LVM&RAID

野性酷女 2022-08-03 11:42 173阅读 0赞

**一、概述**  
Logical Volume Manager(逻辑卷管理)由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现。LVM将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续将其它的硬盘的分区加入其中，这样可以实现磁盘空间的动态管理，相对于普通的磁盘分区有很大的灵活性。LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。LVM也允许按用户组对存储卷进行管理，允许管理员用更直观的名称(如store1、development)代替物理磁盘名(如sda、sdb)来标识存储卷。  
**LVM模型：**  
![这里写图片描述][112243171044972.png]  
**Physical Volume物理卷：**  
调整实际的分区systerm ID为8e，再通过pvcreate命令将它转变为LVM最底层的物理卷  
**Volume Group卷组：**  
所谓的LVM大磁盘就是将许多PV整合成VG，VG的容量与PE（Physical Extend）物理扩展块相关，PE是整个LVM最小的存储块。  
**PE（physical extent）：**  
每一个物理卷被划分为称为PE的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小可配置，默认为4MB，其实文件数据都是由写入PE来处理的，简单来说，这个PE有点类似于文件系统里的block大小。  
**Logical Volume逻辑卷:**  
最终的VG会被切成LV，这个LV就是最后可以被格式化使用的类似分区，LV的大小与在此LV内的PE总数相关，LV的设备名通常指定为”/dev/vgname/lvname“的样式。LVM可以弹性改变文件系统的容量，就是通过交换PE来进行数据转换，将原本LV内的PE转移到其他设备中以降低LV容量，或者将其他设备中的PE加到此LV中以加大容量。  
**PE与VG相关性：**  
![这里写图片描述][20150806151619190]  
**数据写入LV依据写入机制的不同有两种写入方式：**  
线性模式（linear）：假如将/dev/sda1,/dev/sda2这两个分区加入VG中，且整个VG只有一个LV时，所谓的线性模式就是当/dev/sda1的容量用完之后，/dev/sda2才会被使用  
交互模式（triped）:将一条数据拆成2个部分，分写入/dev/sda1,/dev/sda2，感觉上有点像RAID 0。  
**二、LVM实作流程：**  
1、查询是否安装lvm2软件包，CentOS系统已默认安装  
![这里写图片描述][20150804211032604]  
2、创建物理文件系统，将其文件系统的类型设置为LVM，分区时修改文件系统类型为8e:  
![这里写图片描述][20150804211042246]  
![这里写图片描述][20150804211051458]  
![这里写图片描述][20150804211101628]  
与创建物理卷（PV）相关的命令;

*  pvcreate：将物理分区新建为PV
 *  pvdisplay：显示目前系统上PV的状态
 *  pvscan：查询目前系统里任何具有PV的磁盘
 *  pvremove：将PV属性删除，让该分区不具有PV属性

3、接下来创建PV：  
![这里写图片描述][20150804211147047]  
![这里写图片描述][20150804211156164]  
![这里写图片描述][20150804211204810]  
创建卷组相关命令:

*  vgcreate：创建VG
 *  vgscan：查找系统上是否有VG
 *  vgdisplay：显示目前系统上VG状态
 *  vgextend：扩展VG，在VG增加额外的PV
 *  vgreduce：缩小VG，在VG内删除PV
 *  vgremove：删除VG
 *  vgrename：VG重命名

4、创建VG的命令格式：vgcreate \[-s size\] VG名称 PV名称  
![这里写图片描述][20150804211309884]  
![这里写图片描述][20150804211317409]  
![这里写图片描述][20150804211326273]  
![这里写图片描述][20150804211339125]  
5、创建好卷组之后，来扩展VG：vgextend vgName PV  
![这里写图片描述][20150804211503611]  
![这里写图片描述][20150804211514906]  
创建逻辑卷相关的命令:

*  lvcreate：创建LV
 *  lvscan：查看系统上的LV
 *  lvdisplay：显示系统上LV的状态
 *  lvextend：扩展LV
 *  lvreduce：缩小LV
 *  lvremove：删除一个LV
 *  lvresize：调整LV的 容量大小

6、创建LV的命令格式： lvcreate -L \[size M,G,T\]-n LV名称 VG名称  
![这里写图片描述][20150804211612630]  
![这里写图片描述][20150804211621057]  
![这里写图片描述][20150804211631210]  
7、格式化逻辑卷  
![这里写图片描述][20150804211654270]  
8、新建目录用来挂载逻辑卷  
![这里写图片描述][20150804211722065]  
![这里写图片描述][20150804211730612]  
9、新增一个类型为8e的分区，用来做扩展  
![这里写图片描述][20150804211755760]  
![这里写图片描述][20150804211809533]  
**放大LV容量：**  
1、利用PV构建PV–>利用vgextend将PV加入DQvg–>利用lvresize将新加入PV内的PE加入DQlv中  
![这里写图片描述][20150804211839278]  
![这里写图片描述][20150804211846953]  
![这里写图片描述][20150804211923962]  
2、最后通过resize2fs将文件系统的容量确实增加  
![这里写图片描述][20150804211931083]  
![这里写图片描述][20150804211940794]  
创建分区相当于创建物理边界，在分区上创建文件系统，文件系统边界可理解为逻辑边界  
扩展LVM应先扩展物理边界即先创建分区在进一步扩展逻辑边界  
缩减LVM应先缩减文件系统边界在缩减物理边界  
![这里写图片描述][20150807104313905]  
**缩小LV容量:**  
1、确保缩减后的空间大小依然能存储原有的所有数据, 即缩减后空间大小不小于Used  
![这里写图片描述][20150804212045586]  
2、不能在线缩减，得先卸载；  
![这里写图片描述][20150804212056274]  
3、在缩减之前应该先强行检查文件，以确保文件系统处于一至性状态；  
![这里写图片描述][20150804212105850]  
![这里写图片描述][20150804212113645]  
![这里写图片描述][20150804212122378]  
![这里写图片描述][20150804212130818]  
4、接下来缩减物理边界  
![这里写图片描述][20150805215047684]  
![这里写图片描述][20150805215055954]  
5、转移/dev/sdc9中没有使用的PE  
![这里写图片描述][20150805215112181]  
![这里写图片描述][20150805215120540]  
至此文件系统以及实际的LV，VG全部变小了  
![这里写图片描述][20150805215129776]  
总结：在扩大和缩小逻辑卷时，使用命令的顺序刚好相反。但是缩减时必须先卸载逻辑卷  
扩大：

[root@localhost~]#lvresize -l +64/dev/DQvg/DQlv
    [root@localhost~]#resize2fs /dev/DQvg/DQlv

缩小：

[root@localhost~]#umount /dev/DQvg/DQlv
    [root@localhost~]#e2fsck -f /dev/DQvg/DQlv
    [root@localhost~]#resize2fs /dev/DQvg/DQlv 2G(这里2G指缩减到2G)
    [root@localhost~]#lvresize -l -64/dev/DQvg/DQlv

**三、快照卷**  
快照就是将当时的系统信息记录下来，将来若有任何数据改动了，则原始数据会被移动到快照区，没有被改动的区域则由快照区与文件系统共享。  
![这里写图片描述][20150807130741563]  
1、生命周期为整个数据时长；在这段时长内，数据的增长量不能超出快照卷大小；  
2、快照卷应该是只读的；  
3、跟原卷在同一卷组内；  
![这里写图片描述][20150805215301049]  
![这里写图片描述][20150805215308813]  
![这里写图片描述][20150805215315761]  
![这里写图片描述][20150805215325119]  
![这里写图片描述][20150805215332623]  
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![这里写图片描述][20150805215353292]  
![这里写图片描述][20150805215641661]  
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![这里写图片描述][20150805215657124]  
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![这里写图片描述][20150805215753808]  
![这里写图片描述][20150805215802323]  
![这里写图片描述][20150805215810831]  
删除之前新建的LVM数据  
![这里写图片描述][20150805220048295]  
![这里写图片描述][20150805220056335]  
![这里写图片描述][20150805220104483]  
RAID:Redundant Array Indepedent Disk  
基础知识可见[http://blog.csdn.net/celeste7777/article/details/49225319][http_blog.csdn.net_celeste7777_article_details_49225319]  
**Software RAID实作流程**  
**RAID-0 ：等量模式**  
条带存储数据在每块磁盘上，条带chunk/block越多块磁盘组成的RAID-0性能会越好，因为每块磁盘负责的数据量变低  
由于文件是被切割成适合每块磁盘分区的大小，再依次序存放到各个磁盘，所以RAID-0中只要有任何一块磁盘损毁，RAID上的数据都会丢失而无法读取  
![这里写图片描述][showimage-24832-73166-7e09ba6e8329fd6ff88b36b42b09a0f6.jpg]  
![这里写图片描述][20150806083441592]  
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![这里写图片描述][20150806083504743]  
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![这里写图片描述][20150806083520767]  
![这里写图片描述][20150806083529187]  
![这里写图片描述][20150806083537167]  
**RAID-1：镜像模式**  
同一份数据完整保存在2块磁盘上，写性能下降，读性能提升，有容错能力  
![这里写图片描述][showimage-24833-73166-710479cd5594b82738f831c6edc9e3b6.jpg]  
![这里写图片描述][20150806083642844]  
![这里写图片描述][20150806083651060]  
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![这里写图片描述][20150806083706205]  
![这里写图片描述][20150806083714508]  
设置sda7错误  
![这里写图片描述][20150806083753478]  
![这里写图片描述][20150806083801921]  
![这里写图片描述][20150806083809694]  
再次设置sda7错误，测试添加进来的sda9已经启用，仍可正常访问文件  
![这里写图片描述][20150806083956144]  
制作热空闲盘RAID，磁盘损坏时，自动同步备份  
![这里写图片描述][20150806084028293]  
![这里写图片描述][20150806084034299]  
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![这里写图片描述][20150806084059967]  
![这里写图片描述][20150806084107991]  
**RAID-5：**性能与数据备份的均衡考虑  
数据写入有点类似RAID-0，不过每个循环的写入过程中，在每块磁盘还加入一个同为检查数据来记录其他磁盘的备份数据，同时也使得总容量是整体磁盘数量减1。至少需要3块磁盘，仅支持一块磁盘损毁，任何一个磁盘损毁都能通过同位检查码来重建原本磁盘内数据  
![这里写图片描述][showimage-24835-73166-15c6aa46533971adb8dbbfd4ac7d0cd5.jpg]  
![这里写图片描述][20150806084436656]  
![这里写图片描述][20150806084443875]  
![这里写图片描述][20150806084451196]

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