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RAID的基本特性就是组合,vg1 /dev/sdb1 创建卷组

时间:2019-11-28 21:09来源:操作系统
 创建LVM分区: Linux系统下RAID和LVM的实现 相关命令: pvcreat /dev/sdb{1,2,3} 创建物理卷 vgcreat test_vg1 /dev/sdb1 创建卷组     vgcreat test_vg2 -s 16M /dev/sdb2 /dev/sdb3指定PE大小为16M    lvcreat 在已存

 创建LVM分区:

Linux系统下RAID和LVM的实现

相关命令: pvcreat /dev/sdb{1,2,3} 创建物理卷
      vgcreat test_vg1 /dev/sdb1 创建卷组
         vgcreat test_vg2 -s 16M /dev/sdb2 /dev/sdb3 指定PE大小为16M
        lvcreat 在已存在的卷组中创建逻辑卷
  -l 指定使用多少了卷组中的PE创建逻辑卷
  -L 直接指定逻辑卷的大小
  -n 指定逻辑卷名称
实例:

一、本为中主要介绍RAID常用的RAID0、RAID1、RAID01、RAID10、RAID5格式的RAID卷和LVM卷的建立和测试

1》使用fdisk 创建分区,并将分区标签改为LVM(8e)
  fdisk -cu /dev/sdb
  partprobe /dev/sdb 保存分区表信息
  将三个主分区和一个逻辑分区的标签修改为8e

二、磁盘阵列是一种把若干硬磁盘驱动器按照一定的要求组成一个整体,整体磁盘阵列由阵列控制器管理的系统。冗余磁盘阵列RAID技术1987年由加州大学伯克利分销提出的。

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三、RAID基本结束

2》使用pvcreat 创建物理卷并使用 pvdisplay查看结果
  pvcreat /dev/sdb{1,2,3,5}

RAID:Redundant Array of Inexpensive Disks,全称为廉价磁盘冗余阵列。

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RAID的基本特性就是组合,捆绑2个或多个物理磁盘成组,形成一个单一的逻辑盘。在RAID内数据以块(chunks)的形式写入组合套中。另一个特性是具备数据校验功能,该校验可以用于RAID级别2、3、4、5、的额外信息,当磁盘失败的情况发生时,校验功能结合完好的磁盘中的数据,可以重建失效的磁盘上的数据。

2》使用pvcreat 创建物理卷并使用 pvdisplay查看结果
  pvcreat /dev/sdb{1,2,3,5}

RAID的优点:提高磁盘的存储容量,多磁盘并行工作,提高了数据的传输率,由于数据的校验功能,提高了数据的可靠性!

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四、RAID各个级别的介绍

4》使用lvcreate创建逻辑卷并使用 lvdisplay 查看结果
  lvcreate -n test_web -L 25G test_vg
  lvcreate -n test_data -L 15G test_vg

1、RAID0:条带技术,亦称为带区集。

RAID的基本特性就是组合,vg1 /dev/sdb1 创建卷组。        澳门新濠3559 4

 所需硬盘:至少2块

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 处理数据:把数据分块写入组成RAID的磁盘内,从而提升了I/O速率。

5》格式化并挂载  

 容错功能:不提供冗余功能,如果有一个磁盘损坏,则所有数据无法使用

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 磁盘利用率:nS

        修改LVM分区容量: LVM随时可以帮助我们动态调整文件系统的大小,如果卷组还有足够的剩余空间可以划分给逻辑卷,那么我们可以直接使用lvextend命令调整逻辑卷的大小。但lvextend仅调整逻辑卷的大小,使用该命令调整完逻辑卷大小后,还需要使用resize2fs命令更新文件系统的大小。此外,当我们的卷组没有足够的空间划分给逻辑卷时,LVM的卷组的卷组也是可以动态调整容量大小的,这时需要使用fdisk创建一个新的分区,并使用pvcreate 命令转换为物理卷格式 ,接着通过vgextend将新的物理卷追加至现由的卷组空间中,最后使用lvextend调整逻辑卷的容量。

 磁盘容量:n

相关命令:

2、RAID1:镜像技术,亦称为磁盘镜像。

   lvextend -L +5G /dev/test_vg/test_data 逻辑卷增加5G
  resize2fs /dev/test_vg/test_data

 所需硬盘:至少2块

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 处理数据:把数据写入一个磁盘上后再复制到此磁盘的镜像盘上进行备份,从而造成写入能力减慢,但是读出的时候速度快。

 

 容错功能:提供冗余功能,只有保证两个磁盘中的有一个为好的,系统就可以使用此卷内的数据。

       pvcreate /dev/sdb6
  vgextend test_vg /dev/sdb6
  lvextend -L 25G /dev/test_vg/test_data 将逻辑卷增加到25G
  resize2fs /dev/test_vg/test_data
     删除LVM分区:删除LVM分区的顺序应该与创建时的顺序相反,也就是卸载文件系统,删除逻辑卷,删除卷组,删除物理 卷,卸载文件系统时需要注意,如果有必要应该更新/etc/fstab。

 磁盘利用率:1/2

相关命令:

 磁盘容量: n/2

  umount /dev/test_vg/test_data
  umount /dev/text_vg/test_web
  lvremove /dev/test_vg/test_data
  lvremove /dev/test_vg/test_web
  vgremove test_vg
  pvremove /dev/sdb{1,2,3,5,6}

3、RAID10:镜像和条带技术

 

 所需硬盘:至少4块

 

 处理数据:先把数据按照RAID1的方式进行镜像存储组合,然后把组合后的RAID1卷当成物理卷进行RAID0组合。从而读、写功能都得到了提高。

   RAID磁盘阵列概述:RAID即独立冗余磁盘阵列,其思想是将多块独立的磁盘按不同的方式组合为一个逻辑磁盘,从而提高存储容量,提升存储性能或提供数据备份                                       功能。 
   RAID级别:
  RAID 0:(不含校验和冗余的条带存储) 
      数据将被分割并分别存储在每块硬盘中,所以能最大的提升存储性能与存储空间,但无法容错,RAID 0至少需要两块磁盘,RAID 0的总存储空间为两块磁                      盘存储空间之和;
              RAID 0
            DATA 1 DATA2
            DATA3 DATA4
  RAID 1 :(不含校验的镜像存储)
        数据将被同时复制到每块磁盘中,制作这种磁盘至少需要两块磁盘,只要有一块磁盘可用,即可正常工作,该级别的阵列安全性是最好的,写入数据的                          效率会降低,读取数据的效率会提升,但是磁盘的利用率是最低的,其总存储空间与每块磁盘的存储空间一样;
              RAID 1
            DATA 1 DATA 1
            DATA 2 DATA 2
  RAID 2:(位级别的校验式条带存储)
       多块磁盘组合为RAID 2后,数据将以位为单位同步式分别存储在不同的硬盘上,并采用海明码(海明码是一种具有纠错功能的校验码)对数据进行校验                         与恢复。其允许三块磁盘中的任何一块磁盘损坏,并能够对未损坏的两块磁盘进行运算后还原已损坏磁盘上的数据,从而实现数据恢复的功能。RAID 2                          对大数据量的读写具有很高的性能,但对少量数据的读写时性能反而不好,该磁盘阵列至少需要三块硬盘;
              RAID 2
          DATA 1 DATA 2 Parity1
          DATA 3 DATA 4 Parity 2
  RAID 4: (数据块级别的校验式条带存储)
              RAID 4
        DATA 1 DATA 2 DATA 3 Parity 1
        DATA 4 DATA 5 DATA 6 Parity 2

 容错功能:利用RAID1技术对数据提供容错功能。

   RAID 5:(数据块级别的分布式校验条带存储)
      多块磁盘组合为RAID 5后,数据将以块为单位同步式分别存储在不同的硬盘上,并对数据进行海明码运算,与其他级别不同的是该级别的海明码会被写入                      不同的磁盘;
              RAID 5
          DATA 1 DATA 2 Parity 1
          DATA 3 Parity 2 DATA 4
          Parity 3 DATA 5
  RAID 10:(镜像与条带存储)
          RAID 10不是独创的一种RAID级别,它由RAID 0与RAID 1结合而成,RAID 10 继承了RAID 0的快速与高效,同时也继承了RAID 1的数据安全,RAID                            10至少需要四块硬盘。RAID 10通常有两种结构,一种是RAID 0+1结构,一种是RAID 1+0结构。如果是RAID 1+0 ,则小使用四块硬
                         盘组合成两个独立的RAID 1,然后将两个RAID 1再组合为一个RAID 0;它的缺点是磁盘利用率很低,只有百分之五十;
             RAID 10 (1+0)
        DATA 1 DATA 1 DATA 2 DATA 2
        DATA 3 DATA 3 DATA 4 DATA 4

 磁盘利用率:1/2

            RAID 10 (0+1)
        DATA 1 DATA 2 DATA 1 DATA 2
        DATA 3 DATA 4 DATA 3 DATA 4

 磁盘容量: n/2

创建与管理软RAID实例:
1》查看磁盘信息,可以将每块硬盘分一个区组建RAID,也可以对硬盘分多个区实现软RAID;
2》创建硬盘分区:
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4、RAID01:条带和镜像技术

             将三块磁盘都进行分区后,运行 partprobe -a 命令更新分区表

 所需硬盘:至少4块

  3》创建RAID (分别创建 RAID 0 与 RAID 5)
  相关命令: mdadm
        -C 创建软件RAID
        -l 指定RAID 级别
        -n 指定磁盘个数
        -x 指定备用设备个数
  mdadm -C /dev/md0 -l 0 -n 3 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1
  mdadm -C /dev/md1 -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb2 /dev/sdc2 /dev/sde2

 处理数据:先把数据按照RAID0的方式进行存储组合,然后把组合后的RAID0卷当成物理卷进行RAID1组合。从而读、写功能都得到了提高。

  mdadm --detail /dev/md0 查看的md0信息

 容错功能:利用RAID1技术对数据提供容错功能。

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 磁盘利用率:1/2

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 磁盘容量: n/2

      

5、RAID5:校验码技术

       mdadm --detail /dev/md1 查看md1的信息

 所需硬盘:至少3块

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 处理数据:把数据分别写入其中的n-1块磁盘上,然后在另外一块磁盘上存储数据的校验码,提高了数据的读写能力。

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 容错功能:根据效验码提供冗余功能,

   

 磁盘利用率:(n-1)/n

4》格式化与挂载
  mkfs.ext4 /dev/md0
  mkdir /raid0
  mount /dev/md0 /raid0

 磁盘容量: n-1

  mkfs.ext4 /dev/md1
  mkdir /raid5
  mount /dev/md1 /raid5

6、RAID50:校验码和条带存储技术

  将磁盘阵列设备设置为开机自动挂载项,系统开机会读取磁盘阵列的配置文件/etc/mdadm.conf(此文件原 先不存在)以启动RAID设备。下面的命令可以帮助我们快速创建这样的配置文件,DEVICE 行代表填写所有磁盘阵列的设备成员名称,ARRAY行描述磁盘阵列具体的基本信息,包括名称,级别,UUID等信息;

 所需硬盘:至少6块

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 处理数据:先把磁盘安装RAID5进行数据存储,然后再把RAID5安装RAID0的方式组合起来,这样既提供了读写能力,也提供了数据冗余功能。

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 容错功能:提供冗余功能

 

 磁盘利用率:(n-2)/n

 =========================================

 磁盘容量: n-2

RAID 性能测试:
============普通磁盘:写入模拟===============

五、RAID在linux系统上的实现:

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1、RAID的实现有两种方式:硬RAID和软RAID,

  ================RAID 0:写入模拟===============

 硬RAID是在硬件上进行RAID阵列的假设,要求主机上面具有RAID卡和RAID控制器。然后在计算机BIOS里进行设置,此处先不做详细介绍。

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 软RAID:linux系统内核内提供了md模块,来提供在linux系统内进行RAID磁盘阵列架设所需要的服务和支持。

  ==============RAID 5:写入模拟==============

2、mdadm命令;linux系统上建立RAID卷的命令,这是个模式化的命令

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 创建模式:

澳门新濠3559, 

 -C:新建RAID卷

  *****由于RAID 5需要生成校验位数据,所以写入数据的速度比RAID 0慢,但比普通磁盘快;

 专用选项:

RAID 故障模拟:
mdadm /dev/md1 -f /dev/sdb2

 -l:选择RAID级别

注意: 使用 -f 选项可以模拟磁盘sdb2的损坏;  

 -n:硬盘设备个数

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 -a:自动为其创建设备文件,后跟yes、no

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 -c:指定chunk(数据库)大小,为2的整数次方默认为64K

 

 -x:指定空闲盘个数--提供冗余,磁盘损坏后直接加载上去

 

 Fg:创建raid0

 

 madadm -C /dev/md0 -a yes -l 0 -n 2 /dev/sda{6,7}

    

 Mke2fs -j /dev/md0

 

 Mount /dev/mdo /mnt 

 管理模式:

 -f | --fail :模拟磁盘为损坏盘

 Fg: mdadm /dev/md0 --fail /dev/sda7

 -a | --add :新增硬盘

 Fg:mdadm /dev/md0 -a /dev/sda8

 -r | --remove :移除损坏的硬盘

 监控模式:

 -F

 增长模式:

 -G 

 装配模式:

 -A 

 Fg:mdadm -A /dev/md0 /dev/sda8 /dev/sda9 

3、查看当前系统的RAID信息:

 -D:显示RAID的相关信息

 --detail:显示信息

4、停止RAID阵列

 -S | --stop 

5、将当前RAID信息保存至配置文件,一便以后进行装配

 Mdadm -D --scan > /dev/mdadm.conf

 装配:mdadm -A /dev/md#

六、RAID小练习:

 创建一个空间大小为10G的RAID5设备;其chuck大小为32k;要求此设备开机时可以自动挂载至/backup目录;

 1、先建立3个大小为5G的磁盘分别为sda{5,6,7},文件格式为fd.

 fdisk /dev/sda

 n

 +5G

 t 

 fd

 w

 Partprobe

 创建完成以后查看磁盘效果如下图

 澳门新濠3559 20

 2、创建RAID5,并制定chunk为32K,结果如下图

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3、建立完成,同步结束后效果如下图:

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4、格式化md0并挂载至/backup目录,并设置为开机启动

 mke2fs -j /dev/md0

 monut /dev/md0 /backup

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 设置为开机启动:

 Vim /etc/fstab

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七、LVM:由linux内核模块DM:Device Mapper提供,简称为逻辑设备。

 1、LVM设备能提供RAID和LVM2、块照、多路径等功能,在linux系统内通常利用MD来进行RAID,利用DM来设置LVM2。

 2、逻辑卷分为三层:

 第一层:逻辑卷LV(Logical Volume)

 第二层:卷组VG(Volume Group)

 第三层:物理卷PV(Physiacl Volum)

 在创建LVM的时候是从第三层向第一层进行一层一层的创建的,第三层的物理卷在linux系统内文件系统为8e。

 3、物理层PV的创建:

 pvcreate :创建PV 、pvmore:挪动数据、pvremove:擦除PV卷、pvdisplay:显示物理卷的信息、pvscan:扫描并显示系统上的pv卷、pvs:查看pv信息

 Fg:创建物理卷

 pvcreate /dev/sda{10,11}

 4、卷组的创建:

 vgcreate :创建Vg 、vgmore:移除、vgremove:删除vg、vgdisplay:显示vg的信息、vgs:查看vg信息

 Vgcreate -s #:指定pe大小,默认为4Mb,默认单位为mb 

 Fg:创建vg 

 Vgcreate myvg /dev/sda{10,11}

 5、逻辑卷的创建:

 lvcreate、lvreduce、、lvremove(移除lv,后加路径)、lvextend、lvdisplay(查看lv相关信息)、lvs(查看lv信息)

 Lvcreate -L #:指定lv卷的大小

 Lvcreate -n NAME:指定lv的名字

 Fg:创建个50M的lv卷

 Lvcreate -L 50M -n mylv myvg

 mke2fs -j /dev/myvg/mylv 

 6、扩展逻辑卷

 LVM的扩展:先扩展物理卷,再扩展逻辑卷

 lvextend:扩展物理边界

 Lvextend -L [+]# /PATH/TO/PV:+是至增加多大,不接+号时,则为扩展到多大

 resize2fs:扩展逻辑边界

 resize2fs /PATH/TO/LV 5G:扩展逻辑边界到5G

 resize2fs -p /PATH/TO/LV :有多大扩展到多大

 7、缩减逻辑卷

 LVM缩减:先缩减逻辑边界,再缩减物理卷边界、 

 1、不能在线缩减,得先卸载

 2、确保缩减后的空间大小能储存原来所有文件

 3、在缩减之前应该强行检查文件,以确保文件系统处于一致性状态。

 e2fsck -f:强行检查文件

 df -lh:检查利用率

 umount:缩减之前必须先卸载

 e2fsck -f:强行检查文件

 resize2fs /PATH/TO/LV 5G:缩减逻辑卷到5G

 lvreduce -L [-]# /PATH/TO/PV: 缩减物理卷

 重新挂载。 

 8、快照卷:

 1、生命周期为整个数据时长:在这段时长内,数据的增长量不能超出块照卷大小:

 2、快照卷应该是只读的

 3、跟原卷在同一卷组内

 创建快照命令: 

 lvcreate

 -s :指定类型为块照

 -p r|w:表示指定权限

 Fg:创建、还原过程 

 lvcreate -s -L # SLV_NAME -p -r /PATH/TO/LV

 tar jcf /tmp/usrs.tar.bz2 块照挂载点内的内容

 tar -xf /tmp/users.tar.bz2 解压缩 

八、LVM创建练习

创建一个由两个物理卷组成的大小为15G的卷组myvg,要求其PE大小为16M;而后在此卷组中创建一个大小为5G的逻辑卷mylv,此逻辑卷要能在开机后自动挂载至/mnt目录;然后对mylv进行扩展2G

1、创建两个物理卷大小分别为7G和8G的sda{8,9},并设置为lvm格式的磁盘格式8e。

 fdisk /dev/sda

 n 

 

 +7G 

 T

 8e

 W

 pvcreate /dev/sda{8,9}

 

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2、创建卷组myvg

 Vgcreate -s 16 myvg /dev/sda{7,8}

 

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3、创建逻辑卷mylv

 lvreate -L 5G -n mylv /dev/myvg

澳门新濠3559 27

4、逻辑卷要能在开机后自动挂载至/mnt目录

 Mke2fs -j /dev/myvg/mylv

 mount /dev/myvg/mylv /mnt

 Vim /etc/fstab内加入启动项

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 5、对然后对mylv进行扩展3G

Lvextend -L +3G /dev/myvg/mylv

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一、本为中主要介绍RAID常用的RAID0、RAID1、RAID01、RAID10、RAID5格式的RAID卷和LVM卷的建立和测试 二、磁盘阵列是一种...

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