CentOS分割區大於2TB的磁碟以及格式化大於16TB分割區的解決方案

2020-06-16 16:58:26

一、內容介紹

1、問題描述

1)、問題一
CentOS 6.x 在格式化大於16TB的ext4分割區時，會提示如下錯誤：

mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
mkfs.ext4: Size of device /dev/sda1 too big to be expressed 
in 32 bits using a blocksize of 4096.

2)、問題二
CentOS 6.x 無法使用fdisk分割區大於2TB的磁碟。

2、原因分析

1)、問題一：
原因在於CentOS 自帶的 e2fsprogs 版本為1.41.12較低，無法建立16TB以上的檔案系統。
2)、問題二：
原因在於MBR分割區表只支援2T磁碟。

3、解決方案

1)、問題一：
解決方案為手工下載最新的e2fsprogs原始碼包，進行編譯安裝，然後使用mkfs.ext4 命令使用64位元的方式進行磁碟格式化。
2)、問題二：
使用parted命令將MBR分割區表，改為GPT分割區表。

二、解決方案的實現

下面通過在VirtualBox上進行實驗來驗證上面方案的可行性：

1、在VB虛擬機器上新增硬碟

這裡假設你的VB虛擬機器的CentOS已經通過yum update將全部軟體升級到最新版本

在VB虛擬機器中新增10塊2TB的硬碟（此時虛擬機器須處於關機狀態），如下圖：

每個虛擬硬碟都是“動態分配儲存”，總計容量為20TB，這樣就做成raid5最量就會超過16TB了。

2、生成軟RAID磁碟陣列

1)、硬碟分割區

啟動虛擬機器登入系統後輸入lsblk命令檢視虛擬機器可識別的硬碟

[root@localhost ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom
sda      8:0    0   50G  0 disk
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0   47G  0 part /
sdb      8:16   0    2T  0 disk
sdc      8:32   0    2T  0 disk
sdd      8:48   0    2T  0 disk
sde      8:64   0    2T  0 disk
sdf      8:80   0    2T  0 disk
sdg      8:96   0    2T  0 disk
sdh      8:112  0    2T  0 disk
sdi      8:128  0    2T  0 disk
sdj      8:144  0    2T  0 disk
sdk      8:160  0    2T  0 disk

可以看到10塊硬碟已經全部識別，但是還沒有進行分割區，這裡我們使用fdisk逐一進行分割區，以便製作軟RAID.
這裡需要注意的是：如果是在真實的伺服器上，是不會看到這麼多硬碟的。因為伺服器通過RAID卡，將多塊硬碟合併為一塊硬碟。在本文後面會提到如何使用parted 分割區超過2TB的硬碟
以sdb這塊硬碟為例，進行分割區：

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-267349, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-267349, default 267349):
Using default value 267349

Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): fd
Changed system type of partition 1 to fd (Linux raid autodetect)

Command (m for help): p
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1      267349  2147480811   fd  Linux raid autodetect

Command (m for help): w

上面的步驟基本上就是我們平時進行分割區時需要進行操作的步驟。只有t命令平時不太用到.t命令的意思就是“修改分割區型別“，將標準的linux分割區修改為 fd“Linux raid autodetect”以便供軟RAID使用。

下面逐一再將其他磁碟進行分割區，全部分割區完成後，使用lsblk檢視分割區情況：

[root@localhost ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom
sda      8:0    0   50G  0 disk
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0   47G  0 part /
sdb      8:16   0    2T  0 disk
└─sdb1   8:17   0    2T  0 part
sdc      8:32   0    2T  0 disk
└─sdc1   8:33   0    2T  0 part
sdd      8:48   0    2T  0 disk
└─sdd1   8:49   0    2T  0 part
sde      8:64   0    2T  0 disk
└─sde1   8:65   0    2T  0 part
sdf      8:80   0    2T  0 disk
└─sdf1   8:81   0    2T  0 part
sdg      8:96   0    2T  0 disk
└─sdg1   8:97   0    2T  0 part
sdh      8:112  0    2T  0 disk
└─sdh1   8:113  0    2T  0 part
sdi      8:128  0    2T  0 disk
└─sdi1   8:129  0    2T  0 part
sdj      8:144  0    2T  0 disk
└─sdj1   8:145  0    2T  0 part
sdk      8:160  0    2T  0 disk
└─sdk1   8:161  0    2T  0 part

2)、建立RAID5

使用mdadm建立RAID5磁碟陣列：

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md5 
-a yes -l 5 -n 10 -x 0 
/dev/sd[b,c,d,e,f,g,h,i,j,k]1

mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.

可以使用如下命令檢視RAID5狀態：

mdadm -D /dev/md5

3、格式化磁碟陣列

如果現在使用mkfs.ext4格式化/dev/md5將會出現如下錯誤：

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md5
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
mkfs.ext4: Size of device /dev/md5 too big to be 
expressed in 32 bits using a blocksize of 4096.

報錯原因在文章開頭已經介紹了，這裡我們先下載最新的e2fsprogs原始碼包，下載地址如下：
ftp://ftp.ntu.edu.tw/linux/kernel/people/tytso/e2fsprogs/

當前版本為1.43.3,下載後，進行編碼安裝：

tar -zxvf e2fsprogs-1.43.3.tar.gz

cd e2fsprogs-1.43.3

mkdir build 

cd build/ 

../configure 

make 

make install

編譯完成後使用如下命令格式化：

mke2fs -O 64bit,
has_journal,extents,
huge_file,flex_bg,uninit_bg,
dir_nlink,
extra_isize 
-i 4194304 
/dev/md5

或者：

 mkfs.ext4 -O 64bit /dev/md5

掛載磁碟到/mnt

mount /dev/md5 /mnt

檢視磁碟掛載情況：

[root@localhost build]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3        47G  1.1G   43G   3% /
tmpfs           939M     0  939M   0% /dev/shm
/dev/sda1       976M   56M  870M   6% /boot
/dev/md5         18T   24K   17T   1% /mnt

OK! 問題1順利解決。證明這個方案還是可行的！

4、使用parted 分割區2TB以上磁碟

上面第1和第2步驟，是我們為了進行實驗是否能格式化16TB以上分割區而搭建的實驗環境。在生產環境下，一般不會用到軟RAID, 伺服器是通過RAID卡將多塊磁碟形成一個磁碟陣列。在啟動系統後，有會一個沒有分割區的大磁碟。這種情況下就不能使用fdisk命令進行分割區了。在這裡，我們使用parted來進行分割區。

這裡我用一個2TB的磁碟來估演示，如果使用parted將整個磁碟陣列分為一個分割區的情況（這也是生產環境中經常遇到的情況）：
先使用lsblk檢視系統中可使用的磁碟：

[root@localhost ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sr0     11:0    1 1024M  0 rom
sda      8:0    0   50G  0 disk
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0   47G  0 part /
sdb      8:16   0    2T  0 disk

這時系統裡有一個sdb的磁碟，容量為2TB。

[root@localhost ~]# parted /dev/sdb
(parted) mklabel gpt      # 將MBR磁碟格式化為GPT
(parted) mkpart primary 0 -1  #將整塊磁碟劃分為一個分割區
警告: The resulting partition is not properly 
aligned for best performance.
忽略/Ignore/放棄/Cancel? I     #忽略警告
(parted) p                    #列印當前分割區
Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sdb: 2199GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt

Number  Start   End     Size    File system  Name     標誌
 1      17.4kB  2199GB  2199GB               primary

(parted) quit   #退出
資訊: You may need to update /etc/fstab.

再使用lsblk檢視磁碟分割區情況：

    1 1024M  0 rom
sda      8:0    0   50G  0 disk
├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
├─sda2   8:2    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda3   8:3    0   47G  0 part /
sdb      8:16   0    2T  0 disk
└─sdb1   8:17   0    2T  0 part

格式化並掛載磁碟：

mkfs.ext4 /dev/sdb1
mount /dev/sdb1 /mnt