btr文件系统与网络基础

btrfs文件系统
技术预览版
Btrfs (B-tree, Butter FS, Better FS), GPL, Oracle, 2007, CoW
核心特性：
多物理卷支持：btrfs可由多个底层物理卷组成；支持RAID，以及联机“添加”、“移除”，“修改”
写时复制更新机制(CoW)：复制、更新及替换指针，而非“就地”更新
数据及元数据校验码：checksum
子卷：sub_volume
快照：支持快照的快照
透明压缩

btrfs文件系统
文件系统创建：
mkfs.btrfs
-L 'LABEL'
-d <type>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single
-m <profile>: raid0, raid1, raid5, raid6, raid10, single, dup
-O <feature>
-O list-all: 列出支持的所有feature
mkfs.btrfs-L mydata-f /dev/sdb/dev/sdc
属性查看：
btrfsfilesystem show ; blkid
btrfs filesystem show –mounted|all-devices
挂载文件系统：
mount -t btrfs/dev/sdbMOUNT_POINT

btrfs文件系统
透明压缩机制：
mount -o compress={lzo|zlib} DEVICE MOUNT_POINT
在线修改文件系统大小
man btrfs
btrfsfilesystem resize -10G /mydata
btrfsfilesystem resize +5G /mydata
btrfsfilesystem resize max /mydata
查看
df–lh; btrfsfilesytemdf/mydata
添加设备:man btrfs-device
btrfsdevice add /dev/sdd/mydata

btrfs文件系统
平衡数据:man btrfs-banlance
btrfs banlance status /mydata
btrfs banlance start /mydata
btrfs banlance pause /mydata
btrfs banlance cancel /mydata
btrfs banlance resume /mydata
删除设备
btrfs device delete /dev/sdb /mydata
修改raid级别:注意raid对成员数量的要求
btrfs balance start -mconvert=raid1|raid0|raid5 /mydata
btrfs balance start -dconvert=raid1|raid0|raid5 /mydata

Btrfs文件系统
子卷管理:man btrfs-subvolume
btrfssubvolumelist /mydata 查看子卷ID等信息
btrfssubvolumecreate /mydata/subv1
umount/mydata
mount -o subvol=subv1 /dev/sdd/mnt/subv1
btrfssubvolumeshow /mnt/subv1
mount /dev/sdb/mydata挂父卷，子卷自动挂载
mount -o subvolid=### /dev/sdd/mnt/subv1

Btrfs文件系统
子卷管理
btrfssubvolumeshow /mnt/subv1
btrfssubvolumedelete /mydata/subv1
创建快照：
btrfssubvolumesnapshot /mydata/subv1 \/mydata/snapshot_subv1
btrfssubvolumelist /mydata
删除快照
btrfssubvolumedelete /mydata/snapshot_subv1
对一个文件做快照（当前卷）
cd /mydata/subv1
cp–reflinktestfilesnapshot_testfile

实验ext4和btrfs互转
btrfs balance start -dconvert=single /mydata
btrfs balance start -mconvert=raid1 /mydata
btrfs device delete /dev/sdd /mydata
fdisk /dev/sdd分区
mkfs.ext4 /dev/sdd1
mount /dev/sdd1 /mnt
cp /etc/fstab /mnt
umount /mnt/
fsck -f /dev/sdd1
btrfs-convert /dev/sdd1 转化ext4为btrfs
btrfs fikesystem show
mount /dev/sdd1 /mnt

实验ext4和btrfs互转
btrfs转化ext4文件系统
umount /mnt
btrfs-convert -r /dev/sdd1
blkid /dev/sdd1
再转换成btrfs
btrfs-convert /dev/sdd1

资源共享的功能和优点
数据和应用程序
资源
网络存储
备份设备

用户应用程序对网络的影响
批处理应用程序
    FTP、TFTP、库存更新
    无需直接人工交互
    带宽很重要，但并非关键性因素
交互式应用程序
    库存查询、数据库更新。
    人机交互。
    因为用户需等待响应，所以响应时间很重要，但并非关键性因素，除非要等待很长时间。
实时应用程序
    VoIP、视频
    人与人的交互
    端到端的延时至关重要

网络的特征:速度,成本,安全性,可用性,可扩展性,可靠性,拓扑

物理拓扑分类
    逻辑拓扑
    总线拓扑
      所有设备均可接收信号
    星型拓扑
      通过中心点传输
      单一故障点
    扩展星型拓扑
      比星型拓扑的复原能力更强。
    环拓扑
      信号绕环传输
      单一故障点
    双环拓扑
      信号沿相反方向传输
      比单环的复原能力更强
    全网状拓扑
      容错能力强
      实施成本高
    部分网状拓扑
      在容错能力与成本之间寻求平衡

了解主机到主机通信
旧模型
   专有产品
   由一个厂商控制应用程序和嵌入的软件
基于标准的模型
    多厂商软件
    分层方法

为什么要使用分层网络模型?
降低复杂性
标准化接口
简化模块化设计
确保技术的互操作性
加快发展速度
简化教学

OSI 模型的七层结构
一、物理层（二进制传输）
    为启动、维护以及关闭物理链路定义了电气规范、机械规范、过程规范和功能规范
二、数据链路层（数据封装）
    定义如何格式化数据一遍进行传输以及如何控制对网络的访问
    支持错误检测
三、网络层（数据传输）
    路由数据包
    选择传递数据的最佳路径
    支持逻辑寻址和路径选择
四、传输层（传输问题）
    确保数据传输的可靠性
    建立、维护和终止虚拟电路
    通过错误检测和恢复
    信息流控制来保障可靠性
五、会话层（主机间通信）
    建立、管理和终止正在应用程序之间的会话
六、表示层（数据表示）
    确保接收系统可以读出该数据
    格式化数据
    构建数据
    协商用于应用层的数据传输语法
    提供加密
七、应用层（网络进程访问应用层）
    为应用程序进程（例如，电子邮件、文件传输和终端仿真）提供网络服务
    提供用户身份验证

LAN 组成
Computers
    PCs
    Servers
Interconnections
    NICs
    Media
Network devices
    Hubs
    Switches
    Routers
Protocols
    Ethernet
    IP
    ARP
    DHCP

网络线缆和接口
Twisted-Pair
Coaxial
Fiber-Optic

Unshielded Twisted-Pair (UTP) 非屏蔽式双绞线
Shielded Twisted-Pair (STP) 屏蔽式双绞线
        

UTP线序
T568B： 1.橙白 2.橙 3.绿白 4.蓝 5.蓝白 6.绿 7.棕白 8.棕
T568A： 1.绿白 2.绿 3.橙白 4.蓝 5.蓝白 6.橙 7.棕白 8.棕

UTP直通线(Straight-Through) 线材两端全为T568B或T568A
UTP交叉线(Crossover) 线材一端为T568B一端为T568A

GBIC是Giga Bitrate Interface Converter的缩写，是将千兆位电信号转换为光信号的接口器件。

Fiber-Optic GBICs
Short wavelength (1000BASE-SX)
Long wavelength/long haul (1000BASE-LX/LH)
Extended distance (1000BASE-ZX)

三种通讯模式：单播、广播、组播

Hub集线器
Hub：多端口中继器
Hub并不记忆该信息包是由哪个MAC地址发出，哪个MAC地址在Hub的哪个端口
Hub的特点：
    共享带宽
    半双工

以太网桥
交换式以太网的优势
    扩展了网络带宽
    分割了网络冲突域，使网络冲突被限制在最小的范围内
    交换机作为更加智能的交换设备，能够提供更多用户所要求的功能：优先级、虚拟网、远程检测……

以太网桥的工作原理
    1、以太网桥监听数据帧中源MAC地址，学习MAC，建立MAC表，对于未知MAC地址，网桥将转发到除接收该帧的端口之外的所有端口
    2、当网桥接到一个数据帧时，如果该帧的目的位于接收端口所在网段上，它就过滤掉该数据帧；如果目的MAC地址在位于另外
一个端口，网桥就将该帧转发到该端口
    3、当网桥接到广播帧时候，它立即转发到除接收端口之外的所有其他端口

Hub和网桥比较
1、集线器属于OSI的第一层物理层设备，而网桥属于OSI的第二层数据链路层设备
2、从工作方式来看，集线器是一种广播模式，所有端口在一个冲突域里面。网桥的可以通过端口隔离冲突
3、Hub是所有共享总线和共享带宽。网桥每个端口占一个带宽

路由器
为了实现路由,路由器需要做下列事情:
分隔广播域
选择路由表中到达目标最好的路径
维护和检查路由信息
连接广域网

路由：把一个数据包从一个设备发送到不同网络里的另一个设备上去。这些工作依靠路由器来完成。路由器只关心网络的状态和决定网络中的最佳路径。路由的实现依靠路由器中的路由表来完成

VLAN = 广播域= 逻辑网络(Subnet)
分隔广播域
安全
灵活管理

分层的网络架构

1、核心层Core Layer
    企业级应用快速转发

2、分布层Distribution
    广播域，路由，安全，远程接入，访问层汇聚
    核心层Core Layer
    企业级应用快速转发

3、访问层Access
    终端接入

TCP/IP 协议栈
Transmission Control Protocol/Internet Protocol 传输控制协议/因特网互联协议
TCP/IP是一个Protocol Stack，包括TCP、IP、UDP、ICMP、RIP、TELNET、FTP、SMTP、ARP等许多协议
    最早发源于美国国防部（缩写为DoD）的因特网的前身ARPA网项目，1983年1月1日，TCP/
IP取代了旧的网络控制协议NCP，成为今天的互联网和局域网的基石和标准。由互联网工程任务组负责维护。
共定义了四层
和ISO参考模型的分层有对应关系

TCP/IP 协议栈
一、物理层
二、网络层
三、传输层
四、应用层

应用层
File transfer
    –FTP
    –TFTP
    –Network File System
E-mail
    –Simple Mail Transfer Protocol
    Remote login
    –Telnet
    –rlogin
Network management
    –Simple Network Management Protocol
    Name management
    –Domain Name System

三、传输层TCP&UDP
Session multiplexing
Segmentation
Flow control (when required)
Connection-oriented (when required)
Reliability (when required)

可靠性vs.高效性

TCP 特性
工作在传输层面向连接协议
双工模式操作
错误检查
数据包序列
确认机制
数据恢复特性

UDP 特性
工作在传输层
提供不可靠的网络访问
非面向连接协议
有限的错误检查
传输性能高
无数据恢复特性

ICMP: Internet Control Message Protocol 互联网消息控制协议
ping 探测某主机在线或网络是否可达
被探测主机无须开启端口监听，由内核回应icmp报文
echo request，8
echo reply，0
通常关闭ping响应

ARP（Address Resolution Protocol）网络地址解析协议
RARP（Revers ARP）反向网络地址解析协议