RAID和虚拟磁盘管理

一. RAID（a case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks）

RAID组合多块磁盘（Disk>=2）形成阵列，通过磁盘存取I/O的并行化来提高存储的速度，吞吐量和可靠性。

1. 基本情况

Linux通过mdadm来管理RAID。
支持RAID0，RAID1，RAID5和RAID6
设备名称：/dev/md0，/dev/md1，/dev/md2，...

2. RAID0（Disk>=2，条带化 striping）

stripe depth: Block的大小
stripe width: Disk的多少

RAID0的存取

特点：
没有数据备份，但读写速度最快。磁盘利用率为100%。
RAID0的数据写入方式：

RAID0的数据写入方式

3. RAID1（Disk>=2，且Disk必须为偶数，mirroring）

RAID1的写入

RAID1的读取

特点：
每个Block形成两份拷贝，再并行写入两块磁盘。备份能力最强，但写速度慢。磁盘利用率50%。数据读取速度快。
RAID1的数据写入方式：

RAID1的数据写入方式

4. RAID5（Disk>=3）

RAID5的存取

特点：
RAID4将parity info 存放于一块单独的磁盘中，而RAID5是将parity info 条带化到多块磁盘中。
RAID5读取速度快，写入速度慢（因为要同时计算并存入校验信息）。
RAID5的磁盘利用率n-1，允许一块磁盘失效。
RAID5的数据写入方式：

RAID5的数据写入方式

5. RAID6（Disk>=4）

将checksum存入2块等效磁盘。checksum是被条带化的。

特点：
可用空间n-2，允许2块磁盘失效。

6. RAID1+0

RAID1 ---> RAID0，即先镜像再条带化。

7. RAID5+0

RAID5 ---> RAID0，即先RAID5，保证可以有一块磁盘失效，再条带化。

8. RAID5+热备盘

RAID5 + 热备
其中热备盘（Spare Disk）会在线替换故障的磁盘。

二. LVM（Logical Volume Manager）

LVM的构成

LVM元素及构成	创建方式
PV=/dev/sda + /dev/sdb + /dev/sdc + ...	pvcreate
VG=PV + PV + PV +...	vgcreate
VG=PE + PE + PE +...	PE大小固定，自动生成
VG=LV + LV + LV +...	lvcreate，在VG上创建LV，VG可看成一块大硬盘（Disk）
LV=filesystem	可将LV看成硬盘上的逻辑分区（Partition）

LVM可以实现在线动态调整分区大小。LVM也可构建在RAID上。

相关命令：

pvcreate /dev/hda13 这里的/dev/hda13是linux块设备
pvdisplay 或者 pvs
vgcreate vg01 /dev/hda13 这里的/dev/hda13已被转化成PV
vgcreate vg01 -s 1000M /dev/hda13
vgdisplay 或者 vgs
lvcreate -L 256M -n lv01 vg01
lvdisplay 或者 lvs

mkfs.ext3 /dev/vg01/lv01
或者
mke2fs -j /dev/vg01/lv01

blkid 查看块设备及相关属性
dd if=/dev/zero of=test bs=1M count=300 产生巨大空文件test

在线扩容
pvcreate /dev/sda18  这里的/dev/sda18是块设备
vgextend vg01 /dev/sda18  这里的/dev/sda18是PV
lvextend -L +500M /dev/vg01/lv01 追加500M
lvextend -L 1G /dev/vg01/lv01  扩展到1G
一般VG只有一个，且一个LV不可以同时扩展到两个及以上的VG上。
vgs vg01
resize2fs /dev/vg01/lv01 在线扩展ext3文件系统
df -h

vim /etc/fstab
/dev/vg01/lv01  /mnt/lvm01 ext3 defaults 0 0

umount /mnt/lvm01
e2fsck -f /dev/vg01/lv01
vgreduce vg0 /dev/hda3  从VG中去除一个PV
pvmove /dev/hda3 将PV=/dev/hda3，转变为linux块设备
lvremove /dev/vg01/lv01