Linux儲存管理（2）

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  RAID磁碟陣列，簡稱獨立磁碟容錯陣列。可以將多個硬碟按不同方式組合在一起形成一個硬碟組，從而產生比單個硬碟更高的儲存行能和資料備份功能；使多個磁碟實現並行讀寫；擁有容錯能力；使用者可以對組成的硬碟組進行格式化，掛載等操作，與單個硬碟的操作一模一樣，但其儲存速度就要比單個硬碟的儲存速度要高得多；

  RAID磁碟陣列按等級劃分，不同等級所具有的功能不同，級數越高，對硬碟組的功能也就越完善，在這裡給大家介紹一下；

  RAID0：

  需要由至少兩塊磁碟才能組成的磁碟陣列，要求磁碟所有的記憶體都投入使用，沒有儲存空間浪費所以並沒有冗餘容錯能力；

  RAID1:

  RAID1是通過磁碟資料鏡像實現資料冗餘，在成堆的獨立磁碟上產生互為備份的資料，即先將資料存入主盤，再將資料存入從盤，當一個磁碟失效後，系統可以自動切換到鏡像磁碟上讀寫；磁碟整體利用率較低，為50%；如果兩塊磁碟60G，則磁碟利用率為30G；有冗餘容錯能力；

  RAID4：

  RAID4磁碟陣列至少需要三塊硬碟組成，其中固定一塊硬碟作為校正盤，當作為資料載體的兩塊硬碟中的其中一塊存在資料丟失，則可以通過校正快和另一塊硬碟進行異或校正得出遺失資料硬碟的資料；但是如果固定一塊硬碟作為校正盤，校正盤IO壓力巨大，很容易形成效能瓶頸；

  RAID5：

  RAID5磁碟陣列也是一個需要至少三塊硬碟來實現的磁碟陣列；他與RAID4不同在於，他不會固定一塊硬碟做為校正盤，而是隨機迴圈讓硬碟做為校正盤；多塊磁碟進行迴圈冗餘校正，將校正值隨機分配到不同磁碟的條帶中；讀寫IO效能均明顯提升，又不會出現效能瓶頸；

  RAID6：

  RAID6磁碟是一個至少需要四塊磁碟來組成，可以多塊磁碟進行兩輪迴圈冗餘校正，將校正值隨機分配到兩個不同磁碟的條帶中；讀寫IO效能均明顯提升，又不會出現效能瓶頸；其最多允許兩塊磁碟出現故障損壞，依然保證資料可用，代價就是增加了計算校正值的時間；

  RAID2和RAID3因為在一線營運中並不經常使用所以在這裡就不多加描述；

  建立RAID磁碟陣列命令：

  mdadm：模式化工具；

  該命令分為三種模式進行工作，建立模式，裝配模式以及管理員模式；

  建立模式：-C

  常用選項：

     -n #：使用多少塊硬碟進行陣列建立，要結合所建立陣列的最小磁碟數進行搭配；

     -l #：建立的RAID陣列層級；

     -a(yes|no):允許系統或不允許系統自動建立md裝置檔案；

     -c CHUNK——SIZE：指定CHUNK的大小；

     -x #：指定在陣列中空閑磁碟的數量；

  管理員模式：

-f：為指定的磁碟或分區添加損壞標記；

-a：添加磁碟或分區到md裝置中；

-r：從md裝置中移除磁碟或分區；

-S：停止陣列；

-D --scan：

         顯示查看RAID裝置的詳細資料；

         mdadm -D --scan > /etc/mdadm.conf

         儲存裝配資訊

  裝配模式：-A

     通過讀取/etc/mdadm.conf檔案中的裝配資訊，對RAID磁碟陣列進行裝配；

     例

     #mdadm -S /dev/md0 停止陣列

     #mdadm -C /dev/md0 -n 4 -l 0 -a yes /dev/sd{b,c,d,e} 建立陣列，建立由四個磁碟構成的      RAID0陣列

     #mke2fs -t ext4 /dev/md0 為RAID陣列建立檔案系統

     掛載到根下的目錄中；

  RAID磁碟陣列給我們提供不同模式的磁碟組合，而如何去有效管理這些由多個磁碟組合在一起的磁碟組，致使在有需要的情況下，可以對磁碟進行擴充，縮減操作；當遇到某個分區不夠用時管理員可能甚至要備份整個系統、清除硬碟、重新對硬碟分區，然後恢複資料到新分區。這樣的方式效率太低，甚至需要重啟整個系統，這對營運工作人員來說很難實現，於是有了LVM邏輯盤卷管理的方式出現；

  LVM是Linux系統管理磁碟分割的一種機制，是建立在硬碟和分區上的一個邏輯層，來為檔案系統屏蔽下層磁碟分割布局提供一個抽象的盤卷，在盤卷上建立檔案系統；物理卷（physical volume）物理卷就是指硬碟分區或從邏輯上與磁碟分割具有同樣功能的裝置(如RAID)，是LVM的基本存放裝置邏輯塊，但和基本的實體儲存體介質（如分區、磁碟等）比較，卻包含有與LVM相關的管理參數。一個或多個物理卷可以組成一個卷組；

  注意：如果用來建立物理卷的裝置是普通分區，一定要將分區的ID修改為8e；

  LVM機制流程：

  1.建立並表示物理卷

  2.在物理卷的基礎上建立卷組，在建立卷組時需要指定PE大小，預設為4MB，一旦確定就不可再修改；

  3.在已經建立的卷組中，建立邏輯卷；

  4.在邏輯卷中建立檔案系統；（進階格式化）

  5.掛載；

   物理卷的管理操作：

   pvcreate：建立物理卷，將希望添加到卷組的磁碟或分區添加到物理卷中；

   pvdisplay：顯示物理卷的詳細資料；

   pvs：顯示物理卷的簡單資訊；

   pvremove：刪除物理卷；

   pvmove：將某個物理卷中的所有PE移動到其他物理卷，保證物理卷上沒有任何PE佔據才能刪除；否則會影響邏輯卷裡的資料；

   例

   #pvcreate /dev/sd{b,c,d,e} 建立四個物理塊

   #pvremove /dev/sde 若物理塊中沒有資料可直接刪除

   

   #pvmove /dev/sdc 將sdc的物理卷移到其他物理卷

   #pvremove /dev/sdc 才可以刪除

   

   卷組管理操作：

   vgcreate：卷組建立命令，將幾個物理塊，組合成一個卷組；並且指定PE大小；

  -s [Kk|Mm|Gg|:指定PE大小，如果省略該選項，預設PE為4MB，必須為2的n次方；

  例

  #vgcreate myvg /dev/sd{b,c,d,e} 

   vgremove：刪除卷組；

   例

   vgremove /dev/myvg 刪除卷組myvg

   vgextend：擴充卷組容量，將新的物理卷往卷組中添加；

   例

   vgextend myvg /dev/sdf 將新的物理塊sdf添加到卷組中

   vgreduce：縮減卷組容量，將pv從卷組中移除，在做此操作前，應該先使用pvmove，將要移除的物理卷中的資料轉移到其他物理卷中，避免資料流失；

   例

   pvmove /dev/sdb

   vgreduce myvg /dev/sdb

   邏輯卷管理操作：

   lvcreate：建立邏輯卷，需要指定邏輯卷的大小，若邏輯卷容量不夠，可以不超過卷組容量的情況下添加，若卷組容量不夠，可通過添加物理塊增加卷組容量；

   -L LV_SIZE(#{kK|mM|gG})：指定邏輯卷大小，不能超過卷

   組大小；

   #lvcreate -L 20G -n mylv myvg

   -l #%{FREE|VG|ORIGIN|PVS}：指定邏輯卷佔用對應儲存單元的百分比；

   FREE:邏輯卷剩餘空間的百分比；

   VG：卷組剩餘空間的百分比；

   -n：指定邏輯卷的名稱；

   lvremove：移除邏輯卷；刪除邏輯卷之前，如果已經掛載，則先將邏輯卷卸載，再移除；

   例

   #umount /dev/myvg/mylv

   #lvremove /dev/myvg/mylv

   lvdisplay：顯示邏輯卷的詳細資料；

   lvs：顯示邏輯卷的簡簡訊息；

   lvchange：修改LV的狀態；

     -ay：啟用邏輯卷；

     -an：停用邏輯卷；

   lvextend：擴充邏輯卷空間；

   在添加邏輯卷的空間時需要在物理情況下添加邏輯卷的空間，再在邏輯情況下添加邏輯卷的空間；

   例

   #lvextend -L -5G /dev/myvg/mylv 構建物理邊界

   #resize2fs -f /dev/myvg/mylv 構建邏輯邊界

   lvreduce：縮減邏輯卷空間；

   先卸載掛載內容；

   umount /dev/raid_vg/raid_lv

   resize2fs -f /dev/raid_vg/raid_lv 15G

   e2fsck /dev/raid_vg/raid_lv

   lvreduce -L 15G /dev/raid_vg/raid_lv

   mount /dev/raid_vg/raid_lv /userhome/

   先將資料存入主盤，在將資料存入從盤據掛載

  快照卷：快照卷也是邏輯卷的一種，只不過快照卷的屬性與普通邏輯卷的屬性不太一樣；以此來獲得檔案系統狀態的一致性備份；在為邏輯卷建立快照卷後，並不會發生資料的物理複製，只有在原始邏輯捲髮生改變後，快照卷才會自動將修改前的邏輯卷的資料複製下來；

  建立快照

  -s：建立快照卷；

  -n：快照卷名字；

  lvcreate -s -p -L 15G -n mylv-snopshot /dev/myvg/mylv

  建立大小為15G的快照卷，快照卷的大小，最好與被備份資料一致，備份目標的邏輯卷路徑，快照卷名稱為mylv-snopshot

  建立完快照卷後再對其建立檔案系統，掛載；備份完資料後再對其卸載，移除快照卷；

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