逻辑卷的建立&磁盘阵列

目录

逻辑卷

什么是LVM

LVM的创建及使用

逻辑卷的拉伸

逻辑卷的缩小

逻辑卷快照的创建

逻辑卷底层磁盘发生故障

移除LVM

磁盘阵列

什么是RAID？

RAID的区别

创建磁盘阵列

磁盘阵列的故障处理

取消磁盘阵列

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逻辑卷

什么是LVM

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理器：

• 使用LVM可以动态提高磁盘容量，提高磁盘管理的灵活性

• /boot分区不能基于LVM创建挂载

• LVM有两种管理方式，图形化和命令行，在生产环境中一般使用命令行的方式来管理逻辑卷

LVM的创建及使用

fdisk命令管理相应磁盘

1.将现有的磁盘分区底层文件系统转换为LVM

2.保存并刷新相应磁盘

3.将对应磁盘分区创建为物理卷

4.创建卷组并将该物理卷加入卷组，创建卷组时必须指定卷组名字

5.创建逻辑卷，创建逻辑卷时必须指定逻辑卷的大小、名字和使用哪个卷组的空间来创建逻辑卷

6.分别查看物理卷、卷组、逻辑卷的信息

物理卷、卷组、逻辑卷三者之间的关系大概为：物理卷由分区转换而来，若干物理卷来组建成卷组，逻辑卷被建立在卷组之上

7.在逻辑卷上创建文件系统

8.blkid查看并复制逻辑卷的uuid，创建挂载点，将挂载信息写入fstab配置文件中

9.将设备进行挂载并验证

逻辑卷的拉伸

卷组中还有剩余空间时

1.查看卷组信息得知卷组myvg中还有剩余空间

2.将逻辑卷进行拉伸，除以下方法还可以使用lvresize将逻辑卷大小重新定义  

 3.通知文件系统逻辑卷拉伸结果，如果逻辑卷是xfs文件系统将使用xfs_growfs+设备路径来进行通告

4.验证拉伸结果

当卷组中无剩余空间时：

由于卷组中已经没有剩余空间再分配给逻辑卷因此我们要将卷组进行拉伸（为卷组中添加新的物理卷）

1.添加新的分区

2.将分区转换为物理卷

3.将卷组进行拉伸

 4.验证结果卷组拉伸结果，此时卷组中已经增加空间

5.拉伸逻辑卷

6.通知文件系统

逻辑卷的缩小

xfs文件类型的逻辑卷默认不能缩小，但是也有办法缩小

1.将设备取消挂载umount +设备路径

2.对设备进行强制检查

3.通知文件系统逻辑卷缩小

4.将逻辑卷缩小为1G

5.将逻辑卷mount -a重新挂载  

逻辑卷快照的创建

1.创建逻辑卷快照，创建逻辑卷快照和创建逻辑卷方式大同小异，在创建时加上 -s选项即为创建快照，快照的大小一般为目的逻辑卷空间的%10 ~%20，如果空间不够可以使用lvextend来进行扩展

2.blkid查看快照的uuid，快照的uuid和目标逻辑卷的uuid相同

3.为快照创建挂载点将快照进行挂载，快照只是一个临时的文件系统，因此几乎没有人会将快照长期使用，所以在这里进行的临时挂载，ext4文件系统允许使用相同的uuid进行挂载，而xfs文件系统默认不允许相同的uuid进行挂载，因此在对xfs文件系统的快照进行挂载时需要添加-o nouuid选项  

4.挂载完成,快照的挂载点所拥有的数据信息与创建快照时目标文件系统的数据信息相同，因此如果想要将目标文件系统中的数据信息恢复到所创建快照时，只需要将对应的文件拷贝即可，如果直到目标文件系统发生了哪些改变，使用diff命令与快照进行对比即可  

逻辑卷底层磁盘发生故障

实验模拟sdb1物理卷损坏，当逻辑卷底层的磁盘发生故障时的解决,所使用原理大概是将所发生故障受影响的卷组进行扩容，将故障的物理卷内容迁移到新添加的物理卷，然后将故障的物理卷进行移除

1.将逻辑卷中添加数据cp -r /etc /mnt/lvm

2.添加新的磁盘并创建新的磁盘分区（在生产环境中如果磁盘发生故障需要将故障磁盘进行更换）

fdsik +新的磁盘路径，创建新的分区（大小必须与需要更换的磁盘分区相同），将分区底层文件系统标签更换为Linux LVM (8e)

3.将受影响的卷组进行扩容

如果卷组进行扩容时，所添加的分区不是物理卷，那么系统会为分区创建为物理卷，并将物理卷添加到卷组中

4.将损坏物理卷数据进行迁移

5.将损坏物理卷移除  

 查看物理卷信息确认损坏物理卷已经移除

6.查看逻辑卷信息是否完整  

移除LVM

1.删除或注释磁盘挂载信息 vim /etc/fstab

2.将挂载的文件系统下线(设备下线前记得备份) umount +文件系统信息

3.删除逻辑卷 lvremove +逻辑卷路径

4.删除卷组 vgremove +卷组名称

5.删除卷组底层的物理卷 pvremove +物理卷路径

6.删除磁盘分区 fdisk+磁盘路径

磁盘阵列

什么是RAID？

磁盘阵列（Redundant Arrays of Inexpensive Disks, RAID），意思是：容错式廉价磁盘阵列。 RAID 技术可以通过软件或硬件实现，将多个磁盘整合成为一个较大的磁盘装置，该装置不仅有储存功能，还具有数据保护的功能。RAID具有多个不同等级 (level)，每个level对整合后的磁盘实现不同的功能，常用 level 有几种。

RAID 0又称为Stripe或Striping，它代表了所有RAID级别中存储性能最高的。RAID 0提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取，这样，系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行，每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求。这种数据上的并行操作可以充分利用总线的带宽，显著提高磁盘整体存取性能。同时RAID 0的安全性最低，如果一个磁盘失效，将影响整个数据。因此RAID 0 不可应用于需要数据高可用性的关键应用。

RAID 1又称为Mirrored，通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。当原始数据损毁时，可直接从镜像拷贝中读取数据，因此RAID 1安全性高。但RAID 1是磁盘阵列中应用成本最高的。特点是当一个磁盘失效时，系统可以自动切换到镜像磁盘上读写，而不需要重组失效的数据。

RAID 5 是一种存储性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比Mirror低而磁盘空间利用率要比Mirror高。RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度比对单个磁盘进行写入操作稍慢。同时由于多个数据对应一个奇偶校验信息，RAID 5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。

RAID的区别

RAID：独立（或廉价）磁盘冗余阵列

软RAID：RAID系统的优点，不需要额外的硬件RAID控制器CPU时间和内存开销

硬RAID：控制器是一套私有系统，有独立的CPU、内存以及存储数据的单元

创建磁盘阵列

创建RAID 5

1.添加三块硬盘，两块用于分散存储，一块用于奇偶校验备份

2.创建磁盘阵列md0，其中 -C为创建磁盘阵列设备 、-l 为RAID等级 -n为添加磁盘的数量

 

3.查看磁盘阵列状态，并复制uuid

blkid也可以查看磁盘阵列设备的uuid，其中磁盘阵列中的成员将生成两个uuid，前面的为主uuid即md0的uuid  

4.创建磁盘阵列配置文件 vim /etc/mdadm.conf

由于设备文件是临时创建的，系统重新启动后会失效，因此要创建磁盘阵列配置文件

创建方式有两种：

一种是手动创建

另一种是mdadm -E -s --brief > /etc/mdadm.conf扫描磁盘阵列并以简短的方式输出创建文件

5.重启验证磁盘阵列是否存在，存在即磁盘阵列创建成功。

可以使用分区的方式进行管理磁盘阵列也可以创建逻辑卷

磁盘阵列的故障处理

1.查看磁盘阵列的状态

mdadm -D /dev/md0,此时三块磁盘状态为正常

2.将故障磁盘设定为错误状态

假设sdc出现故障需要更换，将sdc状态设置为错误状态

查看磁盘阵列可知设置成功  

3.将故障磁盘移除，mdadm -D /dev/md0验证删除成功。

4.添加新的磁盘 

mdadm -D /dev/md0查看是否添加成功，如果添加之后立刻查看磁盘阵列状态可以看到创建的过程

 

取消磁盘阵列

如果磁盘阵列添加了分区或者逻辑卷需要提前将挂载设备进行下线，fstab中的配置信息进行删除或注释，将逻辑卷、卷组、物理卷、分区等进行删除

磁盘阵列再启动：mdadm -As /dev/md0

1.将磁盘阵列配置文件中的配置信息删除或注释 vim /etc/mdadm.conf

2.将磁盘阵列停止

 

3.验证是否停止