深入理解磁盘阵列（RAID）和逻辑卷管理（LVM）技术及应用指南

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深入理解磁盘阵列（RAID）和逻辑卷管理（LVM）技术及应用指南

2024-06-25 14:25| 来源: 网络整理| 查看: 265

文章目录磁盘阵列与逻辑卷管理1. 引言1.1 什么是 RAID1.2 什么是 LVM 2. RAID 的基本原理3. mdadm 命令介绍3.1 安装和配置 mdadm3.2 创建 RAID 设备3.3 添加和删除硬盘到 RAID 设备3.4 查看和监控 RAID 设备3.5 修复和恢复 RAID 设备 4. LVM 的基本原理5. pvcreate 命令详解5.1 创建物理卷5.2 物理卷管理 6. vgcreate 命令详解6.1 创建卷组6.2 卷组管理 7. lvcreate 命令详解7.1 创建逻辑卷7.2 逻辑卷管理 8. RAID 与 LVM 的结合应用9. 实际案例：使用 mdadm 和 LVM 进行磁盘配置10. 总结 python精品专栏推荐python基础知识（0基础入门）python爬虫知识

磁盘阵列与逻辑卷管理 1. 引言 1.1 什么是 RAID

RAID (Redundant Array of Independent Disks) 即独立磁盘冗余阵列技术，是一种通过将多块硬盘组合起来实现数据冗余、提高读写速度以及容灾备份的技术。

1.2 什么是 LVM

LVM (Logical Volume Management) 即逻辑卷管理技术，是一种基于物理卷、卷组、逻辑卷等概念进行数据存储和管理的技术。LVM 能够动态地调整磁盘分区大小、进行数据备份等操作。

2. RAID 的基本原理

RAID 的实现方式包括 RAID-0 到 RAID-6 等不同级别。其中，RAID-0 是数据切割后分别存储在多块硬盘上，实现多块硬盘的并行运作提高磁盘读写速度；而 RAID-1 则是在两块硬盘之间进行数据冗余备份。RAID 还可以通过多块硬盘的并联来实现更高级别的容错备份。

3. mdadm 命令介绍 3.1 安装和配置 mdadm

mdadm 是 Linux 下的一款软件 RAID 工具，可以通过下列命令进行安装：

sudo apt-get update sudo apt-get install mdadm 3.2 创建 RAID 设备

RAID 设备可以通过下列命令进行创建：

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1

该命令将硬盘 sdb1 和 sdc1 组成一个 RAID-1 级别的设备 /dev/md0。

3.3 添加和删除硬盘到 RAID 设备

可以通过下列命令向 RAID 设备中添加新的硬盘：

sudo mdadm --add /dev/md0 /dev/sdd1

也可以通过下列命令将硬盘从 RAID 设备中删除：

sudo mdadm --remove /dev/md0 /dev/sdd1 3.4 查看和监控 RAID 设备

可以通过下列命令查看当前所有 RAID 设备的信息：

sudo mdadm --detail --scan

也可以通过下列命令监控 RAID 设备的磁盘读写情况：

sudo watch cat /proc/mdstat 3.5 修复和恢复 RAID 设备

当 RAID 设备出现磁盘故障时，可以通过下列命令进行修复：

sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdd1 sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdc1

上述命令将故障硬盘 sdc1 移除 RAID 设备，再将新的硬盘 sdd1 加入其中进行修复。

4. LVM 的基本原理

LVM 主要由物理卷（Physical Volume）、卷组（Volume Group）和逻辑卷（Logical Volume）三个概念组成。物理卷是磁盘或磁盘分区，逻辑卷则是用户创建的虚拟磁盘分区，而卷组负责对多个物理卷进行管理和组织。

5. pvcreate 命令详解 5.1 创建物理卷

可以通过下列命令将硬盘分区格式化为物理卷：

sudo pvcreate /dev/sdb1 5.2 物理卷管理

可以通过下列命令查看当前所有物理卷的信息：

sudo pvdisplay

也可以通过下列命令扩展现有的物理卷：

sudo pvresize /dev/sdb1 6. vgcreate 命令详解 6.1 创建卷组

可以通过下列命令创建卷组：

sudo vgcreate data /dev/sda1 /dev/sdb1

该命令创建了名为 data 的卷组，并将物理卷 /dev/sda1 和 /dev/sdb1 添加到该卷组中。

6.2 卷组管理

可以通过下列命令查看当前所有卷组的信息：

sudo vgdisplay

也可以通过下列命令扩展现有的卷组：

sudo vgextend data /dev/sdc1 7. lvcreate 命令详解 7.1 创建逻辑卷

可以通过下列命令创建逻辑卷：

sudo lvcreate -L 10G -n test data

该命令创建了名为 test 的 10GB 逻辑卷，并将其添加到名为 data 的卷组中。

7.2 逻辑卷管理

可以通过下列命令查看当前所有逻辑卷的信息：

sudo lvdisplay

也可以通过下列命令扩展现有的逻辑卷：

sudo lvextend -L +5G /dev/data/test

上述命令将 test 逻辑卷的大小扩展 5GB。

8. RAID 与 LVM 的结合应用

RAID 和 LVM 都是一种磁盘存储和管理技术，它们可以一起使用来实现更加高效的数据存储、备份和恢复等功能。通过将多块硬盘组成 RAID 设备，再基于该设备创建物理卷，最终在卷组和逻辑卷上进行数据管理，可以为用户提供更加灵活、可靠的磁盘存储解决方案。

9. 实际案例：使用 mdadm 和 LVM 进行磁盘配置

以下是一份使用 mdadm 和 LVM 进行磁盘配置的实际案例：

创建两块硬盘的 RAID-1 设备 /dev/md0： sudo mdadm --create /dev/md0 --level=1 --raid-devices=2 /dev/sdb1 /dev/sdc1 将 /dev/md0 格式化为物理卷，并创建名为 data 的卷组： sudo pvcreate /dev/md0 sudo vgcreate data /dev/md0 在 data 卷组上创建一个 10GB 的逻辑卷 test： sudo lvcreate -L 10G -n test data 对 test 逻辑卷进行格式化以及挂载： sudo mkfs.ext4 /dev/data/test sudo mount /dev/data/test /mnt 验证逻辑卷大小以及挂载点： df -h 10. 总结

RAID 和 LVM 是两种常用的磁盘存储和管理技术，在实际应用中可以结合使用。通过将多块硬盘组成 RAID 设备，再基于该设备创建物理卷、卷组和逻辑卷等进行数据管理，可以为用户提供更加灵活、可靠的磁盘存储解决方案。

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