磁盘管理：raid和lvm练习

昭其 • • Linux干货

本文通过以下习题，巩固所学raid和lvm知识：

20160829

        1、创建一个可用空间为1G的RAID1设备，文件系统为ext4，有一个空闲盘，开机可自动挂载至/backup目录

        2、创建由三块硬盘组成的可用空间为2G的RAID5设备，要求其chunk大小为256k，文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录

      

20160831

        1、创建一个至少有两个PV组成的大小为20G的名为testvg的VG；要求PE大小为16MB, 而后在卷组中创建大小为5G的逻辑卷testlv；挂载至/users目录

        2、新建用户archlinux，要求其家目录为/users/archlinux，而后su切换至archlinux用户，复制/etc/pam.d目录至自己的家目录

        3、扩展testlv至7G，要求archlinux用户的文件不能丢失

        4、收缩testlv至3G，要求archlinux用户的文件不能丢失

        5、对testlv创建快照，并尝试基于快照备份数据，验正快照的功能

raid习题：

复习raid相关知识

常用raid级别：

RAID-0 RAID-1
读、写性能提升； 读性能提升、写性能略有下降；
可用空间： N*min(S1,S2,…) 可用空间： 1*min(S1,S2,…)
无容错能力 有冗余能力
最少磁盘数： 2, 2+ 最少磁盘数： 2, 2N
RAID-5
读、写性能提升
可用空间： (N-1)*min(S1,S2,…)
有容错能力：允许最多1块磁盘损坏
最少磁盘数： 3, 3+

Linux raid命令mdadm：

命令的语法格式： mdadm [mode] <raiddevice> [options]<component-devices>

常用选项：

创建(create)：-C
-n #: 使用#个块设备来创建此RAID；
-l #：指明要创建的RAID的级别；
-a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
-c CHUNK_SIZE: 指明块大小；
-x #: 指明空闲盘的个数；
装配 (Assemble): -A
监控(follow):   -F
管理： -f,   -r, -a
-f: 标记指定磁盘为损坏
-a: 添加磁盘
-r: 移除磁盘
显示raid的详细信息：-D
停止md设备：-S

1、创建一个可用空间为1G的RAID1设备，文件系统为ext4，有一个空闲盘，开机可自动挂载至/backup目录

    本题主要是理解RAID1特性：镜像卷。1G的raid1需要2个1G硬盘。

    步骤1：fdisk设置三个分区，注意t修改分区类型fd

    步骤2：创建raid，-l 指定raid级别1； -n 指定2个磁盘设备；-x指定一个空闲盘

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>mdadm -C /dev/md1 -a yes -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sdb{1,2,3}

    步骤3：格式化分区为ext4

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>mkfs -t ext4 /dev/md1

    步骤4：blkid查询UUID，并编辑/etc/fstab文件，使开机可挂载（mkdir创建挂载点/backup）

1472719127745423.png

1472719606168259.png

完成检验：

1472720236306453.png

1472720492294089.png

2、创建由三块硬盘组成的可用空间为2G的RAID5设备，要求其chunk大小为256k，文件系统为ext4，开机可自动挂载至/mydata目录

    与上题类似，只是步骤2，-l指定raid 5，-c 256

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>mdadm -C /dev/md2 -a yes -l 5 -n 3 -c 256  /dev/sdc{1,2,3}

完成检验：

1472721725464408.png

lvm习题

复习lvm相关知识：

LVM（逻辑分区管理）中的几个概念：
PV    (physical volume)：物理卷在逻辑卷管理系统最底层，可为整个物理硬盘或实际物理硬盘上的分区。
VG    (volume group)：卷组建立在物理卷上，一卷组中至少要包括一物理卷，卷组建立后可动态的添加卷到卷组中，一个逻辑卷管理系统工程中可有多个卷组。
LV    (logical volume)：逻辑卷建立在卷组基础上，卷组中未分配空间可用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态扩展和缩小空间。
PE    (physical extent)：物理区域是物理卷中可用于分配的最小存储单元，物理区域大小在建立卷组时指定，一旦确定不能更改，同一卷组所有物理卷的物理区域大小需一致，新的pv加入到vg后，pe的大小自动更改为vg中定义的pe大小。
LE    (logical extent)：逻辑区域是逻辑卷中可用于分配的最小存储单元，逻辑区域的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理区域的大小。

1472955770695212.png

1、创建一个至少有两个PV组成的大小为20G的名为testvg的VG；要求PE大小为16MB, 而后在卷组中创建大小为5G的逻辑卷    testlv；挂载至/users目录

    步骤1：fdisk创建分区，并设置分区格式为8e

1472729575337115.png

    步骤2：pvcreate命令创建pv

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>pvcreate /dev/sd{b,c}{1,2,3}
Image 20160901193611.png

    步骤3：创建vg，-s 指定PE大小16dMB

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>vgcreate -s 16MB testvg /dev/sd{b,c}{1,2} /dev/sdb3

1472731482718112.png

    步骤4：创建lv

1472776996939334.png

    步骤5：格式化lv

1472777635391632.png

    步骤6：创建/users,并进行挂载

1472777692935454.png

2、新建用户archlinux，要求其家目录为/users/archlinux，而后su切换至archlinux用户，复制/etc/pam.d目录至自己的家目录

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>useradd -d /users/archlinux archlinux
[root@IP70-CentOS7 ~]# >>su - archlinux
[archlinux@IP70-CentOS7 ~]$ >>cp -a /etc/pam.d ~/
[archlinux@IP70-CentOS7 ~]$ >>ll  ~
total 4
drwxr-xr-x. 2 archlinux archlinux 4096 Aug 15 19:16 pam.d
[archlinux@IP70-CentOS7 ~]$ >>pwd
/users/archlinux
[archlinux@IP70-CentOS7 ~]$ >>

3、扩展testlv至7G，要求archlinux用户的文件不能丢失

  •     3.1. 扩容lv，需要先考虑vg是否有足够的未使用空间；

  •     3.2. 扩容相对安全，可以不需要取消挂载；

  •     3.3. 可以使用-r选项进行扩容，使添加的空间与原空间同步文件系统；

  •     3.4. 扩容大小必须是PE size的倍数。

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>lvextend -r -L 7G /dev/testvg/testlv

1472819575724034.png

4、收缩testlv至3G，要求archlinux用户的文件不能丢失

  •     4.1. 收缩lv空间有风险，强烈建议先备份数据；

  •     4.2. 已使用数据大小，必须小于收缩后的空间大小；

  •     4.3. 必须取消挂载后进行；

  •     4.4. 步骤为:  umount取消挂载==>e2fsck 检测修复==>resize2fs重设文件系统大小==>lvreduce收缩lv

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>umount /dev/testvg/testlv 
[root@IP70-CentOS7 ~]# >>e2fsck -f /dev/testvg/testlv
[root@IP70-CentOS7 ~]# >>resize2fs /dev/testvg/testlv 3G
[root@IP70-CentOS7 ~]# >>lvreduce -L 3G /dev/testvg/testlv
[root@IP70-CentOS7 ~]# >>mount /dev/testvg/testlv /users/

1472820786951418.png

5、对testlv创建快照，并尝试基于快照备份数据，验正快照的功能

    5.1. 快照仅作测试，不能代替备份;

    5.2. 快照是特殊的逻辑卷；

    5.3. 快照与被快照的lv共用部分PE，所以必须在同一个vg上；

    5.4 快照生成后，只有数据发生改变（快照lv 或被快照lv任一），才会消耗空间。

创建快照：

首先，我们对testlv写入1G的文件：

1472951659994125.png

查看vg并对testlv创建快照：

1472949545646925.png

    解读：

        1. 命令vgs可以看到剩余vg空间16.92g，对testlv创建快照前，要先查看testlv的vg是否有空闲空间可用；

        2. -L 1G 指定创建快照的大小为1G （等同 –size 1G）；

        3. -s 创建快照选项 （等同–snapshot）；

        4. -n data_snap 创建快照的名称 （等同–name data_snap）；

        5. /dev/testvg/testlv 对此lv做快照。

即：对逻辑卷/dev/testvg/testlv进行创建大小为1G，名字为data_snap的快照。

创建命令也可以使用如下命令，效果是一样的：

[root@IP70-CentOS7 ~]# >>lvcreate --size 1G --snapshot --name data_snap /dev/testvg/testlv

此时，我们查看快照属性：

Image 20160904091815.png

再来对上面图片中标注的要点作个清楚的说明：

  1.         快照的路径；

  2.         快照lv名称；

  3.         当前使用的卷组vg名；

  4.         读写模式下的快照卷，我们甚至可以挂载并使用该卷；

  5.         快照创建时间。这个很重要，因为快照将跟踪此时间之后的每个改变；

  6.         该快照属于testlv逻辑卷；

  7.         逻辑卷在线并可用；

  8.         我们录制快照的源卷大小；

  9.         写时复制表大小，Cow = copy on Write，这是说对testlv卷所作的任何改变都会写入此快照；

  10.         当前使用的快照大小，

  11.         给出快照组块的大小。

我们再给testlv创建1G的文件，并查看快照：

1472953813652347.png

1472953835298307.png

我们看到，源lv写入数据太大，快照就会爆满，如果快照逻辑卷满了，它就会自动丢失新的数据，我们就不能再使用了。最好的方法就是在创建快照时，创建一个和源一样大小的快照卷。testlv的大小是3GB，如果我们创建一个3GB大小的快照，它就永远都不会像上面那样超载，因为它有足够的空间来录制你的逻辑卷的快照。

快照的本质是lv卷，所以我们同样可以对快照进行扩展和收缩。

原创文章，作者：昭其，如若转载，请注明出处：http://www.178linux.com/42596

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