虚拟数据优化器VDO

本章主要介绍虚拟化数据优化器。

        什么是虚拟数据优化器VDO

        创建VDO设备以节约硬盘空间

1 了解什么是VDO

        VDO全称是Virtual Data Optimize（虚拟数据优化)，主要是为了节省硬盘空间。

        现在假设有两个文件file1和 file2，大小都是10G。file1和 file2中包含了8G的相同数据， 如图中的灰色部分。这个相同数据在硬盘中存储了两份，所以这两个文件占用的硬盘空间是20G。

        如果采用了VDO，效果如图所示。

         file1和 file2大小都是10G，两个文件中都有8G的相同数据。那么，这个相同数据在硬盘中只存储一份，让filel和 file2共同使用。所以，最终在硬盘上占用的空间是12G，这样一个20G大小的硬盘，完全可以存储大于20G的文件，主要看这些文件中到底有多少相同数据。

        所以，VDO实现的效果是，多个文件中有相同数据,这个相同数据只存储一份，从而实现节省硬盘空间的目的。

2 配置VDO

        首先要安装VDO相关软件包，步骤如下。

        步骤①：挂载光盘，命令如下。

[root@redhat8 ~]# mount /dev/cdrom /mnt
mount: /mnt: WARNING: device write-protected, mounted read-only.

        这里准备把光盘作为yum源。

        步骤②：编写repo文件,命令如下。

[root@redhat8 ~]# vim /etc/yum.repos.d/aa.repo
[aa]
name=aa
baseurl=file:///mnt/AppStream
enabled=1
gpgcheck=0

[bb]
name=bb
baseurl=file:///mnt/BaseOS
enabled=1
gpgcheck=0

        步骤③：安装VDO，命令如下。

[root@redhat8 ~]# yum -y install vdo

        查看 VDO设备，命令如下。 

[root@redhat8 ~]# vdo list 

        没有任何输出，说明现在还没有任何VDO设备。

        因为相同数据只存储一份，大大地节省了存储空间，所以本来20G的磁盘空间现在存储 30G、40G、50G的数据是完全有可能的。

        下面创建一个名称为vdo1、底层设备为/dev/sdc的VDO设备，逻辑大小为50G,命令如下。

[root@redhat8 ~]# vdo create --name vdo1 --device /dev/sdb --vdoLogicalSize 50G
Creating VDO vdo1
      The VDO volume can address 16 GB in 8 data slabs, each 2 GB.
      It can grow to address at most 16 TB of physical storage in 8192 slabs.
      If a larger maximum size might be needed, use bigger slabs.
Starting VDO vdo1
Starting compression on VDO vdo1
VDO instance 0 volume is ready at /dev/mapper/vdo1

        上面提示的一堆信息不用管，最终能看到的是vdo1已经创建好了，可以通 过/dev/mapper/vdo1来使用。

        再次查看有多少VDO设备，命令如下。

[root@redhat8 ~]# vdo list 
vdo1

        格式化这个VDO设备,命令如下。

[root@redhat8 ~]# mkfs.xfs -K /dev/mapper/vdo1
meta-data=/dev/mapper/vdo1       isize=512    agcount=4, agsize=3276800 blks
         =                       sectsz=4096  attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=13107200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=6400, version=2
         =                       sectsz=4096  sunit=1 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

        这里-K(大写）的意思类似于Windows中的快速格式化。

        把这个 VDO设备挂载到/vdo1目录上，命令如下。

[root@redhat8 ~]# mkdir /vdo1
[root@redhat8 ~]# mount /dev/mapper/vdo1 /vdo1/

        如果希望能永久挂载，需要写入/etc/fstab中，命令如下。

[root@redhat8 ~]# vim /etc/fstab 
[root@redhat8 ~]# grep vdo /etc/fstab 
/dev/mapper/vdo1 /vdo1 xfs defaults,_netdev 0 0

        需要注意的是，这里一定要有_netdev选项，否则重启系统时，系统是启动不起来的。

        查看vdo1的空间使用情况，命令如下。

[root@redhat8 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         20.0G      4.0G     16.0G  20%           99%

        这里自身就消耗了4G空间（Used那列)，因为这里不存在文件，所以空间节省率为99% (Space saving%那列)。

3 测试VDO

        上传一个比较大的文件，这里上传的是一个rhel7.1的镜像，命令如下。

[root@redhat8 ~]# du -sh rhel-server-7.1-x86_64-dvd.iso 
3.7G	rhel-server-7.1-x86_64-dvd.iso

        这个文件的大小是3.7G。

        下面开始第一次把 rhel7.1.iso拷贝到/vdol中并命名为file1，命令如下。

[root@redhat8 ~]# cp rhel-server-7.1-x86_64-dvd.iso /vdo1/file1
[root@redhat8 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         20.0G      7.5G     12.5G  37%            3%

        可以看到，现在消耗空间是7.5G，因为只有一个文件不存在相同数据，所以空间节省率为3%。

        下面开始第二次把rhel7.1.iso拷贝到/vdo1中并命名为file2，命令如下。

[root@redhat8 ~]# cp rhel-server-7.1-x86_64-dvd.iso /vdo1/file2
[root@redhat8 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         20.0G      7.5G     12.5G  37%           51%

        因为是从同一个文件拷贝的，所以 file2的内容和filel的内容是完全相同的，这里磁盘使用量仍然是7.5G。

        因为实际写入了两个3.7G的文件，本来应该消耗7.4G的空间,但是这两个文件是相同的,所以实际消耗还是3.7G的空间，节省了7.4-3.7=3.7G的空间，节省率在50%左右（节约出来的空间除以应该消耗的空间,即3.7/7.4=50%）。

        下面开始第三次把rhel7.1.iso铂贝到/vdo1中并命名为file3，命令如下。

[root@redhat8 ~]# cp rhel-server-7.1-x86_64-dvd.iso /vdo1/file3
[root@redhat8 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         20.0G      7.5G     12.5G  37%           67%

        因为是从同一个文件拷贝的，所以 file1、file2、file3三个文件的内容是完全相同的，这里磁盘使用量仍然是7.5G。

        因为实际写入了三个3.7G的文件，本来应该消耗11.1G的空间，但是这三个文件是相同的, 所以实际消耗还是3.7G的空间，节省了11.1-3.7=7.4G的空间，节省率在67%左右（节约出 的空间除以应该消耗的空间，即7.4/11.1~67%）

        要删除VDO设备，命令如下

[root@redhat8 ~]# vdo remove -n vdo1