Docker实践(3)—浅析device mapper的thin provision
thin provision是在 kernel3.2 中引入的。它主要有以下一些特点：（1）允许多个虚拟设备存储在相同的数据卷中，从而达到共享数据，节省空间的目的；
（2）支持任意深度的快照。之前的实现的性能为O(n)，新的实现通过一个单独的数据避免了性能随快照深度的增加而降低。
（3）支持元数据存储到单独的设备上。这样就可以将元数据放到镜像设备或者更快的SSD上。
上面3个特性正是devicemapper支持docker存储镜像的关键特性。
使用lvm管理thin provisioning
# dd if=/dev/zero of=lvm0.img bs=1024k count=256
# losetup /dev/loop7 lvm0.img
# losetup -a
/dev/loop0: :786725 (/dev/loop0)
/dev/loop1: :786726 (/dev/loop1)
/dev/loop7: :420986 (/root/lvm/lvm0.img)
# pvcreate /dev/loop7
Physical volume "/dev/loop7" successfully created
# vgcreate vg_test /dev/loop7
Volume group "vg_test" successfully created
在volume group中创建一个thin pool，大小为200M：
# lvcreate -L 200M -T vg_test/mythinpool
Logical volume "lvol0" created
Logical volume "mythinpool" created
# ls /dev/mapper/* |grep mythin
/dev/mapper/vg_test-mythinpool
/dev/mapper/vg_test-mythinpool_tdata
/dev/mapper/vg_test-mythinpool_tmeta
/dev/mapper/vg_test-mythinpool-tpool
创建thin logical volume：
# lvcreate -T vg_test/mythinpool -V 300M -n lvol1
Logical volume "lvol1" created
虽然thin pool只有200M，却可以创建300M的逻辑卷。
# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data%Move Log Cpy%Sync Convert
lvol1 vg_test Vwi-a-tz-- 300.00m mythinpool 0.00
mythinpool vg_test twi-a-tz-- 200.00m 0.00
创建快照：
# lvcreate -s --name mysnapshot1 vg_test/lvol1
Logical volume "mysnapshot1" created
使用dmsetup管理thin provisioning
创建thin pool
dmsetup create pool \
--table "0 20971520 thin-pool $metadata_dev $data_dev \
$data_block_size $low_water_mark"
# dmsetup create yy_thin_pool --table '0 409600 thin-pool /dev/loop6 /dev/loop7 128 0'
# dmsetup table /dev/mapper/yy_thin_pool
0 409600 thin-pool 7:6 7:7 128 0 0
# dmsetup remove yy_thin_pool
创建thinly-provisioned volume
首先，必须发送消息给pool：
dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "create_thin 0"
这里的”0”是卷标识符，24位的数字，由调用者进行分配，如果已经存，会返回-EEXIST错误。
使用thinly-provisioned volume
创建一个20M大小的volume
dmsetup create thin --table "0 40960 thin /dev/mapper/yy_thin_pool 0"
# dmsetup table /dev/mapper/thin
0 40960 thin 253:3 0
#mkfs.ext4 /dev/mapper/thin
#mount /dev/mapper/thin /mnt/share1
/dev/mapper/thin 20M1.2M 18M 7% /mnt/share1
Internal snapshots
创建快照
对一个active的卷创建快照，先要suspend volume。
dmsetup suspend /dev/mapper/thin
dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "create_snap 1 0"
dmsetup resume /dev/mapper/thin
dmsetup create snap --table "0 40960 thin /dev/mapper/yy_thin_pool 1"
红色部分是快照的名称。
删除volume
dmsetup remove thin
dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "delete 0"
docker的结构
docker内部的存储结构大概如下：
docker在初始化过程中，会创建一个100G的用于存储数据，和一个2G的用于存储元数据的稀疏文件，然后分别附加到回环块设备/dev/loop0和/dev/loop1。然后基于回环块设备创建thin pool。
docker在创建image，会将image的信息(struct DevInfo)写到文件/var/lib/docker/devicemapper/metadata/$id，参考函数(devices *DeviceSet) registerDevice。
主要参考
［1]https://www.kernel.org/doc/Documentation/device-mapper/thin-provisioning.txt
作者：YY哥
出处：http://www.iyunv.com/hustcat/
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