复。
  • 常用于对性能要求高，而对数据的安全性不高的音视频的存储。

2.3 RAID-1

  • RAID-1 称为镜像，数据的写入分别写入到工作磁盘和镜像磁盘，磁盘空间利用率为50%。
  • 数据的写入性能下降，读性能没有影响。
  • 最佳的数据保护，工作磁盘发生故障时，系统自动从镜像磁盘读取数据，不会影响到用户感知。
  • 特点是安全性好、技术简单、管理方便。
  • 缺点是实现成本高。

2.4 RAID-2

  • RAID-2 被称作为纠错海明码磁盘阵列，在原始数据中加入若干校验码来进行错误检测和纠正的编码技术。
  • 数据按位存储，数据宽度越大，存储空间的利用率越高，但是同时需要的磁盘数量也越多。
  • 数据宽度为4的RAID-2，需要4块数据磁盘和3块校验磁盘。

2.5 RAID-5

  • RAID-5的校验数据分布在所有的磁盘阵列，没有采用专用的校验磁盘，不存在并发写操作时校验盘性能瓶颈问题。
  • 带分散校验的数据条带。
  • 具备良好的扩展性。
  • 数据中心大多采用RAID-5作为应用数据的保护方案。

2.6 RAID-6

  • 引入双重校验。
  • 磁盘阵列中同时出现两个磁盘失效时，不会发生数据丢失。

2.7 RAID01和RAID10

  • RAID-01是多块磁盘先实现RAID0，再组合成RAID1
  • RAID-10 读写性能提升，每组镜像最多只能块一块，最少磁盘数为4，首先创建2个独立的Raid1，然后将这两个独立的Raid1组成一个Raid0。

主流RAID等级技术对比

image.png

第三题 创建一个2G的文件系统，块大小为2048byte，预留1%可用空间,文件系统 ext4，卷标为TEST，要求此分区开机后自动挂载至/test目录，且默认有acl挂载选项

3.1 创建一个2G的文件系统

[root@localhost ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   50G  0 disk 
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   49G  0 part 
  ├─cs-root 253:0    0 46.9G  0 lvm  /
  └─cs-swap 253:1    0  2.1G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0   20G  0 disk 
├─sdb1        8:17   0    1K  0 part 
└─sdb5        8:21   0    1G  0 part 
sr0          11:0    1    9G  0 rom  
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb

Welcome to fdisk (util-linux 2.32.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.


Command (m for help): n
All space for primary partitions is in use.
Adding logical partition 6
First sector (2103296-41943039, default 2103296): 
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2103296-41943039, default 41943039): +2G

Created a new partition 6 of type 'Linux' and of size 2 GiB.

Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

[root@localhost ~]#

3.2 设置块大小为2048byte，预留1%可用空间,文件系统 ext4，卷标为TEST

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 -t ext4 -b 2048 -m 1 -L TEST /dev/sdb6
mke2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Creating filesystem with 1048576 2k blocks and 131072 inodes
Filesystem UUID: b472ea30-6a41-4956-8d82-70c64454db03
Superblock backups stored on blocks: 
    16384, 49152, 81920, 114688, 147456, 409600, 442368, 802816

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 
[root@localhost ~]# blkid /dev/sdb6
/dev/sdb6: LABEL="TEST" UUID="b472ea30-6a41-4956-8d82-70c64454db03" BLOCK_SIZE="2048" TYPE="ext4" PARTUUID="ea0f7
b8b-06"[root@localhost ~]# 
# 验证
[root@localhost ~]# tune2fs -l /dev/sdb6
tune2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Filesystem volume name:   TEST
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          b472ea30-6a41-4956-8d82-70c64454db03
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype extent 64bit flex_bg sparse_super 
large_file huge_file dir_nlink extra_isize metadata_csumFilesystem flags:         signed_directory_hash 
Default mount options:    user_xattr acl
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              131072
Block count:              1048576
Reserved block count:     10485
Free blocks:              1011035
Free inodes:              131061
First block:              0
Block size:               2048
Fragment size:            2048
Group descriptor size:    64
Reserved GDT blocks:      512
Blocks per group:         16384
Fragments per group:      16384
Inodes per group:         2048
Inode blocks per group:   256
Flex block group size:    16
Filesystem created:       Mon Jul 12 11:26:25 2021
Last mount time:          n/a
Last write time:          Mon Jul 12 11:26:25 2021
Mount count:              0
Maximum mount count:      -1
Last checked:             Mon Jul 12 11:26:25 2021
Check interval:           0 (<none>)
Lifetime writes:          1058 kB
Reserved blocks uid:      0 (user root)
Reserved blocks gid:      0 (group root)
First inode:              11
Inode size:           256
Required extra isize:     32
Desired extra isize:      32
Journal inode:            8
Default directory hash:   half_md4
Directory Hash Seed:      42b211ab-3927-4c71-bd65-2a34633dbaae
Journal backup:           inode blocks
Checksum type:            crc32c
Checksum:                 0x43e2dd94

3.3 此分区开机后自动挂载至/test目录，且默认有acl挂载选项

3.3.1 将配置写入/etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Mon May 24 16:48:36 2021
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
/dev/mapper/cs-root     /                       xfs     defaults        0 0
UUID=76ccc4ba-6504-499d-af17-27d2550ff522 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/cs-swap     none                    swap    defaults        0 0
UUID="b472ea30-6a41-4956-8d82-70c64454db03"     /test   ext4    acl     0 0 
~

验证挂载情况

[root@localhost /]# mount -a
[root@localhost /]# df -Th
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs            devtmpfs  361M     0  361M   0% /dev
tmpfs               tmpfs     391M     0  391M   0% /dev/shm
tmpfs               tmpfs     391M  6.3M  385M   2% /run
tmpfs               tmpfs     391M     0  391M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cs-root xfs        47G   16G   32G  34% /
/dev/sda1           xfs      1014M  243M  772M  24% /boot
tmpfs               tmpfs      79M  1.2M   77M   2% /run/user/42
tmpfs               tmpfs      79M     0   79M   0% /run/user/0
/dev/sdb6           ext4      2.0G  9.1M  2.0G   1% /test
[root@localhost /]#

第四题 创建一个至少有两个PV组成的大小为20G的名为testvg的VG;要求PE大小 为16MB, 而后在卷组中创建大小为5G的逻辑卷testlv;挂载至/users目录

4.1 准备两块10G硬盘

[root@localhost ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda           8:0    0   50G  0 disk 
├─sda1        8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2        8:2    0   49G  0 part 
  ├─cs-root 253:0    0 46.9G  0 lvm  /
  └─cs-swap 253:1    0  2.1G  0 lvm  [SWAP]
sdb           8:16   0   20G  0 disk 
├─sdb1        8:17   0    1K  0 part 
├─sdb5        8:21   0    1G  0 part 
├─sdb6        8:22   0    2G  0 part /test
└─sdb7        8:23   0   10G  0 part 
sdc           8:32   0   20G  0 disk 
├─sdc1        8:33   0    1K  0 part 
└─sdc2        8:34   0   10G  0 part 
sr0          11:0    1    9G  0 rom

4.2 创建pv

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb7
  Physical volume "/dev/sdb7" successfully created.
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdc2
  Physical volume "/dev/sdc2" successfully created.
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  cs lvm2 a--  <49.00g      0 
  /dev/sdb7     lvm2 ---   10.00g  10.00g
  /dev/sdc2     lvm2 ---  <10.00g <10.00g
[root@localhost ~]#

4.3 创建名为testvg的VG;要求PE大小 为16MB。

[root@localhost ~]# vgcreate testvg -s 16M /dev/sdb7 /dev/sdc2 
  Volume group "testvg" successfully created
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  cs       1   2   0 wz--n- <49.00g      0 
  testvg   2   0   0 wz--n- <19.97g <19.97g
[root@localhost ~]# vgdisplay testvg 
  --- Volume group ---
  VG Name               testvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               <19.97 GiB
  PE Size               16.00 MiB
  Total PE              1278
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1278 / <19.97 GiB
  VG UUID               IGRG3p-BURO-SNG1-9xGv-TgkL-w7bR-9i4DyN

4.4 创建大小为5G的逻辑卷testlv.

[root@localhost ~]# lvcreate -L 5G -n testlv testvg 
  Logical volume "testlv" created.
[root@localhost ~]# lvs
  LV     VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root   cs     -wi-ao---- <46.91g                                                    
  swap   cs     -wi-ao----  <2.09g                                                    
  testlv testvg -wi-a-----   5.00g                                                    
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/testvg/testlv
  LV Name                testlv
  VG Name                testvg
  LV UUID                pV248K-jDoA-OxWA-xNMf-hEoy-1UuM-2zWIR7
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost.localdomain, 2021-07-12 12:38:34 -0400
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                5.00 GiB
  Current LE             320
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2

4.5 挂载至/users目录

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/testvg/testlv 
mke2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
Creating filesystem with 1310720 4k blocks and 327680 inodes
Filesystem UUID: 290b4476-59d4-47cc-9336-6cc6c50a455f
Superblock backups stored on blocks: 
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

[root@localhost ~]# mkdir /users
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -Th
Filesystem                Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                  devtmpfs  361M     0  361M   0% /dev
tmpfs                     tmpfs     391M     0  391M   0% /dev/shm
tmpfs                     tmpfs     391M  6.3M  384M   2% /run
tmpfs                     tmpfs     391M     0  391M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/cs-root       xfs        47G   16G   32G  34% /
/dev/sdb6                 ext4      2.0G  9.1M  2.0G   1% /test
/dev/sda1                 xfs      1014M  243M  772M  24% /boot
tmpfs                     tmpfs      79M  1.2M   77M   2% /run/user/42
tmpfs                     tmpfs      79M     0   79M   0% /run/user/0
/dev/mapper/testvg-testlv ext4      4.9G   20M  4.6G   1% /users
[root@localhost ~]# lsblk
NAME              MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
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├─sda1              8:1    0    1G  0 part /boot
└─sda2              8:2    0   49G  0 part 
  ├─cs-root       253:0    0 46.9G  0 lvm  /
  └─cs-swap       253:1    0  2.1G  0 lvm  [SWAP]
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├─sdb1              8:17   0    1K  0 part 
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sr0                11:0    1    9G  0 rom  
[root@localhost ~]#

第五题 简述osi七层模型和TCP/IP五层模型

5.1 OSI七层模型

osi定义了网络互联的七层模型（物理层、数据链路层、网络层、传输层、会话层、表示层、应用层）

  • 物理层（Physical Layer），物理线路、光纤、中继器、集线器、双绞线等物理设备及线路。
    实现管理通信设备与网络媒体之间的互联互通。
  • 数据链路层（Data Link Layer），以太网、网卡、交换机、arp等。
    提供介质访问和链路管理。
  • 网络层（Network Layer），主要协议有IP/ICMP/RIP/IGMP/OSPF等。
    实现IP选择及路由选择。
  • 传输层（Transport Layer），主要协议有TCP /UDP
    实现数据通信。
  • 会话层（Session Layer），SSL /TLS/DAP/LDAP
    创建、管理和维护会话。
  • 表示层（Presentation Layer），LPP/NBSSP.
    数据的编码、格式的转换和数据的加密
  • 应用层（Application Layer），Http\FTP\SMTP\POP3\TELNET\NNTP\IMAP4.
    为应用程序或用户提供请求各种各样的服务。

5.2 TCP/IP五层模型

  • 物理层：负责广电信号传递。
  • 数据链路层：负责各设备间的数据帧的传输和识别，交换机工作在数据链路层。
  • 网络层：负责地址管理和路由选择，路由器工作在网络层。
  • 传输层：负责主机之间的数据交互。
  • 应用层：负责应用程序（APP）之间的沟通，网络编程主要就是针对应用层。
    注：传输层和网络层的封装在操作系统完成，应用层的封装在应用程序中完成。
    数据链路层和物理层的封装在设备驱动程序和网络接口中完成。
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