Linux--使用RAID与LVM磁盘阵列技术

RAID(独立冗余磁盘阵列)

RAID0

RAID0技术把多块物理硬盘设备(至少两块)通过硬件或软件的方式串联在一起,组成一个大的卷组,并将数据依次写入到各个物理硬盘中;但是若任意一块硬盘发生故障将导致整个系统的数据都收到破坏。

RAID1

RAID1把凉快以上的硬盘设备进行绑定,在写入数据时,是将数据同时写入到多块硬盘设备上(可以将其视为数据的镜像或备份);当某一块硬盘发生故障后,一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用。但是有n块硬盘仅有1/n的利用率。

RAID5

RAID5技术是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中;这样的好处是其中任何一设备损坏后不至于出现致命缺陷。换句话说,RAID5技术实际上没有备份硬盘中的真实数据信息,而是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据。

RAID10

RAID10技术是RAID1+RAID0技术的一个“组合体”。其至少需要4块硬盘来组件,其中先分别两两制作成RAID1磁盘阵列,以保证数据的安全性;然后再对两个RAID1磁盘整列实施RAID0技术,进一步提高磁盘设备的读写速度。

部署磁盘阵列

向虚拟机中再添加4块硬盘。【提示】先关机后添加

mdadm命令

  1. 作用:用于管理Linux系统中的软件RAID硬盘阵列
  2. 格式:mdadm 【模式】<RAID设备名称>【选项】【成员设备名称】

例:mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4  -l 10  /dev/sdb  /dev/sdc  /dev/sdd  /dev/sde

LVM(逻辑卷管理器)

在硬盘分好区或者部署为RAID磁盘阵列后,再想修改硬盘分区大小就不容易了。换句话说,当用户想要随着实际需求的变化调整磁盘分区的大小时,会受到磁盘“灵活性”限制。这个时候就需要LVM,允许用户对硬盘资源进行动态调整。

LVM技术是在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层,它提供了一个抽象的卷组,可以把多块硬盘进行卷组合并。

例子说明:比如小明家里想吃馒头但是面粉不够了,于是妈妈从隔壁老王家、老李家、老张家分别借来一些面粉,准备蒸馒头吃。首先需要把这些面粉(物理卷[PV, Physical Volume])揉成一个大面团(卷组[VG, Volume Group]),然后再把这个大面团分割成一个个小馒头(逻辑卷[LV, Logical Volume]),而且每个小馒头的重量必须是每勺面粉(基本单元[PE, Physical Extent])的倍数。
 

部署逻辑卷

第一步:让新添加的两块硬盘设备支持LVM技术

第二步:把两块硬盘设备加入到storage卷组中,然后查看卷组的状态

第三步:切割出一个约为150MB的逻辑卷设备

【注】可使用如图两种办法进行逻辑卷的切割创建

第四步:把生成好的逻辑卷进行格式化,然后挂载使用

扩容逻辑卷

前面实验中,卷组是由两块硬盘设备共同组成的。在使用扩展时,一定要记得卸载设备和挂载点的关联。

第一步:把上一个实验中的逻辑卷vo扩展至290MB

第二步:检查硬盘完整性,并重置硬盘容量

第三步:重新挂载硬盘设备并查看挂载状态

缩小逻辑卷

与扩展一样,缩小之前必须将文件系统卸载掉。

第一步:检查文件系统的完整性

第二步:把逻辑卷vo的容量减小到120MB

第三步:重新挂载文件系统并查看系统状态

逻辑卷快照

LVM还具备有“快照卷”功能,该功能类似于虚拟机软件的还原事件点功能。LVM的快照卷功能有两个特点:

  1. 快照卷的容量必须等同于逻辑卷的容量;
  2. 快照卷仅一次有效,一旦执行还原操作后则会被立即自动删除;

第一步:使用-s参数生成一个快照卷,使用-L参数指定切割的大小。另外,还需要在命令后面写上是针对哪个逻辑卷执行的快照操作。

第二步:在逻辑卷所挂载的目录中创建一个100MB的垃圾文件,然后再查看快照卷的状态。可以发现存储空间占的用量上升了。

第三步:为了校验SNAP快照卷的效果,需要对逻辑卷进行快照还原操作。在此之前记得先卸载掉逻辑卷设备与目录的挂载。

第四步:快照卷会被自动删除掉,并且刚刚在逻辑卷设备被执行快照操作后再创建出来的100MB的垃圾文件也删除了。

删除逻辑卷

第一步:取消逻辑卷与目录的挂载关联,删除配置文件中永久生效的设备参数

第二步:删除逻辑卷设备,需要输入y来确认操作

第三步:删除卷组,此处只写卷组名称即可,不需要设备的绝对路径

第四步:删除物理卷设备

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