RAID 及 LVM

RAID：多個磁盤合成一個“陣列”來提供更好的性能、冗余，或者兩者都提供

提高IO能力 ：???? 磁盤并行讀寫

提高耐用性：???? ?磁盤冗余來實現

級別：??? 多塊磁盤組織在一起的工作方式有所不同

RAID實現的方式：

外接式磁盤陣列：通過擴展卡提供適配能力

內接式RAID：主板集成RAID控制器

安裝OS前在BIOS里配置

軟件RAID：通過OS實現

RAID級別：

RAID-0: （條帶集）

讀、寫性能提升；

可用空間：N*min(S1,S2,…)

無容錯能力

最少磁盤數：2, 2+

RAID-1： （兩兩互為鏡像）

讀性能提升、寫性能略有下降；

可用空間：1*min(S1,S2,…)

有冗余能力

最少磁盤數：2, 2N

RAID-4：（最少3塊硬盤）（由于校驗位專用盤使用頻繁易壞，淘汰）

多塊數據盤異或運算值存于專用校驗盤

RAID-5：（校驗位均勻寫在每塊磁盤）（犧牲磁盤空間換取容錯性）

讀、寫性能提升 ，如若損壞一塊硬盤，性能急劇下降

可用空間：(N-1)*min(S1,S2,…)

有容錯能力：允許最多1塊磁盤損壞（有一塊備用盤）

最少磁盤數：3, 3+

RAID-6：

讀、寫性能提升

可用空間：(N-2)*min(S1,S2,…)

有容錯能力：允許最多2塊磁盤損壞

最少磁盤數：4, 4+

RAID-10： （比01更好）

讀、寫性能提升

可用空間：N*min(S1,S2,…)/2

有容錯能力：每組鏡像最多只能壞一塊

最少磁盤數：4, 4+

RAID-01 ????????????多塊磁盤先實現RAID0,再組合成RAID1

RAID-50 ????????????多塊磁盤先實現RAID5,再組合成RAID0

JBOD：Just a Bunch Of Disks

功能：將多塊磁盤的空間合并一個大的連續空間使用

可用空間：sum(S1,S2,…)

RAID7 ???????可以理解為一個獨立存儲計算機，自身帶有操作系統和管理工具，可以獨立 運行，理論上性能最高的RAID模式

軟RAID：

mdadm：為軟RAID提供管理界面

為空余磁盤添加冗余

結合內核中的md(multi devices)

RAID設備可命名為/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等

mdadm：模式化的工具

命令的語法格式：mdadm [mode] [options]

支持的RAID級別：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10

模式： 創建：-C 裝配: -A 監控: -F 管理：-f, -r, -a

<raiddevice>: /dev/md#

<component-device>: 任意塊設備

-C: 創建模式

-n #: 使用#個塊設備來創建此RAID

-l #：指明要創建的RAID的級別

-a {yes|no}：自動創建目標RAID設備的設備文件

-c CHUNK_SIZE: 指明塊大小,單位k

-x #: 指明空閑盤的個數

-D：顯示raid的詳細信息 mdadm -D /dev/md#

管理模式：

-f: 標記指定磁盤為損壞

-a: 添加磁盤

-r: 移除磁盤

觀察md的狀態：?? ?cat /proc/mdstat

軟RAID的實現實驗:

1. 劃分分區：fdisk /dev/sdb?? (n?? p?? 1?? 1?? +2G? t?? fd)[有四塊磁盤，劃分2G分區，一塊備用磁盤]

dd?? if=/dev/zero?? of=/dev/sdb1? //清空sdb1分區（之前劃分過分區，非必須）

2. 使用mdadm創建并定義RAID設備

mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 ?-c?? 32? /dev/sd{b1 ,c1,d1,e1}

3. 查看RAID信息

mdadm?? -D? /dev/md0???? //查看RAID信息

4. 用文件系統對每個RAID設備進行格式化 ?ext4??? /dev/md0

mke2fs -j /dev/md0

5. 寫入配置文件： UUID=xxx ?/mnt/raid?? ext4??? defaults? 0 0
6. 生成配置文件： mdadm –D –s ??RAID設備? >> /etc/mdadm.conf
7. 取消掛載： umount??? /mnt/raid
8. 停止設備： mdadm –S /dev/md0
9. 激活設備： mdadm –A –s /dev/md0

測試RAID設備

使用mdadm檢查RAID設備的狀況 ???????mdadm –detail|D /dev/md0

增加新的成員 ?????????????mdadm ?–G ?/dev/md0 ?–n4 ?–a ?/dev/sdf1??? //實現擴展

resize2fs?? /dev/md0????? //實現同步文件系統（試用ext系列） //實現新加成員格式化

xfs_growfs??? /mnt/raid（掛載點） //實現同步文件系統 （試用xfs系列）? //實現新加成員格式化

模擬磁盤故障???? ?mdadm ?/dev/md0 ?-f ?/dev/sda1

移除磁盤 ???mdadm ?/dev/md0 ?–r ?/dev/sda1

從軟件RAID磁盤修復磁盤故障

• 替換出故障的磁盤然后開機
• 在備用驅動器上重建分區
• mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1

mdadm、/proc/mdstat及系統日志信息

生成配置文件：??? mdadm –D –s ??RAID設備? >> /etc/mdadm.conf

停止設備：?????????? mdadm –S /dev/md0

激活設備：????????? mdadm –A –s /dev/md0 激活

強制啟動：?????????? mdadm –R /dev/md0

刪除raid信息：?????? mdadm –zero-superblock /dev/sdb1

刪除RAID：

1. 取消掛載： umount???? /mnt/md0
2. 刪除配置文件：UUID=xxx /mnt/raid?? ext4??? defaults? 0 0
3. 查看RAID信息? ? ?mdadm?? -D? /dev/md0???? //查看RAID信息

4. 刪除配置文件： rm?? –f?? /etc/mdadm.conf
5. 停止設備： mdadm –S /dev/md0
6. 刪除raid信息： mdadm –zero-superblock /dev/sdb1
7. 刪除磁盤分區（RAID信息有殘留）
8. dd if=/dev/zero?? of=/dev/sdb?? （如若先刪除的分區，沒有刪除RAID信息，即可用dd命令實現刪除RAID信息）

作業：實現RAID10

madam?? -C?? /dev/md0?? -a yes? -l 10? -n4?? /dev/sd{b.c.d.e}

或者：madam?? -C?? /dev/md0?? -a yes? -l 1 –n2? /dev/sd {b,c}

madam?? -C?? /dev/md1? -a yes? -l 1? -n2? /dev/sd{d,e}

madam?? -C?? /dev/md2?? -a yes? -l 0?? -n2 /dev/md{0,1}

邏輯卷管理器（LVM）

允許對卷進行方便操作的抽象層，包括重新設定文件系統的大小

允許在多個物理設備間重新組織文件系統

• 將設備指定為物理卷
• 用一個或者多個物理卷來創建一個卷組
• 物理卷是用固定大小的物理區域（Physical Extent，PE）來定義的
• 在物理卷上創建的邏輯卷 是由物理區域（PE）組成
• 可以在邏輯卷上創建文件系統

pv管理工具：

顯示pv信息： ??????pvs：簡要pv信息顯示???????????? ?pvdisplay

創建pv ：??????? pvcreate???? ?/dev/DEVICE

vg管理工具:

顯示卷組:? ?vgs ?????????vgdisplay

創建卷組 vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

-s??? //指定pe的大小

管理卷組 vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…] vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

刪除卷組 :????? 先做pvmove，再做vgremove

lv管理工具：

顯示邏輯卷:? ?lvs??? ?Lvdisplay

創建邏輯卷lvcreate ?-L ?#[mMgGtT] ?-n ?NAME VolumeGroup（-L 指定大小? ）

lvcreate ?-l ?60%VG ?-n ?mylv testvg? (-l?? 以pe個數為單位)

lvcreate -l 100%FREE -n ?yourlv ?testvg ??//將剩余空間全部使用

刪除邏輯卷???? ?lvremove ?/dev/VG_NAME/LV_NAME

重設文件系統大小

fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]

resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]

邏輯卷的實際名稱：? /dm-數字

擴展和縮減邏輯卷

擴展邏輯卷： lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME? （可在線擴展）

resize2fs ?/dev/VG_NAME/LV_NAME???? //同步邏輯卷

lvectend ?-r ?-l ?+100%FREE ??/dev/VG_NAME/LV_NAME?? //擴展同時格式化

lvresize ?-r ?-l ?+100%FREE ??/dev/VG_NAME/LV_NAME

縮減邏輯卷： umount ?/dev/VG_NAME/LV_NAME ?（離線縮減，只適用于ext系列）

e2fsck ?-f ?/dev/VG_NAME/LV_NAME??? //

resize2fs ?/dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]

lvreduce ?-L [-]#[mMgGtT] ?/dev/VG_NAME/LV_NAME mount

跨主機遷移卷組示例：

原計算機：? vgrename?? vg0?? centos6vg0

lvrename?? /dev/centos6vg0/lv0??? /dev/centos6vg0/lv0

1 在舊系統中，umount所有卷組上的邏輯卷 ?: umount?? /mnt/lv0

2 vgchange –a n centos6vg0? //禁用巻組???????????????????? ?lvdisplay??? 查看

3 vgexport ?cebtos6vg0 ??導出邏輯卷?????? ?pvscan?? 查看?? ?vgdisplay?? 查看

4 ?拆下舊硬盤

在目標計算機上

5 在新系統中安裝舊硬盤，并 導入vgimport? centos6vg0.

6 vgchange? -ay? centos6vg0???? //激活巻組

7? mount 所有巻組上的邏輯卷

使用分區創建邏輯卷示例：

1. 創建分區fdisk /dev/sdc??? ( n? p 1 1? +2G?? t?? 1?? 8e )
2. 創建物理卷 ：?? pvcreate????? /dev/sd{b1,c1}
3. 顯示pv信息： pvs：簡要pv信息顯示???????????? ?pvdisplay
4. 為卷組分配物理卷: vgcreate? -s?? 16M? ?vg0?? /dev/sd{b1,c1}
5. 顯示卷組: ?vgs ??或?????? vgdisplay
6. 從卷組創建邏輯卷: lvcreate ?-L ?256M? –n ?lv0 ?vg0
7. 顯示邏輯卷: ?lvs?? 或? ?Lvdisplay
8. 創建文件系統：ext4 /dev/vg0/lv0

make2fs?? -j?? /dev/vg0/data

9. 掛載：寫入文件：UUID=xxx /mnt/lv0?? ext4? defaults?? 0? 0

mount ??/dev/vg0/data ??/mnt/data?? （臨時有效）

擴展邏輯卷示例：

1. 新加硬盤, echo ‘ – – – ‘ > /sys/class/scsi_host/host2/scan?? ?//使硬盤識別
2. pvcreate /dev/sdd
3. vgextend vg0? /dev/sdd
4. lvextend -L? +5G? /dev/vg0/lv0?? //新增加5G
5. resize2fs /dev/vg0/lv0??? //同步邏輯卷（ext系列）

縮減邏輯卷示例：

1. 先備份
2. umount /mnt/lv0????? 先取消掛載
3. 檢查文件系統完整性 fsck?? -f?? /dev/vg0/lv0
4. resize2fs /dev/vg0/lv0?? 10G??? ?//
5. lvreduce -L? 10G?? /dev/vg0/lv0?? //縮減邏輯卷
6. mount -a? //自動掛載

刪除vg中的pv示例：

1.pvmove? /dev/sdd???? //將sdd上的空間遷移到同巻組的其他設備中

2.vgreduce vg0? /dev/sdd??? //在巻組vg0移除/dev/sdd

3.pvremove /dev/sdd???? //移除物理卷

使用LVM快照：

為現有邏輯卷創建快照

lvcreate -l 64 -s -n data-snapshot -p r /dev/vg0/data

掛載快照

mkdir -p /mnt/snap

mount -o ro /dev/vg0/data-snapshot /mnt/snap

恢復快照

umount ?/dev/vg0/data-snapshot

umount ?/dev/vg0/data

lvconvert ??–merge?? ?/dev/vg0/data-snapshot???? //合并快照

刪除快照

umount ??/mnt/databackup

lvremove ?/dev/vg0/databackup