Linux系統中RAID及LVM管理

本節索引

一、RAID概念及管理

二、LVM邏輯卷的介紹及使用

 

Linux系統中如何提高磁盤的讀寫性能，如何實現磁盤冗余，當磁盤快被占滿時，又如何彈性拓展磁盤容量，RAID及LVM技術可以幫你輕松解決。

一、RAID概念及管理

RAID:Redundant Arrays of Inexpensive（Independent） Disks 廉價（獨立）磁盤冗余陣列

使用多個磁盤合成一個“陣列”來提供更好的性能、冗余，或者兩種都提供。

 

RAID的作用：

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（生產環境很少用，一般用來測試模擬）

 

RAID級別

RAID-0????????????? 條帶卷，strip

RAID-1????????????? 鏡像卷，mirror

RAID-2

…

RAID-5

RAID-6

RAID-10

RAID-01

JBOD???????????????? 將多塊磁盤的空間合并成一個連續空間使用

 

注：目前RAID2-4已基本淘汰，RAID0生產中也少用，RAID1,RAID5,RAID10,RAID01常見

 

RAID0????? 條帶卷，讀寫能力提升，但無容錯能力，最少需2塊磁盤組成，磁盤利用率100%

RAID1 ? ? ? 鏡像卷，具有一塊硬盤的容錯性，需要2,2N塊磁盤組成，磁盤利用率50%

RAID4 ? ? ?犧牲了1塊硬盤實現冗余，至少3塊磁盤組成，磁盤利用率（n-1）n

RAID5 ? ? ?帶奇偶校驗的條帶集，至少3塊磁盤組成，磁盤利用率（n-1）n，一塊硬盤損壞，將大幅

消耗系統性能，造成宕機，應及時更換硬盤，性價比高

RAID6????? 犧牲了2塊硬盤實現冗余，至少4塊磁盤組成，磁盤利用率（n-2）n

RAID10??? 先做RAID1,再做RAID0，容錯性相較于RAID01更強，至少4塊磁盤組成，空間利用率50%。

生產中有條件情況下建議使用RAID10

RAID01??? 先做RAID0,再做RAID1，至少4塊磁盤組成，容錯性較RAID10稍弱，空間利用率50%

RAID50??? 先做RAID5,再做RAID0，提供了接近RAID 10性能、可用性以及接近RAID 5成本的特性，具

有較好的整體性價比，至少6塊磁盤組成，空間利用率（n-2）n

JBOD??????? 可用空間sum（S1,S2…），性能無提升，至少需要2塊磁盤，磁盤利用率100%

 

常見RAID圖形示意

RAID0????? 條帶卷，讀寫能力提升，但無容錯能力，最少需2塊磁盤組成，磁盤利用率100%

RAID1 ? ? ? 鏡像卷，讀性能提升，寫性能下降具有一塊硬盤的容錯性，需要2,2N塊磁盤組成，磁盤利用綠

50%

 

RAID5 ? ? ?帶奇偶校驗的條帶集，與RAID4校驗位固定在一個磁盤上相比，RAID5校驗位在不同磁盤上不

斷更替；至少3塊磁盤組成，磁盤利用率（n-1）n，一塊硬盤損壞，將大幅消耗系統性能，造成宕機，應

及時更換硬盤，性價比高

 

RAID01??? 先做RAID0,再做RAID1，至少4塊磁盤組成，容錯性較RAID10稍弱，空間利用率50%

 

RAID10??? 先做RAID1,再做RAID0，容錯性相較于RAID01更強，至少4塊磁盤組成，空間利用率50%。

生產中有條件情況下建議使用RAID10

RAID50??? 先做RAID5,再做RAID0，提供了接近RAID 10性能、可用性以及接近RAID 5成本的特性，具有較好的整體性價比，至少6塊磁盤組成，空間利用率（n-2）n

JBOD??????? 可用空間sum（S1,S2…），性能無提升，無冗余能力，至少需要2塊磁盤，磁盤利用率100%

 

RAID按實現方式的不同一般分為硬件RAID和軟件RAID，生產環境中多數使用硬件RAID，在下面的實

驗測試環境中我們使用軟件RAID。

軟件RAID

mdadm 命令 ? 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

 

dd if=/dev/zero? of=/dev/sdb1???????????? 破壞文件系統

 

mdadm -C /dev/md0 -a yes? -l5 -n4 -x1? /dev/sd{b,c,d,e}1 ? ? 創建一個RAID5,包含4塊硬盤，一

塊空閑盤

mdadm -D /dev/md0??? ? ? ? ? ? ? ? ?查看raid信息

mkfs.ext4 /dev/md0 -L raid ? ??添加文件系統，添加卷標為raid

 

停用

umount /mnt/raid/

mdadm??? -S? /dev/md0???????? 禁用raid

-A????????????? 啟用raid

 

模擬損壞硬盤

mdadm??? /dev/md0 -f /dev/sdd1?

 

移除損壞硬盤

mdadm ? /dev/md0 -r /dev/sdd1

 

更換一個新硬盤

mdadm??? /dev/md0 -a /dev/sda1

 

拓展RAID一個硬盤

mdadm -G /dev/md0 -n4 -a /dev/sdb3

 

ll /etc/mdadm/conf

mdadm -Ds /dev/md0 > /etc/mdadm/conf????? 保存配置文件

將來重啟或停止raid服務不會出現找不到配置文件的情況

 

二、LVM邏輯卷介紹及使用

 

? ?logical Volumes ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?邏輯卷

lvcreae? ↑ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?創建邏輯卷? ↑

?Volime Group ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 卷組

vgcreate ↑ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 創建卷組??? ↑

Physical Volumes ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?物理卷

pvcreate ↑ ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 創建物理卷? ↑

?Linux Block Devices ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? Linux塊設備

 

pv管理工具

顯示物理卷

pvs??????????? 簡要

pvdisplay 詳細

 

創建卷組

pvcreate? /dev/DEVICE

 

vg管理工具

顯示卷組

vgs

vgdisplay

 

創建卷組

vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] 卷組名 各分區物理路徑

 

lv管理工具

顯示邏輯卷

lvs

Lvdisplay

 

創建邏輯卷

lvcreate -L #[mMgGtT] -n 邏輯卷名 卷組名

lvcreate -l 60%VG -n mylv testvg

lvcreate -l 100%FREE -n yourlv testvg

 

lvcreate?

常用選項

-c???? 指定chunk大小

-l????? 指定PE數創建邏輯卷，或[%{VG|FREE|ORIGIN}]

-L ?? 指定大小創建邏輯卷

-n???? 指定邏輯卷名稱

-p{r|rw}指定邏輯卷權限

-t????? 測試

 

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]

 

 

LVM快照

快照是特殊的邏輯卷，它是在生成快照時存在的邏輯卷的準確拷貝

要注意快照不能替代備份作用，但可用于測試環境，在特殊情況下可代替備份效果。

快照生成時需要分配給它一定的空間，這些空間只有在原來的邏輯卷或者快照有所改變才會使用

這些空間，建立快照的卷大小只需要原始邏輯卷的15%-20%就可以了，也可以使用lvextend放大快照空

間要注意快照必須與被快照的LV在同一個卷組中，系統恢復時文件數量不能高于快照區的實際容量。

 

為現有邏輯卷創建快照與添加邏輯卷命令相同

lvcreate

創建快照常用選項：

-l????? 指定PE數創建快照，或[%{VG|FREE|ORIGIN}]

-L ?? 指定大小創建快照邏輯卷

-n???? 指定快照名稱

-p{r|rw}指定快照權限，一般設為只讀

 

 

 

ext系列：

lvcreate -n centoslv0-snapshot -s -L 1G -p r /dev/centos6lv0

lvdisplay

mkdir /mnt/snap

mount /dev/centos6vg0/centos6lv0-snapshot? /mnt/snap

 

xfs文件系統：

lvcreate -n centoslv0-snapshot -s -L 1G -p r /dev/lv0

lvdisplay

mkdir /mnt/snap

xfs文件系統不予許相同UUID設備進行掛載

mount -o nouuid? /dev/vg0/lv0-snopshot /mnt/lv0-snap

 

 

恢復快照

umount /mnt/snap/

umount /mnt/centos6lv0/

lvconvert? –merge? /dev/centos6vg0/centos6lv0-snapshot

注：快照會在合并恢復后自動刪除

 

刪除快照

umount /mnt/vg0/lv0

lvremove /dev/mnt/lv0-snap