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  • RAID & LVM

    1.RAID

    Redundant Array of Independent Disks 独立冗余磁盘阵列

    RAID技术通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大,安全性更好的磁盘阵列,并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上,然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能,同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上,起到了冗余备份的效果。

    1.1实现RAID的三个关键技术

    镜像

           数据复制到多个磁盘

           数据可靠性高,读性能高(可以并发从多个副本读)

           写性能低

    数据条带

           将数据切割分片,保存在不同磁盘,多个数据片共同组成完整数据

           数据读写性能非常高

           可靠性低

    数据校验

           写入数据同时对数据进行校验计算,并将校验数据存储在RAID成员磁盘中

           校验数据可以存储在单块磁盘,也可存储在随机磁盘

           数据可靠性高,读性能高

           写性能低

    1.2常见RAID方案

    标准RAID等级:RAID0 - RAID6

    JBOD

           不是标准的RAID等级,只是将多个物理磁盘串联,提供一个巨大的逻辑磁盘

           常指磁盘柜,不论其是否提供RAID功能

    RAID0

           数据依次写到RAID成员磁盘中,并发写,并发读

           读性能高,写性能高

           无可靠性

           最少2块磁盘,磁盘利用率100%

           适用于对性能要求严格但对数据安全性和可靠性不高的应用,如视频、音频存储、临时数据缓存空间等。

    RAID1

           镜像

           顺序读性能高 ,写性能低

           可靠性高

           最少2块磁盘,磁盘利用率1/n

           适用于对顺序读写性能要求高以及对数据保护极为重视的应用,如对邮件系统的数据保护。

    RAID5

           数据条带 + 数据校验(校验数据存放于RAID中的1个随机成员)

           读性能高,写性能稍低

           可靠性稍高,允许一块磁盘损毁

           至少3块硬盘,磁盘利用率(n-1)/n

           适用于大部分存储应用需求,数据中心大多采用它作为应用数据的保护方案。

    组合等级RAID01与RAID10

           RAID10(先做RAID1,在做RAID0)

           RAID01(先做RAID0,在做RAID1)

           读性能中,写性能中

           可靠性中,RAID10容错性能小于RAID01

           至少4块硬盘,磁盘利用率50%

           组合等级的实现成本一般都非常昂贵,只是在 少数特定场合应用。

    1.3部署RAID

    1.插上成员磁盘(>=2)

    2.创建raid磁盘组(如/dev/md0)

           mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf

    3.查看raid磁盘组信息

           mdadm -D /dev/md0

                  state

                         active (正常)| faulty(异常) | spare(备份)

    4.格式化raid磁盘组

           mkfs.ext4 /dev/md0

    5.创建挂载点并挂载raid磁盘组

    6.配置fatab,设置开机启动

    1.4other.

    模拟磁盘损坏

           mdadm /dev/md0 -f /dev/sdc

    设置备份盘

           mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf

    2.LVM

    Logical Volume Manager逻辑卷管理器

    目的是为了解决硬盘设备在分区后不易修改分区大小的缺陷,但是它会造成数据的丢失。

    物理卷处于LVM中的最底层(可以是硬盘/分区/raid磁盘阵列/...)

    卷组建立在物理卷之上(一个卷组可以包含多个物理卷;创建卷组之后可以添加/移除物理卷)

    逻辑卷使用卷组中的空闲资源建立(逻辑卷创建后也可以动态扩展/缩小空间)

    快照原理

           快照一般都很小,它存的是原系统上要发生变化的文件,比如我要修改一个文件,快照会首先把文件存起来,然后修改过后的文件在原系统,未修改的文件存进了快照。

    操作见参考文档

    注:

    1.e2fsck -f  -  强行检查文件系统,以确保文件系统处于一致性状态,尤其在LVM缩容前!

    2.xfs文件系统的lv,无法进行缩容!

    3.lv的扩/缩容都需要先取消与目录的挂载

    4.lv的扩容先扩容,后检查文件系统完整性;缩容要先检查文件系统完整性。

    5.快照只能使用1次,使用后会被删除(使用即lvconvert 恢复)

    6.要移除物理卷,首先移除lv、再移除vg,再移除pv

    3.参考资料

    图文并茂 RAID 技术全解

    LVM、物理卷、逻辑卷、卷组、快照

    Linux基础教程学习笔记25——逻辑卷LVM管理(包括xfs、快照)

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