《Linux就该这么学》第7章 使用RAID与LVM磁盘阵列技术

7.1 RAID磁盘冗余阵列

1. RAID 0

2. RAID 1

在图7-2所示的RAID 1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。
安全性高，但是空间利用率低

3. RAID 5

如图7-3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。RAID 5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7-3中parity部分存放的就是数据的奇偶校验信息，换句话说，就是RAID 5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。

顾名思义，RAID 10技术是RAID 1+RAID 0技术的一个“组合体”。如图7-4所示，RAID 10技术需要至少4块硬盘来组建，其中先分别两两制作成RAID 1磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个RAID 1磁盘阵列实施RAID 0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RAID 10技术继承了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，因此当前成为广泛使用的一种存储技术。

1、mdadm命令：用于管理Linux系统中的软件RAID硬盘阵列，格式为“mdadm [模式] <RAID设备名称> [选项] [成员设备名称]”。

举个栗子：

栗子一（ 部署磁盘阵列）：接下来，使用mdadm命令创建RAID 10，名称为“/dev/md0”。

步骤：
（1）首先，创建RAID阵列卡
其中，-C参数代表创建一个RAID阵列卡；-v参数显示创建的过程，同时在后面追加一个设备名称/dev/md0，这样/dev/md0就是创建后的RAID磁盘阵列的名称；-a yes参数代表自动创建设备文件；-n 4参数代表使用4块硬盘来部署这个RAID磁盘阵列；而-l 10参数则代表RAID 10方案；最后再加上4块硬盘设备的名称就搞定了。
（Note：sda，sdb, sdd , sde不能有挂载文件，否则会出错，如果有挂载，使用umount /dev/sdb1； 或者，在/etc/fstab文件中修改删除磁盘的挂载信息，然后重启）

7.2 LVM逻辑卷管理器

简介：
当用户想要随着实际需求的变化调整硬盘分区的大小时，会受到硬盘“灵活性”的。这时就需要用到另外一项非常普及的硬盘设备资源管理技术了—LVM（逻辑卷管理器）。LVM可以允许用户对硬盘资源进行动态调整。
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，就可以实现对硬盘分区的动态调整。

物理卷处于LVM中的最底层，可以将其理解为物理硬盘、硬盘分区或者RAID磁盘阵列，这都可以。卷组建立在物理卷之上，一个卷组可以包含多个物理卷，而且在卷组创建之后也可以继续向其中添加新的物理卷。逻辑卷是用卷组中空闲的资源建立的，并且逻辑卷在建立后可以动态地扩展或缩小空间。这就是LVM的核心理念。
类比：

1、部署逻辑卷

部署LVM时，需要逐个配置物理卷、卷组和逻辑卷。

2、扩容逻辑卷

Note：
1、这次实验在上次的部署逻辑卷基础上进行的，将上一个实验的逻辑卷vo扩容到290M。
2、扩容前一定要卸载挂载设备和挂载点之间的关联。
[root@linuxprobe ~]# umount /linuxprobe

步骤：
（1）把上一个实验中的逻辑卷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。

3、缩小逻辑卷

Note：
1、另外Linux系统规定，在对LVM逻辑卷进行缩容操作之前，要先检查文件系统的完整性（当然这也是为了保证我们的数据安全）。
2、在执行缩容操作前记得先把文件系统卸载掉。
3、在生产环境中执行相应操作时，一定要提前备份好数据。
[root@linuxprobe ~]# umount /linuxprobe

步骤：
（1）检查文件系统的完整性。

（2）把逻辑卷vo的容量减小到120MB。

（3）重新挂载文件系统并查看系统状态。

4、逻辑卷快照

LVM还具备有“快照卷”功能，该功能类似于虚拟机软件的还原时间点功能。例如，可以对某一个逻辑卷设备做一次快照，如果日后发现数据被改错了，就可以利用之前做好的快照卷进行覆盖还原。
LVM的快照卷功能有两个特点：
（1）快照卷的容量必须等同于逻辑卷的容量；
（2）快照卷仅一次有效，一旦执行还原操作后则会被立即自动删除。

5、删除逻辑卷