使用RAID与LVM磁盘阵列技术

RAID级别最少硬盘可用容量读写性能安全性特点02nn低追求最大容量和速度任何一块盘损坏数据全部异常。

12n/2n高追求最大安全性只要阵列组中有一块硬盘可用数据不受影响。

53n-1n-1中在控制成本的前提下追求硬盘的最大容量、速度及安全性允许有一块硬盘异常数据不受影响。

104n/2n/2高综合RAID1和RAID0的优点追求硬盘的速度和安全性允许有一半硬盘异常不可同组数据不受影响。

2、RAID0

RAID0技术把多块物理硬盘设备至少两块通过硬件或软件的方式串联在一起组成一个大的卷组并将数据依次写入到各个物理硬盘中。

这样一来在最理想的状态下硬盘设备的读写性能会提升数倍但是若任意一块硬盘发生故障将导致整个系统的数据都受到破坏。

通俗来说RAID0技术能够有效地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。

如图所示数据被分别写入到不同的硬盘设备中即硬盘A和硬盘B设备会分别保存数据资料最终实现提升读取、写入速度的效果。

尽管RAID0技术提升了硬盘设备的读写速度但是它是将数据依次写入到各个物理硬盘中也就是说它的数据是分开存放的其中任何一块硬盘发生故障都会损坏整个系统的数据。

因此如果生产环境对硬盘设备的读写速度没有要求而是希望增加数据的安全性时就需要用到RAID1技术了。

如图所示的RAID1技术示意图中可以看到它是把两块以上的硬盘设备进行绑定在写入数据时是将数据同时写入到多块硬盘设备上(可以将其视为数据的镜像或备份)。

当其中某一块硬盘发生故障后一般会立即自动以热交换的方式来恢复数据的正常使用。

考虑到写入操作时CPU切换硬盘的开销速度会比RAID

O有微弱的降低但在读取数据的时候操作系统可以分别从两块硬盘中读取信息理论读取速度的峰值可以是硬盘数量的倍数。

另外平时只要保证有一块硬盘稳定运行数据就不会出现损坏的情况可靠性较高。

另外RAID1技术虽然十分注重数据的安全性但是因为是在多块硬盘设备中写入了相同的数据因此硬盘设备的利用率得以下降从理论上来说图7-2所示的硬盘空间的真实可用率只有50%由三块硬盘设备组成的RAID1磁盘阵列的可用率只有33%左右以此类推。

而且由于需要把数据同时写入到两块以上的硬盘设备这无疑也在一定程度上增大了系统计算功能的负载。

如图所示RAID5技术是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中。

RAID5磁盘阵列组中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上这样的好处是其中任何一设备损坏后不至于出现致命缺陷;图中parity部分存放的就是数据的奇偶校验信息换句话说就是RAID5技术实际上没有备份硬盘中的真实数据信息而是当硬盘设备出现问题后通过奇偶校验信息来尝试重建损坏的数据。

RAID这样的技术特性“妥协”地兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。

RAID5最少由三块硬盘组成使用的是Disk

Striping硬盘切割技术。

比RAID1级别好处就在于保存的是奇偶校验信息而不是一模一样的文件内容所以当重复写入某个文件时RAID5级别的磁盘阵列组只需要对应一个奇偶校验信息就可以效率更高存储成本也会随之降低。

鉴于RAID5技术是因为硬盘设备的成本问题对读写速度和数据的安全性能而有了一定的妥协但是大部分企业更在乎的是数据本身的价值而非硬盘价格因此生产环境中主要使用RAID

10技术。

顾名思义RAID-10技术是RAID1RAIDO技术的一个“组合体”。

如图所示RAID10技术需要至少4块硬盘来组建其中先分别两两制作成RAID1磁盘阵列以保证数据的安全性;然后再对两个RAID1磁盘阵列实施RAID0技术进一步提高硬盘设备的读写速度。

这样从理论上来讲只要坏的不是同一组中的所有硬盘那么最多可以损坏50%的硬盘设备而不丢失数据。

由于RAID10技术继承了RAIDO的高读写速度和RAID1的数据安全性在不考虑成本的情况下RAID10的性能都超过了RAID5因此当前成为广泛使用的一种存储技术。

细看图可以分析出RAID10是先对信息进行分割然后再两两一组做的镜像。

也就是将RAID1作为最低级别的组合再使用RAID0技术组合到一起将它们视为“一整块”硬盘。

而RAID01则是相反的它回先将硬盘分为两组使用RAID0作为最低级别的组合再将两组硬盘通过RAID1技术组合到一起。

但区别非常明显RAID10级别中任何一块硬盘损坏都不会影响到数据安全性其余硬盘均会正常运作。

但RAID01只要有任何一—盘损坏最低级别的RAID0硬盘组马上会停止运作可能造成严重隐患。

所以RAID10远比RAID01常见很多主板甚至不支持RAID01。

3、mdadm命令

mdadm命令用于创建、调整、监控和管理RAID设备英文全称“multiple

devices

参数作用-a检测设备名称-n指定设备数量-l指定RAID级别-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

5创建RAID10并检查看摘要信息

文件系统UUID37a19d4a-f16b-412d-9b0e-4fb936dba160

32768,

b46517fa:62c223f5:24cd68c3:e7116ee3Events

19Number

b46517fa:62c223f5:24cd68c3:e7116ee3Events

21Number

b46517fa:62c223f5:24cd68c3:e7116ee3Events

41Number

279cba83:dcd23661:cbd67fac:8bae8d86Events

18Number

文件系统UUID5c7fa3d1-33d7-445c-b3b3-9f3e773dc99b

32768,

279cba83:dcd23661:cbd67fac:8bae8d86Events

31Number

279cba83:dcd23661:cbd67fac:8bae8d86Events

41Number

Manager简称LVMLVM允许用户对硬盘资源进行动态调整。

逻辑卷管理器是Linux系统用于对硬盘分区进行管理的一种机制理论性较强其创建初衷是为了解决硬盘设备在创建分区后不易修改分区大小的缺陷。

尽管对传统的硬盘分区进行强制扩容或缩容从理论上来讲是可行的但是却可能造成数据的丢失而LVM技术是在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层它提供了一个抽象的卷组可以把多块硬盘进行卷组合并这样一来用户不必关心物理硬盘设备的底层架构和布局就可以实现硬盘分区的动态调整。

LVM的技术架构图如下2、部署逻辑卷

功能物理卷管理卷组管理逻辑卷管理扫描pvsacnvgscanlvsacn建立pvcreatevgcreatelvcreate显示pvdisplayvgdisplaylvdisplay删除pvremovevgremovelvremove扩展vgextendlvextend缩小vgreducelvreduce

2、创建物理卷

GImCki-hscS-une3-74Xa-XOkz-2JhH-ugaUdU、创建逻辑卷并查看状态

[rootcentos

4VinRD-jJfs-s0Pe-Wva1-9kAX-QUAd-Vjq2MSLV

Write

fNUlBi-Vdj3-OcaE-Waaq-DsQy-eNb6-3zAUN4LV

Write

LRAw0u-HJN0-jaZc-VSIJ-sVxe-G7F7-izx3yiLV

Write

文件系统UUID5fcc25c4-afa5-4ef7-b005-d6531999dcf8

8193,

//重置设备在系统中的容量因为系统内核还没有同步到这部分新修改的信息

[rootcentos

2、快照卷仅有一次有效一旦执行还原操作后会被立即自动删除。

2、lvconvert命令

语法格式lvconvert

GImCki-hscS-une3-74Xa-XOkz-2JhH-ugaUdU---

Volume

nbPTja-DqYx-A8wh-Njm0-YyWW-nanS-IGIdRl4、写入文件

[rootcentos

4VinRD-jJfs-s0Pe-Wva1-9kAX-QUAd-Vjq2MSLV

Write

tIHyhk-PenO-sSkN-Ew28-mbcl-zrYJ-pxjPYuLV

Write

fNUlBi-Vdj3-OcaE-Waaq-DsQy-eNb6-3zAUN4LV

Write

LRAw0u-HJN0-jaZc-VSIJ-sVxe-G7F7-izx3yiLV

Write