RHEL7--第七章-raid

使用RAID与LVM磁盘阵列技术

• RAID磁盘冗余阵列

1：RAID非常好的数据冗余备份功能；成本相应提高；

2：降低硬盘设备损坏后丢失数据的几率，还提升了硬盘设备的读写速度；

3：根据不同需求，制定了各种RAID磁盘阵列方案；

a：RAID 0

把多块物理硬盘，最少1块，通过硬件或软件串联起来，组成一个大的卷组；将数据依次下入到各个硬盘；

优点：硬盘的读写速度提升数倍；

缺点：无任何冗余功能和错误修复能力，一旦一块硬盘损坏，数据丢失；

建议：对数据安全要求不高，注重数据读写的；

b：RAID 1

优点：镜像，数据冗余性能，至少2块硬盘，一块运行，一块备份镜像数据；多余两块硬盘时，自动做 RAID10；

缺点：性能提升不明显，硬盘使用率只有50%；

建议：对数据安全看重，性能没有太大要求的；

c：RAID 5

奇偶校验信息，保存到各个硬盘，至少需要3块硬盘以上；

优点：兼顾RAID0，RAID1的性能，任意1块硬盘故障数据都能保证完整；

缺点：只允许单块硬盘故障，出现单盘故障需尽快处理，在此情况下，RAID5 I/O,CPU性能狂降；

建议：盘不多，对数据安全与性能都有要求，可选RAID5；

d：RAID 10

至少4块硬盘，RAID10是2块硬盘组成RAID1，然后两组RAID1组成RAID0；

优点：兼顾安全性与性能；基于4块硬盘的情况下，raid10允许对盘2块故障，随着硬盘数量的增加，容错量也相应上升，RAID5无法做到；

缺点：对盘的数量要求高，磁盘使用率50%；

• 部署磁盘阵列

虚拟机配置软raid

mdadm

在系统中配置有系统来实现的 软raid 命令；

参数：

-a：检测设备名称；

-n：指定设备数量；

-l：指定RAID级别；

-C：创建RAID虚拟卷；

-v：显示过程；

-f：模拟设备损坏；

-r：移除设备；

-Q：查看摘要信息；

-D：查看详细信息；

-S：停止RAID磁盘阵列；

-x：指定空闲备用盘的数量；当一个盘损坏时，备用盘会自动补上；

例1：

创建RAID卷

# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf

# mkfs.ext4 /dev/md0　　格式化成ext4文件系统；

# mdadm -D /dev/md0　　查看阵列信息；

解析：

/dev/md0：需要创建的raid卷；

-a yes：确认检测设备名称；

-n 4：指定硬盘数量为4块；

-l 10：指定RAID的级别为10，即raid10；

/dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf：4块盘的设备路径及名称；

例2：

模拟一块/dev/sdd盘损坏，删除，重启系统，再添加新的硬盘；

# mdadm  /dev/md0  -f  /dev/sdd

# mdadm -D /dev/md0

# reboot

# mdadm /dev/md0 -a /dev/sdd　　添加新的硬盘；

•  LVM逻辑卷管理器

好处：允许用户对硬盘资源分区的容量大小进行动态调整；解决硬盘在创建分区后不易修改分区大小的缺陷；不会数据造成损坏；

原理：LVM技术在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层，提供了一个抽象的卷组，把多块硬盘进行卷组合并，实现分区的动态调整；

LVM的理解：

PV：physical volume　　物理卷；

VG：volume group　　物理卷组；

LV：logical volume　　逻辑卷；

PE：physical extent　　基本单元；

LVM的核心：

PV：可以是物理硬盘，分区或RAID阵列；

VG：有一或多个PV组成，VG创建后可以继续向其添加新的PV；

LV：由VG中空闲的资源建立的，LV创建后可以动态调整其空间大小；

组建次序：

多个PV组成VG后，把VG分成多个LV，每个LV的容量都是PE的倍数，单个PE的默认大小为4M；

PE的设置：

需要在创建VG卷组时一同设置PE的大小，默认单个PE为4M；已经创建VG后无法再修改PE大小；

# vgcreate  -s  16M  storage  /dev/sdb  /dev/sdc 

在把 /dev/sdb,/dev/sdc 两个硬盘创建成 名为storage卷组时，把单个PE的值设置成16M；

• 部署逻辑卷

常用的LVM部署命令：

 

针对 LV逻辑卷： lvcreate，lvextend，lvreduce

相关参数：

-l：以PE基本单元的个数为单位，默认单个PE大小为 4M；

-l  20　　表示20x4M=80M；

-L：以输入容量为单位；

-L  100M　　表示生成大小为100M；

-n：指定LV逻辑卷的名字；

-n  abc　　表示新建的逻辑卷名为 abc；

-s：为逻辑卷生成快照卷

例1：

1：把/dev/sdb /dev/sdc 两个硬盘创建成PV物理卷；

# pvcreate /dev/sdb  /dev/sdc

2：将两块物理卷加入到 卷名storage 的VG卷组中，并查看卷组状态；

# vgcreate  storage  /dev/sdb  /dev/sdc

# vgdisplay

3：从名为 storage的VG中切割出一个150M的LV逻辑卷，命名为 vo；

# lvcreate  -n vo -l 37 storage

# lvdisplay

4：把 vo 逻辑卷格式化成ext4的文件系统，并手动挂载；

# mkfs.ext4 /dev/storage/vo

# mkdir  /mnt/lvmtest

# mount /dev/storage/vo  /mnt/lvmtest

• 扩容逻辑卷

扩容前必须卸载设备及挂载点的关联；

检查文件系统完整性，也必须先卸载挂载点；

例1：

1：卸载挂载点后，把 vo逻辑卷扩容到290M；而非在原先大小上+290M；

# umount  /mnt/lvmtest

# lvextend  -L 290M  /dev/storage/vo

2：检查硬盘完整性，并重置硬盘容量；

# e2fsck  -f  /dev/storage/vo

# resize2fs  /dev/storage/vo

3：xfs 文件系统的扩容；

# lvextend -L 300M  /dev/storage/vo

# xfs_growfs  /dev/storage/vo　　刷新容量大小

备注：

xfs 文件系统只支持扩容，不支持缩小，xfs_growfs 只针对XFS系统，命令并且支持挂载时刷新容量大小；

• 缩小逻辑卷

丢失数据的风险大，切记操作前备份数据；

事先检查文件系统的完整性，并卸载挂载点；

例1：

1：检查文件系统的完整性，并卸载挂载点；

# umount  /mnt/lvmtest

# e2fsck  -f  /dev/storage/vo

2：把LV逻辑卷 vo的容量缩减到 120M；

# lvreduce  -L 120M  /dev/storage/vo　　有疑问，检查文整性报错，格式化解决问题，但数据没了！！！

• LVM逻辑卷快照

与虚拟机的快照类型，还原时间点功能；两个逻辑快照特点：

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；

例1：

1：为 /dev/storage/vo 逻辑卷，创建一个名为 SNAP，容量为200M的快照卷；

# lvcreate  -L 200M -s  -n  SNAP  /dev/storage/vo

2：查看逻辑卷信息，建立空文件100M后，再次查看；

# lvdisplay

# dd if=/dev/zero of=/mnt/lvmtest/bbb.txt bs=100M count=1

# lvdisplay

3：使用逻辑卷快照恢复，先卸载挂载；恢复后快照自动删除；

# umount  /mnt/lvmtest

# lvconvert  --merge  /dev/storage/SNAP

# mount  -a 

# ls  /mnt/lvmtest　　查看100M空文件是否已经消失；

• 删除逻辑卷

提前备份数据；依次删除逻辑卷，卷组，物理卷设备，顺序不能颠倒！！

例1：

1：卸载挂载点，删除逻辑卷，输入 Y 确认操作；

# umount  /mnt/lvmtest

# lvremove  /dev/storge/vo

2：删除VG卷组，只需输入卷组名称即可，无需绝对路径；

# vgremove  storage

3：删除PV物理卷；

# pvremove  /dev/sdb /dev/sdc

4：再使用pvdisplay等查询命令后无任何反应；