Raid与LVM磁盘技术 作者: aixiaxue 时间: 2026-05-24 分类: 高级工阶段学习 阅读 36次 #获取信息 ##任务情景： 为了提高数据存储的可靠性和灵活性，你需要了解RAID技术，并使用LVM（逻辑卷管理）技术对/var/hlbejsxy文件夹进行扩容。/var/hlbejsxy文件夹是用户数据存储的核心位置，随着公司业务的发展，现有空间已无法满足需求。因此，你需要通过添加新的硬盘并使用LVM技术来扩展/var/hlbejsxy文件夹的存储空间。 ##任务要求： 研究RAID（独立磁盘冗余阵列）的基本概念，包括RAID 0、RAID 1、RAID 5等常见级别，以及它们的特点和适用场景；在VM软件中为Linux服务器添加一块新的10G硬盘；使用LVM技术将新硬盘的存储空间添加到/var/hlbejsxy逻辑卷中，完成扩容操作；确保扩容后/var/hlbejsxy文件夹的文件系统类型保持不变，并且数据完整无损；提供操作日志和验证命令的截图，证明/var/hlbejsxy文件夹已成功扩容。 #制定计划 ##学习步骤2：了解RAID技术 ###引导问题1：Raid技术的英文全称，中文是什么 RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列） ###引导问题2：什么设备是计算机中容易出现故障的器件？为了避免故障，要做好哪些工作？ 磁盘设备是计算机中较容易出现故障的元器件之一，加之其需要存储数据的特殊性质， 不能像 CPU、内存、电源甚至主板那样在出现故障后更换新的就好，因此在生产环境中一定要未雨绸缪，提前做好数据的冗余及异地备份等工作 ###引导问题3：Raid技术不仅降低了什么几率，还提升了什么？ RAID 不仅降低了磁盘设备损坏后丢失数据的概率，还提升了磁盘设备的读写速率 ###引导问题4：什么是Raid0技术？安全性如何？特点是什么？ RAID 0 技术把多块物理磁盘设备（至少两块）通过硬件或软件方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入各个物理磁盘中 安全性:无 追求最大容量和速率，任何一块磁盘损坏，数据将全部异常  ###引导问题5：Raid0技术有什么优点，缺点 优点： 提升磁盘数据的吞吐速率 缺点： 不具备数据备份和错误修复能力 ###引导问题6：什么是Raid1技术？安全性如何？特点是什么？ 两块以上的磁盘设备进行绑定， 在写入数据时，是将数据同时写入到多块磁盘设备上（可以将其视为数据的镜像或备份）。当其中某一块磁盘发生故障后，会立即自动以“冗余镜像数据自动接替”的方式来恢复数据的正常使用 安全性：高 特点：追求最大安全性，只要阵列组中有一块磁盘可用，数据就不受影响  ###引导问题7：Raid1技术有什么优点，缺点 优点： 读取数据的时候，操作系统能够分别从两块磁盘中读取信息，因此理论读取速率的峰值是磁盘数量的倍数 缺点： 磁盘空间的真实可用率低 ###引导问题8：什么是Raid5技术？安全性如何？特点是什么？ RAID 5 技术是把磁盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他磁盘设备中 就是RAID 5 技术实际上没有备份磁盘中的真实数据，而是当磁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 安全性：中 特点：在控制成本的前提下，追求磁盘的最大容量、速率及安全性，允许有一块磁盘 异常，且数据不受影响  ###引导问题9：Raid5技术有什么优点，缺点 优点： 兼顾了安全性和存储性能，只要3块磁盘中有2块磁盘存在，数据就能恢复出来 磁盘吞吐效率高 缺点： 安全性并不突出，3块中2块损坏则数据彻底丢失 ###引导问题10：什么是Raid10技术？安全性如何？特点是什么？ RAID 10 技术是 RAID 1+RAID 0 技术的一个“组合体” RAID 10技术需要至少 4 块磁盘来组建，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，进一步提高磁盘设备的读写速率  安全性：高 特点：综合 RAID 1 和 RAID 0 的优点，追求磁盘的速率和安全性，允许有一半磁盘异常（不可发生在同一阵列中），且数据不受影响 ###引导问题11：Raid10技术有什么优点，缺点 优点： 兼顾了0和1的优点，既保证的数据的安全性（只要不是损坏的同一阵列），也保证了数据吞吐量 缺点： 兼顾了1的缺点，造假贵，硬盘的真实可用率为50% ###引导问题12：什么是Raid6技术？安全性如何？特点是什么？ RAID 6 采用了双重奇偶校验（Dual Parity）机制，将数据和两套独立的校验信息（通常称为 P 和 Q 校验）分散存储在所有硬盘上 安全性：高 特点：更加兼顾成本和安全性，最多可以容忍2块硬盘损坏 ###引导问题13：Raid6技术有什么优点，缺点 优点： 保留了5的优点，最大限度的兼顾成本和安全性 可以容忍2块硬盘损坏 缺点： 写入性能下降，数据每次写入都需要进行2次校验，校验码需要2次存放 ###引导问题14：制作一张图表，计算Raid0、Raid1、Raid5、Raid10、Raid6技术的磁盘利用率、可容忍的磁盘故障数量、适用场景。  ###引导问题15：Raid技术更多的是在服务器BIOS中进行设置，在服务器硬件层面进行配置，不在操作系统层面进行配置，请分析原因 **不占用主机 CPU 资源**：硬件 RAID 依靠独立的 RAID 控制卡，卡上集成了专用的处理器（Co-Processor）和缓存（RAM）。所有的 RAID 运算（如 RAID 5/6 复杂的奇偶校验计算、数据条带化）都由 RAID 卡独立完成。 **极高的 I/O 性能**：相比之下，操作系统层面的软件 RAID 必须消耗服务器宝贵的 CPU 资源来处理这些计算（可能消耗高达 20%~30% 的 CPU），在高并发或高负载（如数据库、虚拟化平台）场景下，会严重拖累整体系统性能。硬件 RAID 卡上的缓存还能显著加速读写，降低延迟。 **断电保护机制**：专业的硬件 RAID 卡通常配备电池备份单元（BBU）或超级电容。如果服务器突然意外断电，RAID 卡缓存中还没来得及写入硬盘的数据会被电池保护起来，待供电恢复后自动写入，从而避免数据丢失。这是操作系统层面的软件 RAID 完全无法做到的。 **故障自动恢复**：硬件 RAID 支持热备盘（Hot Spare）功能。当阵列中某块硬盘损坏时，RAID 卡能自动识别并调用热备盘无缝接管，自动在后台重建数据，全程无需人工干预。而软件 RAID 往往需要管理员在系统内手动介入修复。 **对操作系统透明**：在 BIOS 层面配置好 RAID 后，RAID 卡会将一整组物理硬盘“打包”成一个虚拟的逻辑驱动器呈现给操作系统。操作系统根本不需要知道底层用了几块盘、做了什么级别的 RAID，它只需要像对待一块普通硬盘那样安装系统和驱动即可。 **规避系统层面的风险**：软件 RAID 强依赖于操作系统的稳定性。如果操作系统崩溃、蓝屏或者驱动程序出现异常，整个磁盘阵列可能无法访问。硬件 RAID 独立于操作系统运行，即使系统挂了，底层的数据阵列依然是完好且可管理的。 ##学习步骤1：LVM设置 ###引导问题1：LVM技术的英文全称，中文是什么 逻辑卷管理器（Logical Volume Manager，LVM） ###引导问题2：LVM技术创建的初衷是什么 创建初衷是解决磁盘设备在创建分区后不易修改分区大小的缺陷  ###引导问题3：LVM技术可以来解决两种情况 一：如果/home目录的磁盘空间已满，而系统中还有未使用的磁盘空间，传统的mount命令只能将新磁盘挂载到/home的某个子目录下（例如/home/newdir），而无法直接扩展整个/home目录的可用空间。 二：在传统分区方案中，一个目录（如/home）的存储空间受限于单块硬盘的容量。例如，如果有一块600GB的硬盘，/home目录的最大容量只能是600GB，无法将多块硬盘的空间合并到一个目录下 （空1行） ###引导问题4：常用的LVM部署命令是什么 | 功能/命令 | 物理卷管理 | 卷组管理 | 逻辑卷管理 | | :---: | :---: | :---: | :---: | | 扫描 | pvscan | vgscan | lvscan | | 建立 | pvcreate | vgcreate | lvcreate | | 显示 | pvdisplay | vgdisplay | lvdisplay | | 删除 | pvremove | vgremove | lvremove | | 扩展 | | vgextend | lvextend | | 缩小 | | vgreduce | lvreduce | ###引导问题5：使用VM添加一块20G的新硬盘给Linux服务器 略 ###引导问题6：根据任务要求，对新硬盘/dev/sdc进行物理卷建立，命令是什么 pvcreate /dev/sdc ###引导问题7：根据任务要求，将/dev/sdc加入到storage卷组，命令是什么 vgcreate storage /dev/sdc ###引导问题8：根据任务要求，在storage卷组中切割10G的逻辑卷，命令是什么 lvcreate -L 10g -n vo storage ###引导问题9：根据任务要求，对逻辑卷格式化，命令是什么？ mkfs.ext4 /dev/storage/vo ###引导问题10：逻辑卷不建议使用哪种分区格式？推荐使用哪种格式？ 使用了逻辑卷管理器，则不建议使用 XFS 文件系统，XFS 与 LVM 的兼容性并不好。 ###引导问题11：根据任务要求，将10G逻辑卷挂载到/root/hlbejsxy目录，命令是什么 mount /dev/storage/vo /root/hlbejsxy 或者 vim /etc/fstab /dev/storage/vo /root/hlbejsxy defaults 0 0 ###引导问题12：思考：如果再想扩容10G，应该如何配置 （空10行） ###引导问题13：思考：如果再想扩容100G，应该如何配置 （空10行） #实施计划 标签: none