第七章,存储管理,第七章 存储管理,存储管理(2),存储管理(3),第七章 存储管理(2),本章要点,存储管理的基本概念和术语 文件系统与逻辑卷的关系 卷组、逻辑卷、物理卷的关系 卷组、逻辑卷、物理卷的管理 换页空间的功能和管理,7.1.1 一些术语,卷组vg,逻辑卷lv,物理卷pv,逻辑分区lp 和物理分区pp,文件系统filesystem,换页空间(paging space),卷组VG,hdisk0,hdisk1,hdisk2,rootvg,datavg,VG：Volume Group(卷组),一个卷组VG可以拥有多个硬盘，但至少拥有一个硬盘(hdisk) 一个硬盘(hdisk)只能属于一个VG，不能同时属于多个不同VG 用户可以创建多个不同VG，rootvg是操作系统所在的VG,卷组VG(2),物理卷PV和PP,hdisk(硬盘),PV,PP,PV：Physical Volume (物理卷) PP：Physical Partition (物理分区),Aix存储管理器中，一个硬盘就是一个PV 一个PV要划分为大小相等的PP 同一个VG中的不同PV的PP大小要一样，默认的PP大小为4M PV必须加入一个VG中，系统才能使用其存储空间,物理卷PV和PP(2),逻辑卷LV和LP,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,hdisk0,hdisk1,LV,(Logical Volume),逻辑卷,映射关系,1,2,3,4,5,6,7,8,LP,(Logical Partition),逻辑分区,n,Aix的存储管理一个很重要的特点就是引入了“逻辑卷”这个概念，几乎所有Aix的存储管理都围绕“逻辑卷”展开 逻辑卷LV有多个逻辑上连续的逻辑分区组成 逻辑分区与物理分区存在映射关系，他们大小一样,逻辑卷LV和LP(2),文件系统,hd4,LV,hd1,limhai,home,(root),LV,hd2,bin,usr,lpp,lib,hd9var,spool,var,etc,mnt,文件系统是数据存储方式，是存储文件的目录层次结构 不同文件系统的数据存在硬盘的不同逻辑卷中 AIX支持文件系统类型有：日志文件系统jfs、cdrfs、nfs等 文件系统的内容通过目录连接在一起形成用户所见的文件视图,文件系统(2),换页空间,物理内存(RAM)为256M,操作系统,数据库应用,TCP/IP,共使用248M,如果一个需要32MB内存的应用程序启动后，RAM中的一些内容必须移出(页换出)，为应用程序腾出空间且保证被移出的内容在需要的时候还可以访问,操作系统,数据库应用,TCP/IP,(假设系统正运行Aix操作系统，数据库应用和TCP/IP),换页,换页空间(paging space),hdisk,4KB,7.1.2 逻辑卷管理器,逻辑卷管理器(Logical Volume Manager) Aix系统存储管理的核心技术 逻辑上建立逻辑卷LV，映射物理卷上的硬盘空间，克服了传统物理直接分区管理的限制,磁盘的划分通过分区来实现，在系统安装之前用户必须正确选择每个分区的大小 分区大小是固定不变的，同时也就限制文件系统和文件的大小 分配给分区的磁盘空间必须是连续，这个特点限制了分区不能跨越多个物理卷,分区一,分区二,分区三,传统存储的缺点,LVM的优点,可分配非连续空间，可以跨越多个硬盘 可以动态增大逻辑卷的大小 方便存储管理操作，包括文件系统的备份、分区的删除、新分区的建立和文件系统的恢复等 新的硬盘很容易动态地添加到系统,smit管理,# smit lvm,7.1.3 存储结构图,逻辑卷管理器 扮演的角色就是管理好逻辑卷与物理卷之间的映射关系，保证所有的上层存储操作命令都正确地把数据写入相应的物理设备中 文件系统 是数据存储方式。它扮演的角色就是以清晰层次结构的文件和目录，去管理好用户数据存取，保证用户写入的数据以可靠的存储方式存放，且无差错地响应用户请求的数据,逻辑卷管理器,rootvg,PV,PV,文件系统,LV,hd1,hd6,hd8,lv00,paging00,Mount表,jfs,pagespace,jfslog,jfs,pagespace,PP,home,limhai,类型,var,limhai,oracle,oracle,App-data,Mount点,datatvg,存储结构图(2),7.2.1 卷组的意义,PV1,PV2,PV3,rootvg,datavg,卷组的意义(2),系统在安装时，在选择安装的内置硬盘物理卷创建了根卷组rootvg，并创建了Aix操作系统所必需的系统逻辑卷 同一个VG中，PP大小相同；不同VG，PP大小可以不同 一个硬盘必须加入一个卷组中(无论是加入一个已有的卷组或新创建一个卷组)，逻辑卷管理器才能使用这个硬盘，也就是系统才能使用其空间,用户数据的硬盘不要放在rootvg里，为他们独立创建VG，这样可以保证数据的安全和独立性，而且修改或安装操作系统时不会影响用户 虽然一个VG最大可允许32个PV，但是让一个卷组增到多于三到四个物理卷是不明智的。因为VG中硬盘越多，整个VG的其他硬盘受到某个磁盘毁坏的影响的风险也越高,卷组的意义(3),7.2.2 卷组描述区,卷组描述区： VGDA(Volume Group Descriptor Area) VGDA是硬盘上的一块区域，包含整个卷组的信息，比如VG所拥有的所有逻辑卷和物理卷信息 当在一个VG中添加或删除一个PV时，会相应修改VGDA中的信息,卷组描述区(2),为了确保描述卷组内逻辑卷和物理卷管理数据的完整性，要激活一个卷组，系统要求必须要有足够的可用的VGDA的个数，即满足quorum quorum一般要求至少要有51%可用,VGDA分布图,拥有一个硬盘的VG,拥有两个硬盘的VG,拥有三个硬盘的VG,表示VGDA,PV1坏掉，剩33%的VGDA可用 PV2坏掉，剩66%的VGDA可用,任何PV坏掉，剩66%的VGDA可用,7.2.3 管理卷组lsvg 命令,列出所有卷组,列出激活的卷组,查看rootvg的信息,管理卷组lsvg 命令(2),列出rootvg的物理卷信息和状态,列出rootvg的逻辑卷信息和状态,管理卷组(2)smit工具,# smit vg,添加一个VG,# smit mkvg,创建VG时，就定义了VG中PP的大小,修改一个VG,# smit vgsc,命令为extendvg,命令为reducevg,命令为reorgvg,(根据优先分配策略重新分布卷组中逻辑卷的物理分区，有助于提高硬盘性能),导入导出VG,# smit importvg,导入导出VG(2),如果用户的卷组建立在一到多个移动式硬盘上，而且需要移到其他系统上使用，则必须使用exportvg命令或用smit工具从当前系统调出卷组，用importvg 命令或用smit工具把需要的VG导入到本系统 被导出的卷组必须是先使他处于非激活状态，卷组被导出，系统将删除此卷组的所有信息 不要试图导出rootvg卷组,停止/激活VG,停止卷组(使其不能被用户使用) # varyoffvg vgname 当某个VG包含一个即将移到其他系统的外置硬盘时，先要执行这个命令，停止此VG对外服务 要执行该命令，此VG内的所有逻辑卷必须是closed状态，不能是open状态,停止/激活VG(2),激活卷组(使其能被用户使用) # varyonvg vgname 此命令作用和varyoffvg 命令刚好相反,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,hdisk0,hdisk1,LV,逻辑卷,映射关系,1,2,3,4,5,6,7,8,LP,(Logical Partition),逻辑分区,n,7.3.1 逻辑卷的意义,逻辑卷的意义(2),系统安装后，默认创建了多个系统逻辑卷，他们是以hd打头，如hd4、hd1、hd2等 创建了逻辑卷后，可以在上面创建应用，例如用于日志文件系统，如/dev/hd4；用于调页空间，如/dev/hd6；用于日志文件系统日志，如/dev/hd8；用于引导内核，如/dev/hd5；还可以直接是裸设备，用于数据库软件的数据存取等,逻辑卷的意义(3),每个卷组中用户可定义的逻辑卷最大可达256，但是实际的限制取决于分配给卷组的物理卷个数 逻辑卷空间不足，只要卷组中还有足够的PP数量，那么逻辑卷空间都可以动态增大,7.3.2 逻辑卷策略,镜像mirror,条带化striping,硬盘内部分配策略,镜像mirror,PP1,PP2,PP1,PP2,PP1,PP2,LP1,LP2,. .,须在同一个VG,hdisk0,hdisk1,hdisk2,LV00,镜像mirror(2),镜像mirror也称做RAID1 在建立逻辑卷时，用户可以实现逻辑卷中逻辑分区的镜像，在独立的不同硬盘中保存两个或三个副本(最多只能到三个)，从而保证硬盘出错时数据不受损坏而且是可用的 某个VG中有很多个LV做镜像，用命令mirrorvg 是最快捷的方式同时镜像这些LV,Parallel(并行)： 每个副本的写请求是同时进行的，当更新时间最长的副本完成后，控制就返回给程序。执行效率很高，但当副本更新时若有硬盘错误发生，数据的完整性有可能遭到破坏，为了解决这个问题Mirror Write Consistency(镜像写一致性)选项应置为on 读操作时候，读最相近的副本，所以响应速率快,镜像的调度策略,镜像的调度策略(2),Sequential(串行)： 当数据写到逻辑分区时，只有所有的副本都更新后控制才返回给程序，而且副本是一个个轮留更新。执行速率比并行镜像慢，但是数据完整性较好 读操作时候，总是先读主副本,条带化striping,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,1,4,7,10,13,16,2,5,8,11,14,17,3,6,9,12,15,18,1、没有做条带化的数据块流：,2、做了条带化的数据块流：,PV,PV,做条带化也称做RAID0 条带化把数据块均匀地分布在不同硬盘上 访问逻辑卷上的连续数据时多个硬盘驱动器并行操作，提高了I/O的吞吐量,条带化striping(2),物理卷内分配策略,外部边缘,外部中间,中心,内部中间,内部边缘,硬盘的平面图,通常访问最频繁的LV分配在中心，访问不频繁的LV分配在边缘,访问速度,慢,慢,快,7.3.3 管理逻辑卷lslv 命令,查看lv00逻辑卷的信息,管理逻辑卷lslv 命令(2),查看lv00的LP在PV上的映射关系,第一个LP映射hdisk0上的第126个PP,查看lv00在各个PV上的分布情况,管理逻辑卷(2)smit管理,# smit lv,添加一个LV,# smit mklv,创建的LV在硬盘内的分布策略,LP的大小决定于创建LV所在的VG所定义的PP大小,修改