企业高级硬盘管理方案――RAID和LVM详解（图文）

 企业高级硬盘管理方案——RAID和LVM详解（图文）

 

今天我来讲解一下 企业经常用到的RAID+LVM管理模式的建立：

用到的软件：VMware Workstation

系统环境：linux 5.4

首现来了解一下RAID与LVM

 

独立磁盘冗余阵列：RAID  。

RAID用于在多个硬盘上分散存储数据，并且能够“恰当”的重复储存数据，从而保证某块硬盘发生故障后不至于影响到整个系统的运转。使用RAID还能够在一定程度上提高读写磁盘的性能。RAID将几块独立的硬盘组合在一起，形成一个逻辑上的RAID硬盘，这块“硬盘”在外界(LVM、用户等)看来和真实的硬盘没有任何区别。

RAID按等级分为0，1，2，3，4，5，10，01

我们今天用到的为RAID10，RAID 10/01其实可细分为RAID 1+0或RAID 0+1。

下面为大家讲解一下常见的等级：RAID 0，RAID 1，RAID 1+0

 

常见的RAID等级：
RAID 0
将多个磁盘合并成一个大的磁盘，不具有冗余，并行I/O，速度最快。RAID 0亦称为带区集。它是将多个磁盘并列起来，成为一个大磁盘。在存放数据时，其将数据按磁盘的个数来进行分段，然后同时将这些数据写进这些盘中。 所以，在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。但是RAID 0没有冗余功能，如果一个磁盘（物理）损坏，则所有的数据都会丢失。
理论上越多的磁盘性能就等于[单一磁盘性能]×[磁盘数]，但实际上受限于总线I/O瓶颈及其它因素的影响，RAID 性能会随边际递减，也就是说，假设一个磁盘的性能是50MB／秒，两个磁盘的RAID 0性能约96MB／秒，三个磁盘的RAID 0也许是130MB／秒而不是150MB／秒。所以，两个磁盘的RAID 0最能明显感受到性能的提升。

 

v  RAID 1
两组以上的N个磁盘相互作镜像，在一些多线程操作系统中能有很好的读取速度，另外写入速度有微小的降低。除非拥有相同数据的主磁盘与镜像同时损坏，否则只要一个磁盘正常即可维持运作，可靠性最高。RAID 1就是镜像。其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代替主硬盘的工作。因为有镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的。但无论用多少磁盘做RAID 1，仅算一个磁盘的容量，是所有RAID上磁盘利用率最低的一个级别。

 

v  RAID 10/01

其实可细分为RAID 1+0或RAID 0+1。
RAID 1+0是先镜射再分区数据。是将所有硬盘分为两组，视为是RAID 0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID 1运作。RAID 1+0有着不错的读取速度，而且拥有比RAID 0更高的数据保护性。
RAID 0+1则是跟RAID 1+0的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID 1的最低组合，而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。RAID 0+1比起RAID 1+0有着更快的读写速度，不过也多了一些会让整个硬盘组停止运转的机率；因为只要同一组的硬盘全部损毁，RAID 0+1就会停止运作，而RAID 1+0则可以在牺牲RAID 0的优势下正常运作。
RAID 10巧妙的利用了RAID 0的速度以及RAID 1的保护两种特性，不过它的缺点是需要的硬盘数较多，因为至少必须拥有四个以上的偶数硬盘才能使用。

 

逻辑卷管理器：LVM

     逻辑卷管理器LVM可以将几块独立的硬盘组成一个“卷组：vg”，一个“卷组”又可以被分成几个“逻辑卷：lv”，这些逻辑卷在外界看起来就是一个个独立的硬盘分区。这种做法的好处在于，如果管理员某天意识到当初给某个分区划分的空间太小了，那么可以再往卷组里增加一块硬盘，接着把这些富裕的空间交给这个逻辑卷，这样就把“分区”扩大了。

在很多情况下，LVM与RAID一起在使用。管理员可以按照下面的顺序建立一个RAID与LVM相结合的管理模式。

这将大大的提高性能、冗余、可操作性。

1.）把多块硬盘组合起来，成为一个RAID硬盘

2）建立一个LVM卷组

3）将这个RAID硬盘加入LVM卷组

4）在LVM卷组上划分逻辑卷

 

下面我们通过虚拟机来给大家演示操作步骤(图文)

我没有那么多硬盘，用分区代替硬盘为大家演示。如下图，我的硬盘扩展分区sda4下划分了8个逻辑分区用来代替硬盘，分别是sda5、sda6、sda7、···、sda12  并且修改了硬盘id标识为8e，记住此时不要对分区创建文件系统，也就是格式化。

 

    

  

命令：]#fdisk  /dev/sda                 通过fdisk命令划分磁盘

 

好了，这下“相当于我们有了8块硬盘，我给每一块划分了1GB.” `````数字而已，不要喷我小气啊··o(∩_∩)o 哈哈

接下来我们就来进行今天的主讲内容：RAID+LVM的高级硬盘管理模式

  给大家看一张图片

这就是我们的拓扑结构。

硬盘已经有了，我们开始创建RAID，首现将硬盘，每两个一组做成raid 1级别的raid盘。通过命令

]#mdadm –C /dev/md1 –a yes –l 1 –n 2 /dev/sda{5,6}

]#mdadm –C /dev/md2 –a yes –l 1 –n 2 /dev/sda{7,8}

    ]#mdadm –C /dev/md3 –a yes –l 1 –n 2 /dev/sda{9,10}

]#mdadm –C /dev/md4 –a yes –l 1 –n 2 /dev/sda{10,11}

再将md1，md2，md3，md4这些raid盘用RAID 0级别做成一个单一的盘，取名md0 做好以后不要格式化，也不要挂载。应为后面我们还要做lvm。

命令：]#mdam –C /dev/md0 –a yes –l 0 –n 4 /dev/md{1,2,3,4}

关于命令的解释如下图

到了这里我们已经创建好了我们所有的raid盘，利用]#cat /proc/mestat可是查看到

大家可以看到md1，2，3，4使用的都是1级别，容量只有两个盘的一般。应为其中有一个盘在做冗余。而md0使用的是0级别，容量也是md1，2，3，4之和。

下面我们就要开始使用LVM创建逻辑卷了。

首现创建PV—物理卷，使用]#pvcreate /dev/md0 ,就可以创建。命令pvs可以进行查看。RAID盘可以做物理卷。

 

如上图，我们创建了一个物理卷/dev/md0  有了PV，我们就可以把它添加到卷组。下面我们来创建一个名为myvg的卷组。

命令：]#vgcreate myvg /dev/md0  创建完成后，pvs可以查看到myvg

有了vg，我们可以进一步划分。划分我们想要的逻辑卷，逻辑卷个数不受限制，但是大小不能大于卷组大小。

创建lv：]# lvcreat –L 1G –n mydata1 myvg      创建逻辑卷mydata1 大小1G，根据此命令可以创建多个。

好了，拓扑完成了。下面我们可以通过]#mkfs.ext3 /dev/myvg/mydata1对其创建文件系统，就是格式化。

格式化完成后，我们再通过mount命令挂在到我们的目录就完成了整个管理模式的创建。我把刚刚创建的lv挂在到了/lvm1与/lvm2

你懂了么？到此时，已完全结束。可通过]#df -hl 来查看设备状况。

可以看到 我们的设备已经可以正常使用。如果想实现开机自动挂载，可写入/etc/fstab文件