磁阵及LVM

l磁阵及LVM

l了解磁阵并使用LVM对其进行管理

l磁阵的定义及作用

l磁阵raid类型

l常用磁阵设备及操作

lLVM（Logical Volume Manager）介绍

lLVM管理（结合实例）

 

 

l磁阵的定义及作用

l廉价且具有冗余(重复配置)能力的磁盘阵列，以数组方式来作磁盘组，配合数据分散排列的设计，提升数据的安全性。磁盘阵列是由磁盘组成的一个容量巨大的磁盘组。

l由于数据分散存储在各个磁盘中，这样在访问数据时减少磁盘I/O竞争，提高了数据传输率；

l由于采取了数据容错机制，对于某个磁盘硬件故障可以通过校验数据进行恢复，如Raid5的奇偶校验，另外甚至是磁盘的相互镜像备份，如Raid1，提高了安全性

l磁阵raid类型

lRaid0

l将多个磁盘合并成一个大磁盘，不具备冗余，并行I/O，速度最快；存取数据时，以磁盘个数进行分段，并行同时写入这次磁盘，所以速度最快；由于没有冗余，若某磁盘损坏将导致所有数据无法使用。  

 

                                                       

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l1、将磁盘先分成等量的区块，文件写入时，该文件会依据块的大小切割好，之后依次写入各个磁盘中，比如有2个磁盘，当100M的文件写入时，那么每块磁盘写入50M；

l2、越多块磁盘组成的RAID0性能将越好，因为每块磁盘只负责文件数据的一部分（文件大小/磁盘数），同时磁盘总容量也相应的增加了；

l3、存在数据风险，若其中某块磁盘损毁，那么文件数据将缺失一部分，该文件就挂了，由于所有文件都如此存储，加入某块磁盘挂了，那么RAID上的所有数据将丢失；

l4、如果使用不同容量磁盘组成RAID0，数据依次写入，那么小容量的磁盘用完后，剩余的数据将写入大容量磁盘的多余空间中，这样性能将下降。

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lRaid1

l两组相同的磁盘系统互为映像，某块磁盘的损坏将不影响使用，最安全但速度不高；在主备磁盘上同时存放数据，当主盘故障时备盘代替工作；磁盘利用率只有50%，利用率低下，成本最高；

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l1、若不以相同磁盘来组成，那么总容量将以最小的磁盘为准

l2、数据写入RAID时分别写入各个磁盘中，因此写入性能将变得很差，加入使用了磁盘整列卡，则由其来完成复制工作而非系统I/O，这样性能还OK，但如果是使用软件磁盘阵列（有操作系统仿真RAID），性能将很差；

l3、由于使用的相同组磁盘进行全量的备份，所以硬件消耗较严重，实际大小只用了总容量的一半；

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lRaid10与Raid01

l结合了raid0和raid1的标准而成，优点是拥有了raid0的速度和raid1的可靠性，但磁盘利用率低下

l1、RAID01将磁盘组成RAID0，再将RAID0组成RAID1;

l2、RAID10将磁盘组成RAID1，在将RAD1组成RAID0；

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lRaid3

l将数据条块化分布于不同的硬盘上，使用简单的奇偶校验（同raid2的区别），并用单块磁盘存放奇偶校验信息。如果一块磁盘失效，奇偶盘及其他数据盘可以重新产生数据；如果奇偶盘失效则不影响数据使用。

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lRaid5

l不单独指定的奇偶盘，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上。当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。

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l1、至少3块磁盘组成，写入的模式类似于RAID0，但在每次写入过程中，将在每个磁盘上加入校验记录，其会记录其他磁盘的备份数据，当有磁盘损毁时候进行恢复；例如有3块磁盘ABC组成raid5，所有盘的同一位置的块组成一个条带，在写入数据时就写入到该条带的3个块中，其中1个块存放了校验数据，其作用是，通过AB\BC\AC上的校验码来推算出另外块上的数据，那么raid由所有的条带组成，而每个条带都有1个校验块，这样所有的校验块加起来就要耗尽1块磁盘的容量，故Raid5的真正使用的磁盘数量为：n-1，实际可用容量为：总容量*（n-1）；

l2、读取性能还OK，于RAID0差不多，但写入时由于存在生成校验记录的计算过程可能导致性能下降，如果使用了磁盘整列卡还OK，但若是软件磁盘阵列（耗费CPU来完成校验记录的计算），那么性能无法保障；

l3、热备盘相当于在Raid中做了个备份了，如raid里其中1块硬盘坏了是允许的并可以修改，但如果2块以上或更多盘坏了则不行，但若有了热备盘就会代替相应坏盘；

l常用磁阵设备及操作

l结合我们的测试环境来了解一下磁阵同单板的连接方式（光纤连接）：

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l举例常用的OceanStor S3900系列，操作流程如下（参见文档 

lOceanStor S3900系列配套ATAE平台手工操作指导书.doc）

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l执行完OcenStor的操作配置后，检查单板同磁阵的连接状态，root用户登录单板，在目录/sys/class/fc_host中，其中有hostx的目录，进入可查看到以”port_”开头的几个文件，如下：

lport_id

lport_name (光纤口名称，内容同fabric_name)

lport_state（状态为Online表示成功）

lport_type

l当ATAE背板上有2块卡就会有2个host*的目录，所以我们在fc_host目录下会看到host1和host2

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l执行命令lsscsi或fdisk -l可查看到映射到单板上显示的物理磁盘，如下：

llinux:~ #lsscsi

l[0:0:0:0]    disk    SEAGATE  ST973402SS       S229  -      

l[0:0:1:0]    disk    SEAGATE  ST973402SS       S229  -      

l[0:1:0:0]    disk    LSILOGIC Logical Volume   3000  /dev/sda

l[5:0:0:0]    disk    up       updisk          1     /dev/sdb

l[5:0:0:1]    disk    up       updisk          1     /dev/sdc

l[5:0:0:2]    disk    up       updisk          1     /dev/sdd

l[5:0:0:3]    disk    up       updisk          1     /dev/sde

l[5:0:0:4]    disk    up       updisk          1     /dev/sdf

l其中 sdb –sdf就是在oceanstor上划分的各个LUN映射到单板上所产生的

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l在通过USM的“注册主机”安装过程中来安装UltraPath软件，安装完后rpm –qa |grepUltraPath 检查确认

l至此，磁阵同单板设备的连接已OK

 

 

lLVM介绍

l全称Logical Volume Manager（逻辑盘卷管理），在使用linux系统时常会遇到不知道如何正确的划分分区大小，在一些分区空间耗尽时不知如何扩展，或者即使扩展也需重启硬件导致影响到系统运行，而LVM就是可方便灵活的扩展压缩分区并且在系统运行情况使其生效。

l一种磁盘分区管理机制，是建立在硬盘和分区之上的逻辑概念，可灵活有效管理磁盘分区，可将多个磁盘分区整合为一个逻辑卷组（VG），又可在逻辑卷组中划分多个逻辑卷(LV)，并在LV上创建文件系统；也可调整逻辑卷组的大小，并给卷组根据业务需要重新命名，如vgora（存放所有数据库系统表空间对应的逻辑卷）

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l名词说明

lPV （物理卷，即硬盘分区，如上述的sdb -sdf）

lVG（卷组，可由1或多个pv所组成）

lLV （逻辑卷，基于某个卷组进行创建，LV上可建文件系统）

lPE （physicalextent，物理卷上可被LVM寻址的最小基本单位）

lLE （logicalextent，逻辑卷上可被LVM寻址的最小基本单位）

lPE 和LE是相同的且一一对应，对应关 系图如下：

l从上可看出，VG可由多个PV组成，而PV中的PE和LV中的LE一一进行对应

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l磁盘分区、卷组、逻辑卷和文件系统的逻辑关系如下图：

lLVM管理（结合实例）

l在讲述LVM管理前先结合U09版本的安装说一下如何进行规划和操作

l要对LVM进行管理，首先检查LVM软件是否安装，通常通过USM自动化安装即可，命令rpm –qa|greplvm检查确认

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llvm创建过程，流程如下：

l参考手工挂载磁阵命令参考(U09版本示例).xlsx

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l1、pvcreate /dev/sda  整个磁盘创建物理卷

l       pvcreate /dev/sdb1  某个磁盘分区上创建物理卷

l       pvscan  物理卷扫描

l2、vgcreatevgora /dev/sda   在磁盘sda上创建卷组vgora

l       vgextendvgora /dev/sdb1  添加磁盘分区sdb1到卷组vgora

l       vgreducevgora /dev/sdb1  删除磁盘分区sdb1

l       vgscan 卷组扫描

l       vgdisplay 查看卷组详细信息

l3、lvcreate -L 0.1G -nlvspfile /dev/vgora  

l       卷组vgora上创建lvspfile

l       lvremove /dev/vgora/lvspfile  删除lvspfile

l       lvextend -L 12G /dev/vgora/lvspfile  将lvspfile大小扩展至12G

l       lvextend -L +1G /dev/vgora/lvspfile  将lvspfile大小增加1G

l       lvdisplay  查看逻辑卷详细信息

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l4、mknod /dev/raw/raw1 c 162 1 创建裸设备文件

l       raw /dev/raw/raw1   /dev/vgora/lvspfile  

l       创建裸设备文件同LV的链接

l5、mkfs -treiserfs /dev/vgora/lv_archive  创建文件系统

l       mount -treiserfs /dev/vgora/lv_archive  /home/root/direct挂载文件系统

l       unmount /dev/vgora/lv_archive 卸载文件系统

l上述步骤2至4，我们通常通过USM来完成，USM在划分时配置如下图：

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l上图中创建vg分别为vgora和vggroup，对应pv分别为/dev/sdb,/dev/sdc, PE大小为4M

l注意：同1个卷组中所有PV上的PE大小必须相同

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l创建LV为vgora-lvspfile,大小为30M，文件系统类型为RAW，RAW设备文件名为/dev/raw/raw1，才用手动bind