目錄

5.4 虛擬磁盤

5.4.1 RAID組再劃分

5.4.2同一通道存在多種類型的RAID組

5.4.3操作系統如何看待邏輯盤

5.4.4控制器如何管理邏輯磁盤

?5.5卷管理層

5.5.1-5.5.3 卷

5.5.4 卷管理軟件的實現

5.5.5 低級VM和高級VM

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5.4 虛擬磁盤

5.4.1 RAID組再劃分

5塊100G磁盤，做成了一個RAID5，那么實際數據空間可以達到400G，剩余100GB空間是校驗空間。如果將這400GB虛擬成一塊盤，不夠靈活。再次劃分400G的空間，比如劃分4塊100G的邏輯盤。而這些邏輯磁盤雖然也是100GB，但并不同于物理盤，向邏輯盤寫入一個數據，會被RAID計算，而有可能寫向多塊物理盤，這樣就提升了性能。同時也得到了保護。

5.4.2同一通道存在多種類型的RAID組

8塊盤，可以拿出5塊做RAID5，三塊做RAID0

5.4.3操作系統如何看待邏輯盤

對操作系統來說每塊物理盤，都是一塊單獨的物理磁盤。

5.4.4控制器如何管理邏輯磁盤

每塊磁盤上保留一個區域，專門記錄邏輯磁盤劃分信息，RAID類型、組內其他磁盤信息。

這門定義了DDF標準。

如圖是，軟RAID磁盤最末1MB空間創建數據結構

?5.5卷管理層

5.5.1-5.5.3 卷

卷管理器：基于OS層面，將OS識別到的物理磁盤（可能是真的物理磁盤，也可能是經過RAID卡虛擬化的邏輯磁盤） 進行組合，并再分配軟件。

PV(physical volume)：物理卷在邏輯卷管理系統最底層，可為整個物理硬盤或實際物理硬盤上的分區。

VG(volume group)：卷組建立在物理卷上，一卷組中至少要包括一個物理卷，卷組建立后可動態的添加卷到卷組中，一個邏輯卷管理系統工程中可有多個卷組。LVM卷組由一個或多個物理卷組成。

PP(physical partition):在邏輯上，再將一個VG分割成連續的小塊。LVM會記錄PP的大小和PP序號的偏移。這樣就相當于在VG這個大池中順序切割，如果設定一個PP大小為4MB，那么這個PP就會包含8192個實際物理磁盤上的扇區。如果PV是實際的一塊物理磁盤，那么這些扇區就是連續的。如果PV本身已經是經過RAID控制器虛擬化成的一個LUN，那么這些扇區很有可能位于若干條帶中，也就是說這8192個扇區物理上不一定連續。?

LP(logical ?partition)：PP可以再次組成LP（邏輯區塊）一個LP可以對應一個PP，也可以對應多個PP。前者對應前后沒什么區別，后者又分為兩種情況：一個為多個PP組成一個大LP，像RAID0一樣，另一種是一個LP對應幾份PP，這幾份PP每一份內容都一樣，類似于RAID1，

LV(logical volume)：若干LP再經過連續組合成LV，也就是LVM所提供的最終可以用來存儲數據的單位。生成的邏輯卷再主機看來還是和鋪設同磁盤一樣，可以對其進行分區，格式化。
PE(physical extent)：物理區域是物理卷中可用于分配的最小存儲單元，物理區域大小在建立卷組時指定，一旦確定不能更改，同一卷組所有物理卷的物理區域大小需一致，新的pv加入到vg后，pe的大小自動更改為vg中定義的pe大小。
LE(logical extent)：邏輯區域是邏輯卷中可用于分配的最小存儲單元，邏輯區域的大小取決于邏輯卷所在卷組中的物理區域的大小。

最終形成的LV大小可以隨時變更，也不用重啟OS。LVM看起來很復雜，但其實操作簡單，創建PV，將P加入VG，在VG中再創建LV。在VG中在創建LV。然后格式化這個LV，就可以當成一塊磁盤使用了。

5.5.4 卷管理軟件的實現

LVM的配置信息記錄在磁盤的VGDA中。LVM就是通過讀取每塊物理磁盤上VGDA區域來獲取LVM配置信息，比如PP大小、初始偏移、PV的數量和信息、排列順序、映射關系。LVM初始化的時候會讀取這些信息，然后再緩存中成成對應的映射公式，從而完成LV的掛載。掛載之后就可以接受IO了。

卷管理軟件就是運行再OS操作系統磁盤控制器驅動程序之上的一層軟件程序，它的作用就是實現RAID卡硬件管理磁盤空間所實現不了的靈活功能。比如隨時擴容。

磁盤控制器看待磁盤，真的就是盤片和磁頭組成，而卷管理軟件看待磁盤，會認為它是一個線性存儲的大倉庫，而不管這個倉庫用什么存儲方式，倉庫每個房間都有一個地址LBA邏輯塊地址），VM必須知道這些地址一共有多少。

至于擴容和縮容，對于VM來說是小事一樁，但對于其上的文件系統來說，處理起來就復雜了。所以擴大和收縮卷需要其上的文件系統來配合，才能不影響應用系統。

5.5.5 低級VM和高級VM

分區管理可以看作是一種最簡單的卷管理方式，它比LVM等級要低。分區就是將一塊磁盤抽象成一個倉庫，然后將這個倉庫劃分成具體的一庫區二庫區等，因為一個襠褲太大的話，對用戶來說很不方便，比如一塊100GB的磁盤，如果只分一個區，就顯得很不方便管理，有兩種方法解決這個問題。

（1）可以用低級VM管理軟件，比如Windows自帶的磁盤管器，對于這個磁盤進行分區；

（2）用高級的VM管理軟件，將這個磁盤做成卷，然后靈活進行劃分邏輯卷。

不同的是，分區只能針對單個磁盤，不能將磁盤合并再劃分。分區信息被保存在分區表中，分區別位于磁盤0磁道0磁頭的0號扇區上，也就是LBA1這個地址的扇區上，這個扇區又叫做MBR，即主引導記錄。MBR扇區不僅僅保存分區表，它還保存了BIOS跳轉時所需要執行的第一句指令代碼，所以才叫做主引導記錄。

MBR中除了包含啟動指令代碼，還包含分區表，通常啟動時，程序都會跳轉到活動分區區讀取代碼做OS的啟動，所以必須有一個活動分區。這在分區工具中可以設置。

高級卷管理軟件再劃分了邏輯卷之后，一定要記錄邏輯卷時怎么劃分的，比如LVM就需要記錄PV的數量和信息、PP的大小、其實位置LV的數量和信息等。這些信息都要保存再磁盤上，所以也需要，一個數據結構來存儲，所以這個數據結構，LVM使用VDGA（Aolume Group Descriptor Area）。每次啟動系統，VM就是通過讀取這些數據來判斷目前卷情況并掛載LV的，VGDA的大致結構示意圖如圖所示。

不管是MBR還是VGDA中數據結構，一旦這些信息丟失，邏輯卷信息就會找丟失。整個傳統的數據就不能被訪問。

高級VM沒有拋棄MBR的解決方案，而是再MBR的基礎上，又增加了VGDA這種更靈活的數據結構來動態管理磁盤。

高級VM均帶有軟RAID功能，可以實現邏輯卷之間的鏡像，更有甚者有些VM實現了RAID0的條帶化。再卷級別的條帶化，達到物理磁盤級別條帶化同樣的目的。

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的【存储知识学习】第五章-5.4虚拟磁盘和5.5卷管理层-《大话存储》阅读笔记的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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