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1、浅说RAID和LVM一 ：关于RAID的身世话说当年在加利福尼亚大学的伯克利分校中的某个教授，为了备份数据的，及提高数据的读写高性能而将多个廉价IDE磁盘通过某种方式组合在一起，（当时的SCSI太贵啊，考虑到当时的硬件成本才这样子做），这种方式的组合使用，没想到竟然得到了意想不到的结果，数据的读写性能得到了较大的提高，于是乎教授非常兴奋 啊，教授想：多少天的实验终于成功了（保留专利 啊赶紧，老外 的这点意识还是比较强的），总得要个名字 吧？所以教授 奇思妙想就将这个多块磁 盘组合到一 起的磁盘阵列就成为 Redundant Arrays of Inexpensive Disks吧，后来， 由于
2、在这个 磁盘阵列上花费了不少的技术方案 及磁盘较高的抬升，这个不错的磁盘阵列不 那廉价了，后来更名为 Redundant Arrays of independent Disks （正式成为大名鼎鼎的RAID）-以上故事纯属虚构，为了说说 RAID而已，呵呵）二：从物理结构看RAID 关于RAID呢，就像上面的故事说的一样，是将多个磁盘，通过某种技术和方式组合在一起，提高数据的读写性能 及数据的安全，备份等等功能。然后这些多个磁盘组合在一起的阵列，通过RAID总线连接到主板上的一个RAID控制器，该控制器通过控制管理RAID设备中的数据读去与写入，这样降低了CPU处理数据的负载，从而提高了数据的
3、读写性能。早期实现RAID的方式不一样，所以就有了软RAID和硬RAID之分 软RAID：通过操作系统来完成RAID的功能。 硬RAID：通过硬件来实现RAID的相关功能的就是硬RAID，比如各种RAID卡，还有主板集成能够做的RAID都成为RAID 三 ：RAID的级别总体来说常用的RAID有：RAID 0，RAID 1 ，RAID 4 ，RAID 5 ，RAID 101.RAID 0 从上图RAID 0 的组成我们可以看出由于RAID 0在数据的读入和取出时，完整的一个数据分别在disk1和disk2上均等的存储。由于数据块在两个磁盘上分开存储，数据的读写性能相比一块磁盘来说，得到很多的提
4、升，但是这样以来当其中一块磁盘坏掉时，这个RAID阵列将会受到很大的影响，优点:数据的读写性能较高缺点：不提供冗错功能。2. RAID 1由于RAID 0 的无冗错功能，而RAID 1 就提出来提供容错的功能，数据在RAID阵列中存储的过程中，在disk1上存储的过程中，在disk2上也存储一份备份，所以RAID 1也叫镜像RAID磁盘，提供了容错功能，但是这样数据的读写性能却得到了降低。 优点:提供容错功能，提供镜像磁盘，缺点：数据在RAID阵列中写入性能较差。3. RAID 4从上图的RAID 4中我们可以看出，RAID 4磁盘阵列中数据的存储和读取过程中，加入了数据校验的性能，当一个数据
5、写入RAID阵列时，会在disk1上写入数据的一部分，另外一部分会写入disk2上同时数据在disk1和disk2上的校验码存放到disk3上，从数据的写入过程中看，RAID 4提供了高性能的写入，同时为数据的安全和完整性提供了一种保护的机制，提供冗错，但是RAID阵列中各个磁盘的负载不均衡。优点:提供容错功能，写入的高性能。缺点：RAID阵列中的磁盘负载不均衡4. RAID 5可以说RAID 5是RAID 4的升级版，与RAID 4不同的是，数据的校验码均衡存放在阵列磁盘之间，解决了不同磁盘的负载均衡问题，但是在数据的读写性能降低了优点:提供容错功能，解决了磁盘的负载均衡。缺点：数据的读写性
6、能较低。5. RAID 10RAID 10 是将多个RAID 1组合成RAID 0，综合RAID 1 和RAID 0 的特性，可以看出，RAID 10 获得了数据读写的高性能，及冗错功能，安全，备份功能，同时阵列的成本也增加了优点:提供容错功能，数据读写高性能，安全，备份。缺点：成本较高总结通过以上RAID各个级别的介绍，综合看来RAID 0 比较适合那些单纯要求数据读写的高性能的需求，RAID 5合适企业考虑成本的压力，而采取的方案之一，RAID 10 适合大型数据库的需要提供高性能的数据读写，及高冗错的功能。四：在linux中怎么实现软RAID呢？下面我们一一介绍软件RAID：是通过内核识
7、别每一个RAID磁盘设备，RAID直接连接到主板上，通过内核中的md(multiple devices)模块开实现RAID功能，而硬件RAID是通过主板驱动RAID适配器，RAID适配器再连接RAID设备实现的，内核不识别下层的RAID设备阵列，RAID的配置是在BIOS中进行。在软RAID中由于RAID磁盘是通过内核中的md模块直接调用，用户层无法直接调用该模块，为此linux操作系统在用户层为我们提供了一个mdadm的工具来间接的调用md模块，配置RAID。md将下层的RAID设备识别为不同的逻辑意义上的设备/dev/md0,/dev/md1./dev/mdn等mdadm工具的使用：mda
8、dm mode raiddevice options component-devices(要组合的设备名称)mode选项说明：-C：create 创建模式-A：assemble 装配模式-F: follow or monitor 监控RAID设备-G:grow 增加RAID设备-M：manage 管理RAID-R:模拟创建RAID设备（由于条件有限，呵呵，我们这里暂时将两个分区，模拟为两块磁盘）1.确认磁盘类型2.创建RAID设备（这里我们直接创建个RAID10，还记得RAID 10 的组合吗？） 首先先创建RAID 1 设备 停止RAID设备的命令为mdadm -S RAID-device从
9、阵列中移除坏掉的磁盘 mdadm -remove(r) RAID-device-name device-name例如： mdadm -remove /dev/md0 /dev/sdb1向RAID设备中添加新的磁盘 mdadm -add RAID-device-name device-name例如：mdadm -add(a) /dev/md0 /dev/sdb2LVM简介上面我们介绍过RAID是通过linux内核的md模块在底层管理RAID设备，另外linux中海提供了一个dm的模块（device mapper）。dm模块也能实现RAID的功能，dm模块在应用层为我们提供了一个应用程序的工具我们
10、称为LVM（逻辑卷管理）LVM在应用层管理的设备，我们不再称为RAID设备，而是称为逻辑卷上节我们介绍到LVM（逻辑卷管理器）那么LVM使用的场景有哪些呢？首先最重要的就是让我们可以利用LVM提供的快照功能进行备份创建多个物理卷的单个逻辑卷或整个硬盘的单个逻辑卷，及再不影响原磁盘中的数据的情况下动态的扩展或者缩减单个逻辑卷的大小。支持热插拔服务（在不中断服务的情况下管理磁盘比如增加磁盘，更换磁盘，在多个磁盘之间共享内容等等关于快照的概念：在计算机系统中快照是系统在特定时间的一种状态那么为什么要做快照呢？下面我们不得不说说快照卷的作用快照的作用主要是能够进行在线数据备份与恢复。当存储设备发生应用
11、故障或者文件损坏时可以进行快速的数据恢复，将数据恢复某个可用的时间点的状态。快照的另一个作用是为存储用户提供了另外一个数据访问通道，当原数据进行在线应用处理时，用户可以访问快照数据快照的属性为只读备注：当我们在逻辑卷上创建了快照后，某一时刻发生对数据的操作时，在对数据的操作之前必须先将该数据备份到快照卷中，然后再对该数据进行操作，当下一次对该同样的数据进行操作时，不再对该数据就行快照备份（这种机制我们成为写时复制）基于写时复制，快照卷又为我们提供了一个 访问过去某个时刻的数据。但是在写时复制操作的过程中，有四次I/O的操作，数据的写入操作，复制源数据，读取快照，写入源数据，由此看来，快照卷增加
12、了服务器的I/O操作。（这点需要明白）关于LVM是分层次结构：物理卷PV（8e标识）卷组VG（多个PV组成）-不能格式化使用逻辑卷LV 单位LE （使用前需要格式化）PE的大小是创建VG是指定的（PE数目=分区大小/指定PE大小），LE是由多个PE组成。创建LVM的过程物理卷创建物理卷pvcreate 磁盘分区(partions)查看物理卷pvs 或者pvdisplay扫描物理卷，移除物理卷pvscan pvremove卷组创建卷组vgcreate 卷组名称 物理卷（也可以是多个物理卷）查看卷组，删除卷组 ，扩展卷组vgs或者vgdisplay vgremove vgextend备注：扩展卷组
13、 首先得创建物理卷比如pvcreate /dev/sdb5 再次扩展卷组vgextend vgname（要扩展的卷组名称） /dev/devices 缩减卷组直接移除物理卷 pvmove 源物理卷逻辑卷创建逻辑卷lvcreate L 卷的大小 -n 逻辑卷名子 卷组名字（指定要创建的卷组）查看逻辑卷lvs lvdisplay /dev/卷组/逻辑卷注意逻辑卷的引用方式最后挂载使用（或者写入/etc/fstab文件开机自动挂载）最后关于扩展逻辑卷lvextend -L +size /dev/vgname/lvname size:代表扩展到 +size：代表扩展了size 注意：逻辑卷的扩展后实际
14、使用空间并未扩展（我们扩展的是物理边界），下面需要再扩展文件系统边界，重塑大小 resize2fs /dev/vgname/lvname （这里就体现了LVM的特性，支持在线动态的扩展或者缩小逻辑卷） 这里必须注意的是：在缩减逻辑卷是，必须先卸载卷（挂载点），而且需要强制进行文件系统检测。 还记得磁盘检测吗？e2fsck创建快照卷案例lvcreate L size -n name（快照卷名字-snap）-s (说明是快照卷) -p r （只读）逻辑卷（将要做快照卷的逻辑卷名字形式 /dev/vgname/lvname）先创建逻辑卷然后对该逻辑卷mylv1做快照挂载快照卷说明： 通过前几步的操作
15、，我们将源卷/dev/myvg/mylv1挂载到/mnt/snap目录上，然后在该目录下，复制了/etc/fstab文件 验证的结果说明，如果我们对/dev/myvg/mylv1做快照的话，当对磁盘中的文件发生写入操作时，该文件（fstab）会先将其备份复制到快照卷中（/dev/myvg/my-snap）,快照卷中的文件不发生改变， 下面我们开始验证源卷中的fstab文件源快照对/mnt/snap/fstab文件进行操作echo hello snapshort/mnt/snap/fstab验证/mnt/snapshort/目录（快照卷中是否有变化数据的备份？）验证/mnt/snap/fstab 文件 是否改变总结：通过前面的大量的案例和原理说明可以简单总结几点：RAID 提供一定的冗错功能保证数据的安全性及高效的数据读写性能 LVM 可以实现在不改变源磁盘数据的情况下，动态的扩
