linux的架构是怎样优化的

（1）.系统安装优化

在安装linux系统时，可以在磁盘的划分、SWAP内存的分配等加载项上做优化。

磁盘层面：磁盘分配可以遵循应用的要求：a.对于读写数据频繁但数据安全性要求不高时，可以将磁盘做成RAID0；b.对数据安全性要求高却对数据读写没有要求的可以做成RAID1；c.对读要求高，而对写 *** 作没有要求，但要保证数据安全性，则可以将磁盘做成RAID5d.对读写要求高，并且要求数据安全性高，则可以将磁盘做成RAID0+1通过不同的需求将磁盘做成不同的RAID级别，在磁盘层面对系统进行优化。

内存层面：当内存较小（物理内存小于4G），一般设置SWAP交换分区为内存的2倍，如果物理内存大于4G而小于16G，设置SWAP交换分区大小等于或略小于内存；如果内存大小大于16G，原则上可以将SWAP分区设置为0，建议设置一个一定大小的SWAP分区起缓冲作用。

（2）.内核参数优化

内核参数的优化要和具体应用结合起来整体考虑，根据应用的不同要求进行参数的优化。

（3）.文件系统优化

Linux下可选的文件系统有ext2、ext3、ext4、xfs和ReiserFS，根据应用的需求，选择不同的文件系统。

Linux标准文件系统是从VFS开始的，然后是ext，接着是ext2，准确来说。Ext2是linux上标准的文件系统，ext3是在ext2基础上增加日志形成的，，是基于超级块和inode的设计理念设计的。

XFS文件系统是一个高级日志文件，通过分布式处理磁盘请求、定位数据、保持cache的一致性来提供对文件系统数据的低延迟、高带宽的访问。所以XFS伸缩性较好，具有优秀的日志记录功能、可扩展性强、快速写入性能等特点。

ReiserFS是一款高性能的日志文件系统，通过平衡树结构来管理数据，包括文件数据、文件名以及日志支持等。优点是访问性能好和安全性高。具有高效、合理利用磁盘空间，先进的日志管理机制，特有的搜寻方式、海量磁盘存储等特点。

（4）.应用的程序的优化

应用程序的优化主要是测试应用程序的可用性以及高效性，目的是调试应用程序是否存在bug。

数据完全性上：

采用XFS文件系统，当意想不到的宕机发生后，首先，由于文件系统开启了日志功能，所以磁盘上的文件不再会意外宕机而遭到破坏了。

不论目前文件系统上存储的文件与数据有多少，文件系统都可以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。相比ext4更能保证数据完整。

传输特性上：

XFS文件系统采用优化算法，日志记录对整体文件 *** 作影响非常小。XFS查询与分配存储空间非常快。xfs文件系统能连续提供快速的反应时间。笔者曾经对XFS、JFS、Ext3、ReiserFS文件系统进行过测试，相比ext4，XFS文件文件系统的性能表现相当出众。

可扩展性上：

XFS 是一个全64-bit的文件系统，可以支持上百万T字节的存储空间。对特大文件及小尺寸文件的支持都表现出众，支持特大数量的目录。最大可支持的文件大 小为263 = 9 x 1018 = 9 exabytes，最大文件系统尺寸为18 exabytes。

XFS使用高的表结构(B+树)，保证了文件系统可以快速搜索与快速空间分配。相比ext4，XFS能够持续提供高速 *** 作，文件系统的性能不受目录中目录及文件数量的限制。

传输带宽上：

XFS 能以接近裸设备I/O的性能存储数据。在单个文件系统的测试中，其吞吐量最高可达7GB每秒，对单个文件的读写 *** 作，其吞吐量可达4GB每秒。相比ext4，XFS传输速度更快。

扩展资料：

在分区表所在的64bytes容量中，总共分为四组记录区，每组记录区记录了该区段的起始与结束的柱面号码。

假设上面的硬盘设备文件名为/dev/hda时， 那么这四个分区在Linux系统中的设备文件名如下所示，重点在于文件名后面会再接一个数字，这个数字与该分区所在位置有关。

由于分区表只有64bytes而已，最多只能容纳四个分区，这四个分区被称为主或扩展分区。当系统要写入磁盘时，一定会参考磁盘分区表，才能针对某个分区进行数据的处理。

参考资料来源：百度百科-xfs

参考资料来源：百度百科-ext4

XFS是一种高度可扩展和高性能文件系统，它支持创建16 exabytes超大文件系统，8 exabytes的文件和10亿个目录结构。 1) 主要功能：XFS支持 元数据日志功能(metadata journaling) ，有助于更快地崩溃恢复。XFS文件系统在挂载并处于活动状态时也可以进行 碎片整理和扩展 。 另外，红帽企业版Linux 6支持 XFS的备份和恢复 功能。 2) xfs具有以下功能：基于范围的分配(Extent-based allocation)、条带感知分配策略(Stripe-aware allocation policies)、延迟分配(Delayed allocation)和空间预分配(Space pre-allocation)。延迟分配和其他性能优化对XFS的影响与对ext4的影响相同。 除非随后调用fsync()，否则不能保证程序对XFS文件系统的写入。 使用mkfs.xfs /dev/device命令来创建XFS文件系统。在一个包含已有文件系统的块设备上，执行mkfs.xfs -f会强制重写文件系统。 一旦xfs文件系统被创建，文件的大小不会减小。还可以用xfs_growfs命令来增大空间。 对于条带块设备(例如RAID5阵列)，在创建文件系统时可以指定条带几何形状。 使用适当的条带几何形状可以大大提高XFS文件系统的性能。在LVM或MD卷上创建文件系统时，mkfs.xfs选择最佳geometry几何形状。 在某些geometry信息导出到 *** 作系统的硬件RAID上，也可能是这样。 指定条纹geometry几何体，子参数如下： su =值：指定条带单位或RAID块大小。 该值必须以字节为单位指定，后缀为k，m或g。 sw =值：指定RAID设备中的数据磁盘数或条带中的条带单元数。 以下示例在包含4个条带单元的RAID设备上指定64k的块大小： ＃mkfs.xfs -d su=64k,sw=4  /dev/device 有关创建XFS文件系统的更多信息，请参考man mkfs.xfs。 一个XFS系统可以不带额外的参数进行挂载：# mount /dev/device /mount/point XFS默认分配inode以反映其在磁盘上的位置。 但是，由于某些32位用户空间应用程序与大于65536*65536(2的32次方)的inode号不兼容，因此XFS会将所有inode分配到磁盘位置中，从而导致32位inode号。 这会导致大于2TB的文件系统性能下降，因为inode偏向块设备的开头，而数据偏向末尾。 为了解决此问题，可以带上inode64挂载参数。这个参数表示XFS在整个文件系统中分配inodes和数据，这将改善性能 # mount -o inode64 /dev/device /mount/point 默认情况下，即使启用了写缓存的设备断电，XFS也会使用写屏障来确保文件系统的完整性(By default, XFS uses write barriers  to ensure file system integrity even when power is lost to a device with write caches enabled)。 对于没有写缓存或具有电池供电的写缓存的设备，请使用nobarrier选项禁用屏障：# mount -o nobarrier /dev/device /mount/point。 掉电丢失文件的解决方案又多一个：写保障。 写保障write barrier是一种内核机制，用于保证持久化卷上文件系统的metadata是正确的和有序的，即使易失性的存储设备断电。 文件系统开启写保障fsync()，保证数据通过。 启用写屏障write barriers会导致某些应用程序的性能大幅下降。 具体来说，大量使用fsync()或创建和删除许多小文件的应用程序运行速度可能会慢得多。 XFS配额子系统管理着磁盘空间(块)和文件(inode)使用的限制。 XFS配额从用户，组，目录或项目级别上进行控制或报告其使用情况。请注意，虽然启用了用户，组和目录或项目级别的配额，但组配额和项目配额是互斥的。在按目录或按项目进行管理时，XFS管理着与某个项目关联的目录层次结构的磁盘使用情况。这样，XFS可以识别项目之间的跨组织“组”边界。这提供了比管理用户或组配额时更有效的控制级别。 XFS配额在挂载mount时启用，并带有的挂载参数。挂载参数可以指定为noenforce，xfs使用情况将不受任何限制。挂载时有效的配额：uquota/uqnoenforce-用户配额、gquota/gqnoenforce-组配额、pquota/pqnoenforce-项目配额 启用配额后，xfs_quota工具可以设置配额大小并报告磁盘使用情况。默认情况下，xfs_quota在基本模式下交互式运行的。基本模式子命令仅报告使用情况，并且对所有用户可用。基本模式的xfs_quota子命令包括：quota username/userID：显示给定用户名或数字用户标识的用法和限制。df：显示块和索引节点的可用和已用计数。 相反，xfs_quota也具有专家模式。此模式的子命令允许配置限制，并且仅对具有较高特权的用户可用。要交互使用专家模式子命令，请运行xfs_quota -x。专家模式子命令包括：report /path：报告特定文件系统的配额信息。limit：修改配额限制。 挂载的XFS文件系统使用xfs_growfs命令进行扩大# xfs_growfs /mount/point -D size D size 选项将文件系统增加带指定大小，不带-D size选项则xfs_growfs将文件系统扩大到设备支持的最大值。 在使用-D参数扩大文件系统前要保证底层块设备后期有一个合理的大小。 注意：挂载点一旦扩大空间后无法缩回。 使用xfs_repair修复XFS文件系统，命令格式为# xfs_repair /dev/device xfs_repair具有高度可伸缩性，旨在有效地修复拥有大量inode节点的大型文件系统。 与其他Linux文件系统不同，即使当XFS文件系统未完全卸载umount时，xfs_repair也不在引导时运行(does not run at boot time)。 即使卸载不干净，则xfs_repair只是在挂载时replays log来进行修复，以确保文件系统一致。 xfs_repair不能修复带有脏日志(dirty log)的xfs文件系统。挂载mount和卸载unmount xfs文件系统会清理日志。如果日志已损坏并且无法重播，请使用-L选项强制清除日志，即xfs_repair -L /dev/device。请注意这可能影响到进一步的损坏或数据丢失。 xfs_freeze对文件系统的写入活动进行暂停或恢复。暂停写入活动允许基于硬件设备快照用于捕获文件系统一致性状态。 xfs_freeze由只运行在x86_64的xfsprogs包提供。 暂停suspend (冻结freeze) xfs文件系统使用命令# xfs_freeze -f /mount/point 解冻xfs文件系统使用命令# xfs_freeze -u /mount/point 当做一个LVM快照时，没有必要先使用xfs_freeze来暂停文件系统。LVM管理工具会在取快照前自动暂停XFS文件系统。 xfs_freeze可以用于冻结或解冻一个ext3、ext4、GFS2、XFS和BTRFS文件系统，它们的语法都是一样的。 xfsdump和xfsrestore分别支持XFS文件系统备份和恢复。 为了支持增量备份(incremental backups )，xfsdump使用转储级别来确定特定转储相对的基本转储(xfsdump uses dump levels to determine a base dump to which a specific dump is relative)。 -l参数指定转储级别0-9。在文件系统上执行0级转储进行完整备份，命令为 # xfsdump -l 0 -f /dev/device /path/filesystem -f参数指定备份的目标。 相反，一个增量备份仅将上次0级转储后更改的文件进行备份。 1级转储是完整转储后的第一个增量转储；下一个增量转储将是2级，依此类推，直到9级的最大值。执行1级转储到/dev/st0：# xfsdump -l 1 -f  /dev/st0  /path/filesystem xfsrestore从xfsdump产生的转储中还原文件系统。 xfsrestore具有两种模式：默认简单模式和累积模式。特定的转储由会话ID或会话标签标识，因此还原转储需要其相应的会话ID或标签。要显示所有转储(完整和增量)的会话ID和标签：＃xfsrestore -Ixfsrestore简单模式(Simple Mode)简单模式允许用户从0级转储还原整个文件系统。确定了0级转储的会话ID后执行恢复：# xfsrestore -f /dev/st0 -S session-ID /path/to/destination -f参数指定转储的位置，而-S或-L参数指定待还原的特定转储，-S参数用于指定会话ID，而-L参数用于指定会话标签。-I选项显示每次转储的会话标签和ID。xfsrestore累积模式(Cumulative Mode)xfsrestore累积模式允许从特定的增量备份(从1级到9级)还原文件系统，添加-r参数# xfsrestore -f  /dev/st0  -S session-ID  -r  /path/to/destination互动 *** 作Interactivexfsrestore允许从转储中提取，添加或删除特定文件。使用-i参数，xfsrestore  -f  /dev/st0 -i 交互式对话将在xfsrestore完成读取指定设备之后开始。在对话框中的可用命令包括cd, ls, add, delete, and extract；使用help查看有关命令的完整列表。 RedHat Enterprise Linux6提供其他xfs功能xfs_fsr ：对已安装的XFS文件系统进行碎片整理。不带参数调用时，xfs_fsr对所有挂载的XFS文件系统的所有常规文件进行碎片整理。该程序允许用户挂起suspend指定时间的碎片整理，并从以后停止的地方resume恢复 *** 作。此外，xfs_fsr仅允许对一个文件进行碎片整理，命令是xfs_fsr /path/to/file。红帽建议定期对整个文件系统进行碎片整理(Red Hat advises against periodically  defragmenting an entire file system, as this is normally not warranted)。xfs_bmap ：打印XFS文件系统中文件使用的磁盘块映射。该地图列出了指定文件使用的每个范围以及文件中没有相应块的区域。xfs_info ：打印XFS文件系统信息。xfs_admin ：修改xfs文件系统中未挂载设备的参数。xfs_copy ：将整个XFS文件系统的内容并行复制到一个或多个设备中。 下面程序是调试和分析XFS文件系统：xfs_metadump ：只能拷贝未挂载，只读和冻结或挂起的(unmounted, read-only,  frozen/suspended)XFS文件系统的metadata到1个文件。否则挂载状态下拷贝会造成生成的转储可能已损坏或不一致。xfs_mdrestore ：将xfs_metadump生成的映像还原到文件系统映像。 Restores an XFS metadump image ( generated using xfs_metadump) to a file  system image.xfs_db ：Debugs an XFS file system。

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