「Linux就该这么学」读书笔记（五）

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RAID（独立冗余磁盘阵列）

通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列，并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上，然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能，同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上

RAID 0

能够有效的提升硬盘数据的吞吐速度，但是不具备数据备份和错误修复能力，数据会被分开写入到不同的硬盘设备中

RAID 1

在写入数据时，将数据同时写入到多块硬盘设备上，当其中一块硬盘出错时，会自动替换

RAID 5

把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中，这样任何一个设备损坏后不至于出现致命缺陷

RAID 10

RAID 0和RAID 1的组合体，继承了RAID 0的高读写速度和RAID 1的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10的性能都超过了RAID 5

mdadm

管理Linux 系统中的软件RAID硬盘阵列

参数	作用
-a	检测设备名称
-n	指定设备数量
-l	指定RAID界别
-C	创建
-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	备份盘数量

使用4块硬盘来部署RAID 10，并挂载硬盘，最后将挂载信息写入到配置文件中

# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
# mkfs.ext4 /dev/md0
# mkdir /RAID
# mount /dev/md0 /RAID
# df -h
etc...
/dev/md0  40G  49M 38G 1% /RAID
# echo "/dev/md0 /RAID ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

损坏硬盘阵列及修复

这里模拟一下RAID 磁盘阵列损坏后的处理方法

使用madadm命令将坏掉的硬盘移除，然后查看RAID磁盘阵列的状态，这时可以发现状态已经改变，再模拟一个新的硬盘，重启系统，接着把新的硬盘添加到RAID磁盘阵列中

# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb
mdadm: set /dev/sdb faulty in /dev/md0
# mdadm -D /dev/md0
etc...
0 8 16 - faulty    /dev/sdb
# umount /RAID
# mdadm /dev/md0 -a /dev/sdb
# mdadm -D /dev/md0
etc...
Number Major Minor RaidDevice State
4 8 16 0 active sync /dev/sdb
1 8 32 1 active sync /dev/sdc
2 8 48 2 active sync /dev/sdd
3 8 64 3 active sync /dev/sde
# mount -a

磁盘阵列+备份盘

RAID 10 最多允许50%的硬盘设备发生故障，但是存在一些极端情况，这时我们需要用到备份盘

这里的例子是RAID 5，一共使用4块硬盘，其中一个是用来备份，用 -x 来表示数量，当硬盘出现问题时，备份盘会自动顶替出问题的硬盘，并回复数据

# mdadm -Cv /dev/md0 -n 3 -l 5 -x 1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
etc...
# mdadm -D /dev/md0
etc...
Number Major Minor RaidDevice State
0      8     16    0          active sync /dev/sdb
1      8     32    1          active sync /dev/sdc
4      8     48    2          active sync /dev/sdd
3      8     64    -          spare       /dev/sde
# mkfs.ext4 /dev/md0
etc...
# echo "/dev/md0 /RAID ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab
# mkdir /RAID
# mount -a

LVM（逻辑卷管理器）

在硬盘分区或者部署为RAID磁盘阵列后，用户想要调整硬盘分区的大小时，需要用到LVM技术，该技术可以允许用户对硬盘资源进行动态调整

部署逻辑卷

功能/命令	物理卷管理	卷组管理	逻辑卷管理
扫描	pvscan	vgscan	lvscan
建立	pvcreate	vgcreate	lvcreate
显示	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
删除	pvremove	vgremove	lvremove
扩展		vgextend	lvextend
缩小		vgreduce	lvreduce

部署：

1. 让添加的设备支持LVM技术
2. 将两块硬盘设备加入到storage卷组中
3. 切割出一个150MB的逻辑卷设备
4. 把生成好的逻辑卷格式化，挂载使用
5. 写入配置文件

# pvcreate /dev/sdb /dev/sdc
etc...
# vgcreate storage /dev/sdb /dev/sdc
etc...
# vgdisplay
etc...
Alloc PE / Size 0 / 0 Free PE / Size 10238 / 39.99 GiB
etc...
# lvcreate -n vo -l 37 storage
etc...
# lvdisplay
etc...
LV Size 148.00MiB
etc...
# mkfs.ext4 /dev/storage/vo
etc...
# mkdir /lvm
# mount /dev/storage/vo /lvm
# df -h
etc...
/dev/mapper/storage-vo 145M 7.6M 138M 6% /lvm
# echo "/dev/storage/vo /lvm ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

扩容逻辑卷

扩容：

1. 把逻辑卷vo扩展至290MB
2. 检查硬盘完整性，并重置硬盘容量
3. 重新挂载硬盘设备并查看挂载状态

# umount /lvm
# lvextend -L 290M /dev/storage/vo
etc...
# e2fsck -f /dev/storage/vo
etc...
# resize2fs /dev/storage/vo
# mount -a
# df -h
etc...
/dev/mapper/storage-vo 279M 2.1M 259M 1% /lvm

缩小逻辑卷

缩小：

1. 检查文件系统的完整性
2. 把逻辑卷的容量减小到120MB
3. 重新挂载文件系统并查看系统状态

# umount /lvm
# e2fsck -f /dev/storage/vo
etc...
# resize2fs /dev/storage/vo 120M
etc...
# lvreduce -L 120M /dev/storage/vo
etc...
# mount -a
# df -h
etc...
/dev/mapper/storage-vo 113M 1.6M 103M 2% /lvm

逻辑卷快照

快照：

1. 使用-s参数生成一个快照卷，使用-L参数指定切割的大小
2. 在逻辑卷所挂载的目录中创建一个100MB的垃圾文件，然后再看快照卷的状态可以发现存储空间占用的量上升了
3. 校验SNAP快照卷的效果，需要对逻辑卷进行快照还原操作
4. 快照卷会被自动删除掉

# vgdisplay
etc...
Alloc PE / Size 30 / 120.00 MiB Free PE / Size 10208 / 39.88 GiB
etc..
# lvcreate -L 120M -s -n SNAP /dev/storage/vo
etc...
# lvdisplay
etc...
# dd if=/dev/zero of=/lvm/files count=1 bs=100M
etc..
# lvdisplay
etc...
Allocated to snapshot 83.71%
etc...
# umount /lvm
# lvconvert --merge /dev/storage/SNAP
etc...
# mount -a
# ls /lvm/