Linux Raid及LVM

• 　　RAID
  

　　  RAID简介：RAID(Redundant Arrays of Independent Disks )独立冗余硬盘阵列；1988年由加利福尼亚大学伯克利分校研发
　　     把多块硬盘组合成一个“阵列”来提供更好的冗余和性能

　　   提高IO能力：磁盘并行读写
　　   提高耐用性：磁盘冗余来实现
　　 RAID实现方式
　　    硬件RAID
　　         外接磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
　　         内接RAID：主板集成RAID控制器；安装OS前在BIOS里配置
　　    软件RAID
　　 RAID有级别之分；级别：多块磁盘组织在一起的工作方式有所不同
　　常见的级别  RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD  

　　   RAID-0  条带集strip
　　    工作原理：将连续的数据均匀分散存放在多块硬盘上
　　    性能提升：读、写
　　    冗余能力：无
　　    空间利用率：n
　　    硬盘个数：2，2+
　　   
　　    RAID-1 镜像mirror
　　     工作原理：每块盘上存放相同数据
　　     性能提升：读性能提升，写性能下降
　　     冗余能力：有
　　     空间利用率：1/2
　　     硬盘个数：2，2n
　　      
　　   RAID-4
　　      有一块硬盘存放校验位；其它硬盘上存放数据；因为存放校验位的盘很容易坏；所以导致RAID-4使用较少
　　   RAID-5 带奇偶校验的条带集
　　      工作原理：数据和奇偶校验信息分别存放在不同磁盘上
      性能提升：读、写
　　      冗余能力：有  允许最多坏一块盘
　　      空间利用率：(n-1)/n
　　      硬盘个数：3，3+
　　     
　　    RAID-6
　　      工作原理：在RAID-5的基础上又增加了一位校验位；数据和两位校验位分别存放在不同硬盘上
　　      性能提升：读、写
　　      冗余能力：有  允许最多坏二块盘
　　      空间利用率：(n-2)/n
　　      硬盘个数： 4，4+
　　   
　　   RAID-10
　　     工作原理：先实现RAID-1再组合成RAID-0
　　     性能提升：读、写
　　     冗余能力：有  每组镜像最多只能坏一块
　　     空间利用率：1/2
　　     硬盘个数：4，4+
　　     
　　   RAID-01
　　     工作原理：先实现RAID-0再组合成RAID-1
　　     性能提升：读、写
　　     空间利用率：1/2
　　    硬盘个数：4，4+
　　     
　　   RAID-50
　　     工作原理：先实现RAID-5再组合成RAID-0
　　     性能提升：读、写
　　     冗余能力：有  
　　     空间利用率：(n-2)/n
　　     硬盘个数：6，6+
　　     
　　   JBOD
　　      工作原理：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用
　　      性能提升：无
　　      冗余能力：无
　　      空间利用率：100%
　　      硬盘个数：至少2块
　　     
　　
　　     RAID7    理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上性能最高的RAID模式
　　软件RAID
　　     为空余磁盘添加冗余；设备命名为/dev/md0、/dev/md1，...
　　   mdadm 为软RAID提供管理界面；模式化的工具
       支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4, RAID5, RAID6, RAID10
　　     mdadm [mode]  [options]
　　            -C  装载
　　               -a {yes|no}：自动创建目标raid设备的设备文件
　　               -l #：指定raid级别
　　               -n #：指明使用#个块设备来创建raid
　　               -x #：指明空闲盘个数
　　               -c #：指定chunk大小
　　      mdadm -C /dev/md0 -a yes -l5 -c 256 -n3 -x1 /dev/sda{c,d,e,f}
　　            -D | --detail：显示raid详细信息
　　          mdadm -D /dev/md#
　　            cat /proc/mdstat  显示raid状态
　　             -f：标记指定磁盘为损坏
　　          mdadm /dev/md# -f /dev/DEVICE  模拟磁盘故障
　　             -a：添加磁盘
　　          mdadm /dev/md# -a /dev/DEVICE  
　　          mdadm -G /dev/md# -a /dev/DEVICE  添加新成员
　　             -r：移除磁盘
　　          mdadm /dev/md# -r /dev/DEVICE  
　　        mdadm -Ds /dev/md#  >> /etc/mdadm.conf   生成配置文件
　　        mdadm -S /dev/md#  停止设备
　　        mdadm -As  /dev/md#  激活设备
　　        mdadm -R /dev/md#  强制启动
　　        mdadm --zero-superblock /dev/DEVICE  清除raid信息
　　     软件raid实现步骤
　　             1、准备硬盘或分区
　　             2、创建RAID
　　             3、创建文件系统
　　             4、挂载
　　             5、创建RAID配置文件
　　    删除raid
　　           1、取消挂载
　　           2、删除raid配置文件
　　           3、停止raid
　　           4、清除raid信息
　　           5、删除硬盘分区

• 　　LVM
  　　
  

　　  LVM(Logical Volume Manager）逻辑卷管理
　　    dm：device mapper，将一个或多个底层块设备组合成一个逻辑设备的模块
　　  设备名  /dev/dm-#
   软链接
　　         /dev/vg_name /lv_name --> /etc/dm-#
　　         /dev/vg_name/lv_name --> /etc/dm-#
　　   
　　   LVM可弹性更改LVM容量
　　        通过交换PE来进行资料转换，将原来LV内的PE移动到其它设备中以降低LV容量，或将其它设备中的PE添加到LV中以加大容量
　　     PE：Physical Extent 分配卷组空间的单位
　　     PV(Physical Volumes)：物理卷；VG(Volume Group)：卷组；LV(Logical Volumes)：逻辑卷
　　              
　　  逻辑卷管理器
　　     允许对卷进行方便操作的抽象层，包括重新设定文件系统大小；在多个物理设备间重新组织文件系统
　　        1、将设备指定为物理卷
　　              物理卷用固定大小的物理区域(PE)来定义
　　        2、用一个或多个物理卷来创建卷组
　　        3、在物理卷上创建逻辑卷
　　        4、可以在逻辑卷上创建文件系统
　　 PV管理工具
　　  pvs | pvdisplay 查看物理卷信息
　　  pvcreate /dev/DEVICE...  创建物理卷
　　  pvremove /dev/DEVICE  删除物理卷
　　  pvmove /dev/DEVICE  把指定设备中数据从一个物理卷中移到同一卷组中另一个物理卷上
　　 VG管理工具
　　  vgs | vgdisplay  查看卷组
　　  vgcreate  /dev/DEVICE  /dev/DEVICE1... 创建卷组
　　  vgchange [options...]  vgname
　　                   -s #：改变PE大小
　　                    -an：禁用卷组
　　                    -ay：激活卷组
　　  vgextend [options...]  /dev/vgname/lvname  扩展卷组
　　                    -L #：以容量为单位
　　                    -l #：以PE数量为单位
　　                       -r：扩展容量同时重新设定文件系统大小
　　  vgextend vgname /dev/vgname/lvname  新物理卷加入到旧卷组中
　　  vgreduce  vgname /dev/DEVICE  缩减卷组
　　  vgexport  vgname 导出卷组
　　  vgimport  vgname 导入卷组
　　  vgrename vgname vgrename 重命名卷组
　　  vgremove vgname 删除卷组
　　  LV管理工具
　　 lvs | lvdisplay  查看逻辑卷
　　 lvcreate  [options...]  vgname
　　                -n：指定逻辑卷名
　　             -L #：指定大小，以容量为单位
　　              -l #：指定大小，以PE个数为单位
　　 lvextend  [options...]  /dev/vgname/lvname  扩展逻辑卷
　　                -L #：以容量为单位
　　                       +#：增加多少
　　                          #：指定多少
　　                -l：以PE为单位
　　                -r：扩展容量时同时重新设定文件系统大小
　　 lvreduce  [options...]  /dev/vgname/lvname  缩减逻辑卷
　　                 -L #：指定缩减容量
　　 lvremove vgname   删除逻辑卷
　　 lvrename lvname /dev/vgname/lvrename    重命名逻辑卷
　　一、创建逻辑卷
　　          pvcreate  /dev/sdx  /dev/sdy
　　          vgcreate  [-s 16M] vgname  /dev/sd{x,y}
　　          lvcreate  -n  lvname  -L  50G  vgname
　　二、扩展逻辑卷
　　    1、添加物理硬盘
　　    2、创建物理卷
　　    3、添加物理卷到旧卷组中(扩展卷组)
　　    4、扩展逻辑卷
　　    5、重新设定文件系统大小
　　   相关命令
　　       pvcreate  /dev/sdx  
　　       vgextend   vgname  /dev/sdx
　　       lvextend -L  50G  /dev/vgname/lvname
　　       resize2fs   /dev/vgname/lvname
　　三、缩减逻辑卷
　　    1、取消挂载
　　    2、检查文件系统
　　    3、重新设定文件系统大小
　　    4、缩减逻辑卷
　　    5、挂载
　　      umount  
　　      ckfs -f  /dev/vgname/lvname
　　      resize2fs  /dev/vgname/lvname  10G
　　      lvreduce -L 10G /dev/vgname/lvname
　　      mount
　　  注意：缩减文件系统有可能会造成数据丢失
　　四、删除vg中的pv缩减vg
　　       1、添加物理硬盘或分区
　　       2、创建物理卷
　　       3、创建卷组并把物理卷加入
　　       4、迁移空间(把存放数据的物理卷上所有占用的PE移到同一卷组里的其它成员上)
　　       5、缩减卷组
　　       6、删除物理卷(物理卷变为普通硬盘)
　　   相关命令
　　       pvcreate /dev/sdx
　　       vgcreate vgname /dev/sdx
　　       pvmove  /dev/sdy
　　       vgreduce vgname /dev/sdy
　　       pvremove /dev/sdy
　　五、跨主机迁移卷组
　　     源主机
　　         1、取消挂载
　　         2、禁用卷组
　　         3、导出卷组
　　    目标主机
　　         4、导入卷组
　　         5、激活卷组
　　         6、挂载
　　    相关命令
　　         umount
　　         vgchange  -an  vgname
　　         vgexport  vgname
　　         vgimport  vgname
　　         vgchange -ay vgname
　　         mount  
　　六、快照管理
　　   创建快照
　　   快照恢复
　　   删除快照