一、RAID与LVM
1. RAID
作用：RAID独立磁盘冗余阵列，使用多块硬盘，组成大容量的硬盘组，将数据分成多个片段同时进行读写，以提高读写速度，并通过冗余备份实现数据安全性
RAID0
原理：将至少两块硬盘通过硬件或软件方式 “串联” 起来，组成一个大的硬盘卷组，将数据一次写入各个硬盘中
图：
特点
优点：数据同步传输，读取/写入分开，性能提升较大
缺点：任意一块硬盘损坏，整个系统数据无法使用
硬盘使用率100%，至少2块硬盘才可组建
RAID1
原理：把至少两块硬盘 “并联” 起来，写入数据时，数据同时写入到另一硬盘中
图：
特点
优点：使用硬盘镜像功能，提高数据安全性
缺点：硬盘利用率50%，使用两块硬盘，一块存储，一块备份，成本较大
RAID5
产生原因：兼顾读写速度及数据安全，是一种折中方式
原理：至少使用三块硬盘，将数据分化存储到不同硬盘中，硬盘中必须存储其他硬盘的校验数据
图：
特点：
优点：兼顾性能，通过 “奇偶校验” 来替代 “镜像备份”
缺点：硬盘数据安全性较低，硬盘使用率（n-1）*n，硬盘数据出现问题会自动校验恢复
RAID10（主流）
本质：RAID1+RAID0
原理：至少需要四块硬盘，先制作两两硬盘的RAID1阵列，以保证数据安全性，在两两制作RAID0以提高读写性能
mdadm命令
作用：管理系统中的RAID磁盘阵列
格式：mdadm -模式参数 RAID设备文件名 -性能参数 磁盘成员文件名
参数：
-C：创建RAID
-D：查看RAID详细信息
-Q：查看摘要信息
-S：停止RAID工作
-a：检测设备名称，添加新硬盘
-n：指定硬盘数量
-l：指定RAID级别
-v：显示过程
-f：模拟设备损坏
-r：移除RAID中的硬盘设备
例：创建RAID10
mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
分析
-Cv：创建RAID并显示过程
/dev/md0：创建的RAID设备文件名
-a yes：检测RAID设备名并确认
-n 4：参与制作的硬盘个数
-l 10：RAID级别为RAID10
最后为参与制作RAID10的硬盘文件名
格式化：mkfs.xfs /dev/md0
建立挂载点目录：mkdir -p /RAID
挂载RAID设备：mount /dev/md0 /RAID
查看RAID信息：mdadm -D /dev/md0
开机挂载：vim /etc/fstab
添加新行：/dev/md0 /RAID xfs defaults 0 0
reboot重启
df -h查看信息
RAID10 制作小结
mdadm 命令制作
mdadm -Cv /dev/md0 -a yes -n 4 -l 10 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde
mkfs.xfs 格式化
建立挂载点目录
mount 挂载
vim /etc/fstab 开机挂载
mdadm -D 查看信息
解散当前RAID
注意：在生产环境中若要取消RAID，必须先进行数据备份，否则已存在数据无法使用
第一步：备份数据
第二步：取消挂载状态 umount /dev/md0
第三步：删除开机挂载信息
第四步：停止 RAID10 mdadm -S /dev/md0
第五步：重启 reboot
RAID损坏修复功能
模拟某个硬盘损坏：mdadm /dev/md0 -f /dev/sdb
查看信息：mdadm -D /dev/md0
卸载RAID：umount /RAID
添加新硬盘：mdadm /dev/md0 -a /dev/sdf
查看信息：mdadm -D /dev/md0
RAID备份技术
原理：在RAID10中添加一块大容量硬盘，通过新硬盘进行备份数据，防止2块硬盘同时故障，若某块硬盘故障，备份盘会同步恢复，无需人工干预
例：创建RAID10+备份盘阵列系统
创建RAID10+备份盘：
mdadm -Cv /dev/md1 -a yes -n 4 -l 10 -x 1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf
注意：-x 1表示备份盘 ，且为1块硬盘，一般命令的最后一个硬盘为备份盘
查看信息：mdadm -D /dev/md1
格式化：mkfs.ext4 /dev/md1
模拟硬盘损坏：mdadm /dev/md1 -f /dev/sdb
注意：/dev/sdf会自动补上，并且自动同步数据
2. LVM逻辑卷管理器
产生原因：硬盘分区及RAID部署后再修改空间大小时就十分不方便，甚至数据会丢失，用户需要动态灵活调整硬盘分区大小时，需要通过LVM技术实现
原理：LVM在磁盘分区与文件系统之间添加一个逻辑层，以提供一个抽象的卷组，使得管理者可以忽略底层磁盘布局，从而实现对分区的灵活调整
图：
分析
PE：数据基本块，默认为4MB大小
PV：物理卷，由整个硬盘或分区组成
VG：卷组，由一个或多个物理卷组成
LV：逻辑卷，从卷组中切割出的空间，用于创建文件系统，供用户使用
命令：
LV使用过程
将硬盘设置为物理卷 -> 创建卷组 -> 将物理卷加入卷组 -> 切割指定大小的逻辑卷 -> 格式化逻辑卷 -> 创建挂载目录 -> 挂载逻辑卷 -> 添加开机挂载项
例1：系统中添加两个硬盘，创建物理卷及卷组，划分150MB的逻辑卷并格式化挂载使用
创建物理卷： pvcreate /dev/sdb /dev/sdc
创建卷组并将物理卷加入：vgcreate /dev/VG1 /dev/sdb /dev/sdc
显示卷组信息：vgdisplay /dev/VG1
切割150MB的逻辑卷：lvcreate -n lv1 -L 150M /dev/VG1
注意：lv1逻辑卷默认路径为卷组目录，使用相对路径即可
查看逻辑卷信息：lvdisplay /dev/VG1/lv1
格式化逻辑卷：mkfs.xfs /dev/VG1/lv1
创建挂载目录：mkdir -p /lvm1
挂载：mount /dev/VG1/lv1 /lvm1
开机挂载：添加新行 /dev/VG1/lv1 /lvm1 xfs defaults 0 0
例2：基于上例，划分出200MB的逻辑卷使用
划分200M的lv：lvcreate -n lv2 -l 50 /dev/VG1
注意：-n为新建参数，-l为PE（4MB）的个数，-L为实际容量
格式化：mkfs.xfs /dev/VG1/lv2
建立挂载点目录：mkdir -p /lvm2
挂载：mount /dev/VG1/lv2 /lvm2
开机挂载：/dev/VG1/lv2 /lvm2 xfs defaults 0 0
逻辑卷的扩容
过程：
卸载设备 -> 扩容到指定容量 -> 重新格式化 -> 重新挂载
例：对lv1逻辑卷扩容到300M
查看lv1信息：lvdisplay /dev/VG1/lv1
卸载设备：umount /dev/VG1/lv1
扩容：lvextend -L 300M /dev/VG1/lv1
格式化：mkfs.xfs -f /dev/VG1/lv1
重新挂载：mount /dev/VG1/lv1 /lvm1
查看信息：lvdisplay /dev/VG1/lv1
注意：
扩容前必须先卸载设备
扩容时注意容量单位换算（-L与-l的区别）
扩容后未格式化，则容量不变
逻辑卷的缩容
原则：相对扩容，逻辑卷缩容有风险，需提前备份，缩容前需对逻辑卷进行文件系统完整性检查，以保证数据安全
过程：
卸载设备 -> 文件完整性检查 -> 缩容 -> 重新格式化 -> 重新挂载
例：同上例，对lv2缩容到100MB
卸载设备：umount /dev/VG1/lv2
文件完整性检查：xfs_repair -n /dev/VG1/lv2
缩容：lvreduce -l 25 /dev/VG1/lv2（需要输入y确认，-l 25为物理块个数）
查看信息：lvdisplay /dev/VG1/lv2
重新强制格式化：mkfs.xfs -f /dev/VG1/lv2
挂载：mount /dev/VG1/lv2 /lvm2
查看信息：lsblk
删除逻辑卷
删除顺序：逻辑卷 -> 卷组 -> 物理卷（顺序不能错乱）
注意：
删除前必须备份数据
删除时需要输入“y”来确认
过程：
卸载设备 -> 清除fstab开机挂载中的对应数据 -> lvremove删除逻辑卷 -> vgremove删除卷组 -> pvremove删除物理卷
例：将上例所有的LVM数据删除
卸载：umount /dev/VG1/lv1 umount /dev/VG1/lv2
清除fstab对应信息：vim /etc/fstab 删除对应行
删除逻辑卷：lvremove /dev/VG1/lv1 lvremove /dev/VG1/lv2（输入y确认）
删除卷组：vgremove /dev/VG1
删除物理卷：pvremove /dev/sdb /dev/sdc（取消硬盘对物理卷技术的支持）
查看信息：lsblk
原文作者：絷缘
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