磁盘管理—raid，LVM

磁盘管理—raid，LVM

一，raid基础知识
raid是英文redundant arrays of independent drivers的缩写，中文全称为独立的冗余磁盘队列。
1，分类

（1）外接式磁盘阵列柜
（2）内接式磁盘阵列卡
（3）软件来仿真实现raid

2，常见raid卡型号

华为：SR130（不做缓存），SR430C（做缓存）
戴尔：H330（不做缓存），H730P（做缓存）

3，作用

解决了数据的读写速率
解决磁盘冗余，保护数据以免丢失

4，类型

（1）raid0：至少两块盘，只有按条带存储数据（不含校验与冗余的条带存储）
特点：提高数据的存储速度，但是没有备份，不能容灾；可用容量100%；
应用场景：对数据要求不高的场景下。
（2）raid1：至少两块盘，只有镜像（不含校验的镜像存储）
特点：不能解决数据存取速度问题，但是可容灾，可用容量50%
应用场景：对数据要求很高的条件下；
（3）raid5：至少三块盘，（数据块级别的分布式校验条带存储）
特点：存储的有存储数据和一份校验数据，可以提高存取速率，也可以容灾（只允许一个盘坏，可用容量（n-1/n）。
应用场景：折中raid0和raid1的优缺点，可适用于大多数应用场景。
（4）raid6：至少4个盘，可以提高存取速率
特点：存储的有存储数据，两份校验数据，可以容灾（容许两个盘坏），可用容量是（n-2/n）。
（5）raid01和raid10：（raid01的容错能力好于raid10）
raid01=raid0+raid1
特点：至少4个盘，既能提高数据读写，也能实现数据容灾，可用容量50%。
raid10=raid1+raid0
特点：至少4个盘，既能提高数据读写，也能实现数据容灾，可用容量50%。

二，测试raid性能
1，创建三个磁盘，每个磁盘分为两个区
（1）以/dev/sdb磁盘为例

（2）创建一个主分区，序号为1

（3）分区的类型输入fd表示为raid类型

（4）查看两个分区

2，组raid
（1）选取两块磁盘sdb，sdc中的第一个分区将其组为raid0
注：-C：创建raid，-l：raid阵列的等级，-n：磁盘的数量

（2）选取三块磁盘，将其组为raid5

3，格式化
（1）将raid0格式化

（2）将raid5格式化

4，创建挂载点

5，挂载

6，查看挂载情况

7，查看可用大小
（1）查看raid0的可用大小

（2）查看raid5的可用大小

8，查看数据的读取速率
（1）raid0的读取速率

（2）raid5的读取速率

（3）不加raid的读取速率
注：raid0>raid5>没有raid

9，容灾
（1）将raid5中的sdb磁盘人为弄坏，查看阵列中的sdb磁盘是失败的状态，但该磁盘阵列仍然可以正常使用，
注：-f：模拟磁盘损坏


注：raid0的阵列没有容灾能力，不能人为毁坏；

[root@demo1 ~]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb1
mdadm: set device faulty failed for /dev/sdb1:  Device or resource busy

三，LVM介绍
LVM是基于内核的逻辑卷管理器，主要建立在硬盘和分区之上，文件系统之下的一个逻辑层，它的主要作用是动态的扩容文件空间。
1，PV

物理卷，是LVM的逻辑存储块，与磁盘分区是逻辑的对应关系；

2，VG

卷组，是LVM逻辑概念上的磁盘设备；

3，PE

物理长度，是物理卷组合为卷组后，所划分的最小存储单元，默认为4MB；

4，LV

逻辑卷，物理意义上的分区；

5，LE

在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

四，LVM相关命令
1，物理卷：
（1）pvcreate —创建物理卷

[root@demo3 ~]# pvcreate /dev/sdc[1-3]Physical volume "/dev/sdc1" successfully createdPhysical volume "/dev/sdc2" successfully createdPhysical volume "/dev/sdc3" successfully created

注：以将一个磁盘分为三个分区为例。

（2）pvdisplay，pvs—查看

[root@demo3 ~]# pvsPV         VG   Fmt  Attr PSize PFree/dev/sdc1       lvm2 ---- 1.01g 1.01g/dev/sdc2       lvm2 ---- 1.01g 1.01g/dev/sdc3       lvm2 ---- 1.01g 1.01g

[root@demo3 ~]# pvdisplay
PV Name               /dev/sdc1VG NamePV Size               1.01 GiBAllocatable           NOPE Size               0Total PE              0Free PE               0Allocated PE          0PV UUID               J48Vfv-cNXr-J94n-ZSRK-KZj3-z0lf-kH46Wp

（3）pvscan—列出系统中的物理卷

[root@demo3 ~]# pvscanPV /dev/sdc1                      lvm2 [1.01 GiB]PV /dev/sdc2                      lvm2 [1.01 GiB]PV /dev/sdc3                      lvm2 [1.01 GiB]

（4）pvremove—移除物理卷

[root@demo3 ~]# pvremove /dev/sdc3
Labels on physical volume "/dev/sdc3" successfully wipedLabels on physical volume "/dev/sdc3" successfully wiped
[root@demo3 ~]# pvsPV         VG   Fmt  Attr PSize PFree/dev/sdc1       lvm2 ---- 1.01g 1.01g/dev/sdc2       lvm2 ---- 1.01g 1.01g

（5）pvmove—将物理卷上的数据移到别的地方

[root@demo3 ~]# pvmove /dev/sdc2

2，卷组
（1）vgcreate—创建卷组

[root@demo3 ~]# vgcreate -s 8M myvg1 /dev/sdc1 /dev/sdc2Volume group "myvg1" successfully created

注：-s：指定PE的大小
（2）vgextend—将物理卷添加到卷组

[root@demo3 ~]# vgextend  myvg1 /dev/sdc3Volume group "myvg1" successfully extended

（3）vgreduce—删除卷组中的物理卷，缩减

[root@demo3 ~]# vgreduce myvg1 /dev/sdc3Removed "/dev/sdc3" from volume group "myvg1"

（4）vgremove—删除卷组

[root@demo3 ~]# vgremove vgVolume group "vg" successfully removed

（5）vgrename—更改卷组名称

[root@demo3 ~]# vgrename myvg1 vgVolume group "myvg1" successfully renamed to "vg"

（6）vgdisplay，vgs—查看

[root@demo3 ~]# vgsVG   #PV #LV #SN Attr   VSize VFreevg     2   0   0 wz--n- 2.02g 2.02g

[root@demo3 ~]# vgdisplay--- Volume group ---VG Name               vgSystem IDFormat                lvm2Metadata Areas        2Metadata Sequence No  4VG Access             read/writeVG Status             resizableMAX LV                0Cur LV                0Open LV               0Max PV                0Cur PV                2Act PV                2VG Size               2.02 GiBPE Size               8.00 MiBTotal PE              258Alloc PE / Size       0 / 0Free  PE / Size       258 / 2.02 GiBVG UUID               D5tfA2-xqM2-hJHq-L04n-OdF1-iynV-QSGS6h

（7）vgchange—改变卷组工作状态

[root@demo3 ~]# vgchange -a y vg
0 logical volume(s) in volume group "vg" now active

3，逻辑卷
（1）lvcreate—创建逻辑卷

-n	指定逻辑卷名称
-L	制定逻辑卷大小，以空间大小指定
-l	制定逻辑卷大小，以PE为单位
-s	指定创建逻辑卷快照
-p	设置属性；r为只读属性

创建逻辑卷步骤：

a，创建物理卷，再将其创建为卷组；
b，将卷组创建为逻辑卷
c，将逻辑卷格式化
d，创建挂载点
e，挂载，查看

[root@demo3 ~]# lvcreate -L 500M -n mylv vgLogical volume "mylv" created.
[root@demo3 ~]# 4 /dev/vg/lv
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
[root@demo3 mnt]# mkdir mylv
[root@demo3 ~]# mount /dev/vg/lv /mnt/mylv
[root@demo3 ~]# df -h
Filesystem         Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2          9.8G  2.2G  7.1G  24% /
tmpfs              491M     0  491M   0% /dev/shm
/dev/sda1          190M   30M  150M  17% /boot
/dev/sr0           3.7G  3.7G     0 100% /media
/dev/mapper/vg-lv  500M  2.3M  1.4G   1% /mnt/mylv

[root@demo3 ~]# lvcreate -l 8  -n mylv1 vgLogical volume "mylv1" created.

创建快照：

[root@demo3 ~]# lvcreate -L 20M -s -n lvphoto /dev/vg/lvLogical volume "lvphoto" created.

（2）lvextend—扩展逻辑卷

[root@demo3 ~]# lvextend -L +1G /dev/vg/mylvSize of logical volume vg/mylv changed from 500.00 MiB (125 extents) to 1.49 GiB (381 extents).Logical volume mylv successfully resized.

(3)lvdisplay，lvs—查看

[root@demo3 ~]# lvsLV    VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convertmylv  vg   -wi-a----- 500.00m                                                 mylv1 vg   -wi-a-----  32.00m       

[root@demo3 ~]# lvdisplay--- Logical volume ---LV Path                /dev/vg/mylvLV Name                mylvVG Name                vgLV UUID                7aVNGo-CTUW-e6lm-r5i7-beWX-nIDa-vkXepSLV Write Access        read/writeLV Creation host, time demo3, 2019-08-12 21:59:49 +0800LV Status              available# open                 0LV Size                500.00 MiBCurrent LE             125Segments               1Allocation             inheritRead ahead sectors     auto- currently set to     256Block device           253:0

(4)lvrename—修改逻辑卷名称

[root@demo3 ~]# lvrename /dev/vg/mylv lvRenamed "mylv" to "lv" in volume group "vg"

(5)lvremove—删除逻辑卷

[root@demo3 ~]# lvremove /dev/vg/lvLogical volume vg/lv contains a filesystem in use.

(6)lvconvert—恢复快照

[root@demo3 ~]# lvconvert --merge /dev/vg/lvphotoMerging of volume lvphoto started.lv: Merged: 100.0%Merge of snapshot into logical volume lv has finished.Logical volume "lvphoto" successfully removed

(7)lvmreduce—缩减逻辑卷

步骤：
1，卸载逻辑卷
2，检测逻辑卷上的空间 e2fsck -f
3，使用resize2fs缩减文件系统大小
4，使用lvreduce缩减逻辑卷大小

[root@demo3 ~]# umount /dev/vg/lv
[root@demo3 ~]# e2fsck -f /dev/vg/lv
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/vg/lv: 11/97536 files (9.1% non-contiguous), 14900/390144 blocks
[root@demo3 ~]# resize2fs /dev/vg/lv 1G
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/vg/lv to 262144 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg/lv is now 262144 blocks long.[root@demo3 ~]# lvreduce -L 1G /dev/vg
vg/          vga_arbiter
[root@demo3 ~]# lvreduce -L 1G /dev/vg/lvWARNING: Reducing active logical volume to 1.00 GiB.THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce vg/lv? [y/n]: ySize of logical volume vg/lv changed from 1.49 GiB (381 extents) to 1.00 GiB (256 extents).Logical volume lv successfully resized.
[root@demo3 ~]# mount /dev/vg/lv /mnt/mylv/
[root@demo3 ~]# df -h
Filesystem         Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2          9.8G  2.2G  7.1G  24% /
tmpfs              491M     0  491M   0% /dev/shm
/dev/sda1          190M   30M  150M  17% /boot
/dev/sr0           3.7G  3.7G     0 100% /media
/dev/mapper/vg-lv  977M  1.9M  923M   1% /mnt/mylv