今天主要学习内容如下： 1、RAID磁盘冗余阵列； 2、LVM逻辑卷管理器； 本文主要学习内容全部摘自刘遄老师的《Linux就该这么学》，网址是：www.linuxprobe.com。

1、RAID磁盘冗余阵列

RAID技术通过把多个硬盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列，并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理硬盘设备上，然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能，同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理硬盘设备上，从而起到了非常好的数据冗余备份效果。 主要学习了RAID 0，RAID 1，RAID 5，RAID 10

1.1、RAID 0

RAID 0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，RAID 0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。

1.2、RAID 1

尽管RAID 0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RAID 1技术了。 RAID 1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RAID 1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。

1.3、RAID 5

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。

1.4、RAID 10

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。 RAID 10 + 热备盘是安全性最高的方案

2、部署磁盘阵列

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]”。

当前，生产环境中用到的服务器一般都配备RAID阵列卡，尽管服务器的价格越来越便宜，但是我们没有必要为了做一个实验而去单独购买一台服务器，而是可以学会用mdadm命令在Linux系统中创建和管理软件RAID磁盘阵列，而且它涉及的理论知识的操作过程与生产环境中的完全一致。mdadm命令的常用参数以及作用如表所示。

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

第一步：使用mdadm命令创建RAID 10，名称为“/dev/md0” 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。

[root@linuxprobe ~]# mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde mdadm: layout defaults to n2 mdadm: layout defaults to n2 mdadm: chunk size defaults to 512K mdadm: size set to 20954624K mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata mdadm: array /dev/md0 started.

第二步：把制作好的RAID磁盘阵列格式化为ext4格式。

[root@linuxprobe ~]# mkfs.ext4 /dev/md0 mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Filesystem label= OS type: Linux Block size=4096 (log=2) Fragment size=4096 (log=2) Stride=128 blocks, Stripe width=256 blocks 2621440 inodes, 10477312 blocks 523865 blocks (5.00%) reserved for the super user First data block=0 Maximum filesystem blocks=2157969408 320 block groups 32768 blocks per group, 32768 fragments per group 8192 inodes per group Superblock backups stored on blocks: 32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208, 4096000, 7962624 Allocating group tables: done Writing inode tables: done Creating journal (32768 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done

第三步：创建挂载点然后把硬盘设备进行挂载操作。挂载成功后可看到可用空间为40GB。

[root@linuxprobe ~]# mkdir /RAID [root@linuxprobe ~]# mount /dev/md0 /RAID [root@linuxprobe ~]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/mapper/rhel-root 18G 3.0G 15G 17% / devtmpfs 905M 0 905M 0% /dev tmpfs 914M 84K 914M 1% /dev/shm tmpfs 914M 8.9M 905M 1% /run tmpfs 914M 0 914M 0% /sys/fs/cgroup /dev/sr0 3.5G 3.5G 0 100% /media/cdrom /dev/sda1 497M 119M 379M 24% /boot /dev/md0 40G 49M 38G 1% /RAID

第四步：查看/dev/md0磁盘阵列的详细信息，并把挂载信息写入到配置文件中，使其永久生效。

[root@linuxprobe ~]# mdadm -D /dev/md0 /dev/md0: Version : 1.2 Creation Time : Tue May 5 07:43:26 2017 Raid Level : raid10 Array Size : 41909248 (39.97 GiB 42.92 GB) Used Dev Size : 20954624 (19.98 GiB 21.46 GB) Raid Devices : 4 Total Devices : 4 Persistence : Superblock is persistent Update Time : Tue May 5 07:46:59 2017 State : clean Active Devices : 4 Working Devices : 4 Failed Devices : 0 Spare Devices : 0 Layout : near=2 Chunk Size : 512K Name : localhost.localdomain:0 (local to host localhost.localdomain) UUID : cc9a87d4:1e89e175:5383e1e8:a78ec62c Events : 17 Number Major Minor RaidDevice State 0 8 16 0 active sync /dev/sdb 1 8 32 1 active sync /dev/sdc 2 8 48 2 active sync /dev/sdd 3 8 64 3 active sync /dev/sde [root@linuxprobe ~]# echo "/dev/md0 /RAID ext4 defaults 0 0" >> /etc/fstab

3、LVM逻辑卷管理器

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，就可以实现对硬盘分区的动态调整。LVM的技术架构如图所示。

3.1、部署逻辑卷

一般而言，在生产环境中无法精确地评估每个硬盘分区在日后的使用情况，因此会导致原先分配的硬盘分区不够用。比如，伴随着业务量的增加，用于存放交易记录的数据库目录的体积也随之增加；因为分析并记录用户的行为从而导致日志目录的体积不断变大，这些都会导致原有的硬盘分区在使用上捉襟见肘。而且，还存在对较大的硬盘分区进行精简缩容的情况。 我们可以通过部署LVM来解决上述问题。部署LVM时，需要逐个配置物理卷、卷组和逻辑卷。常用的部署命令如表所示。

功能/命令物理卷管理卷组管理逻辑卷管理扫描pvscanvgscanlvscan建立pvcreatevgcreatelvcreate显示pvdisplayvgdisplaylvdisplay删除pvremovevgremovelvremove扩展vgextendlvextend缩小vgreducelvreduce