目录
零. 简介
一. RAID
二. LVM
三. 总结
零. 简介
在 Linux 中，RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）和 LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是两种常用的磁盘阵列技术，它们为磁盘管理和数据存储提供了不同的优势。
RAID（磁盘冗余阵列）
RAID 技术通过将多个磁盘组合在一起，以实现不同的目标，如提高性能、提供数据冗余或两者兼顾。常见的 RAID 级别包括：
- RAID 0：将数据分成条带分别存储在多个磁盘上，提高了读写性能，但没有数据冗余，任何一个磁盘损坏都会导致数据丢失。
- RAID 1：通过磁盘镜像实现数据冗余，即数据同时写入两个磁盘，读性能较好，但存储利用率只有 50%。
- RAID 5：数据和奇偶校验信息分散存储在多个磁盘上，提供数据冗余和较好的读写性能，至少需要三块磁盘，允许一块磁盘损坏而不丢失数据。
- RAID 6：类似于 RAID 5，但增加了第二份奇偶校验信息，允许两块磁盘损坏而不丢失数据，不过写入性能相对较差。
在 Linux 中，可以使用软件方式（如
mdadm工具）或硬件 RAID 控制器来实现 RAID 配置。
LVM（逻辑卷管理器）
LVM 提供了更灵活的磁盘管理方式。它将物理磁盘或磁盘分区抽象为物理卷（PV），多个物理卷组成卷组（VG），然后从卷组中划分出逻辑卷（LV）。
LVM 的主要优点包括：
- 动态调整：可以在不重新分区和不影响现有数据的情况下，动态地增加或减小逻辑卷的大小。
- 方便迁移：可以将逻辑卷在不同的物理卷之间移动。
- 简化管理：将多个物理磁盘或分区作为一个统一的存储池进行管理。
使用 LVM 时，通常需要经过以下步骤：创建物理卷、创建卷组、创建逻辑卷，然后进行格式化和挂载使用。
总之，RAID 主要侧重于提高性能和数据冗余，而 LVM 侧重于提供灵活的磁盘空间管理。在实际应用中，可以根据具体需求选择使用或结合使用这两种技术
一. RAID
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立磁盘冗余阵列）是一种将多个磁盘组合在一起协同工作的技术，以提高数据存储的性能、可靠性和容量。
以下是对常见 RAID 级别的更详细介绍：
RAID 0：
- 工作原理：将数据分成相等的块，并以交替方式并行写入多个磁盘，从而实现并行读写操作，显著提高数据传输速度。
- 优点：提供了最高的读写性能，尤其在顺序读写大文件时表现出色。
- 缺点：没有容错能力，只要任何一个磁盘出现故障，整个阵列的数据都会丢失。
- 适用场景：对性能要求极高，且对数据可靠性要求不高的场景，如临时数据存储或高性能计算。
RAID 1：
- 工作原理：数据被同时写入两个磁盘，形成完全相同的镜像副本。
- 优点：提供了最高的数据冗余性，即使一个磁盘损坏，数据仍可从另一个磁盘中完整恢复。
- 缺点：磁盘空间利用率只有 50%，成本相对较高。
- 适用场景：对数据安全性要求极高的关键业务，如数据库服务器的操作系统分区。
RAID 5：
- 工作原理：数据被条带化分布在多个磁盘上，同时计算并存储奇偶校验信息。奇偶校验信息分布在所有磁盘上，而不是单独存储在一个磁盘上。
- 优点：提供了一定程度的容错能力（允许一个磁盘损坏），同时相对较好地平衡了性能和存储空间利用率。
- 缺点：写入性能相对较低，尤其是在写入小数据量时，因为需要重新计算奇偶校验信息。
- 适用场景：一般的企业应用，对性能和数据可靠性有一定要求，且对成本较为敏感。
RAID 6：
- 工作原理：与 RAID 5 类似，但使用了两种独立的奇偶校验信息，因此可以容忍两个磁盘同时损坏。
- 优点：提供了更高的容错能力。
- 缺点：写入性能比 RAID 5 更差，计算复杂度更高，需要更多的磁盘来存储奇偶校验信息。
- 适用场景：对数据可靠性要求极高，能够容忍两个磁盘同时故障的关键业务。
RAID 10（RAID 1 + 0）：
- 工作原理：先将磁盘两两组成 RAID 1 镜像对，然后将多个镜像对组合成一个 RAID 0 阵列。
- 优点：结合了 RAID 1 的高冗余性和 RAID 0 的高性能，综合性能和可靠性都较好。
- 缺点：成本较高，需要至少 4 个磁盘。
- 适用场景：对性能和数据可靠性都有很高要求的场景，如大型数据库服务器。
除了上述常见的 RAID 级别，还有一些不太常见的级别，如 RAID 2、RAID 3、RAID 4 等，它们在实际应用中相对较少使用。
在实施 RAID 时，可以使用硬件 RAID 控制器（集成在主板上或独立的扩展卡）或软件 RAID（通过操作系统提供的功能实现）。硬件 RAID 通常性能更好，但成本较高；软件 RAID 则成本较低，但可能会占用一定的系统资源。
总之，选择合适的 RAID 级别应根据具体的业务需求、性能要求、预算和容错能力要求等因素综合考虑。
二. LVM
LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是一种在 Linux 系统中用于灵活管理磁盘空间的机制。
LVM 的主要概念包括：
- 物理卷（Physical Volume，PV）：这是 LVM 管理的基本单元，可以是一个磁盘分区，也可以是整个磁盘。
- 卷组（Volume Group，VG）：由一个或多个物理卷组成，是 LVM 中的存储池。
- 逻辑卷（Logical Volume，LV）：从卷组中划分出来的逻辑存储空间，类似于传统分区，但具有更高的灵活性。
LVM 的工作原理如下：
首先，将物理磁盘或分区初始化为物理卷（PV）。然后，将多个物理卷组合成一个卷组（VG）。在卷组的基础上，可以创建逻辑卷（LV）。逻辑卷可以被格式化为文件系统并像普通分区一样进行挂载和使用。
LVM 的主要优点包括：
灵活的空间管理：
- 可以在线扩展逻辑卷的大小，无需卸载或重新分区。
- 可以方便地缩小逻辑卷的大小（但需满足一定条件，如提前迁移数据）。
方便的数据迁移：
- 可以将逻辑卷在不同的物理卷之间移动，实现数据的重新分布或设备的更换。
简化磁盘管理：
- 可以将多个物理磁盘或分区视为一个统一的存储资源进行管理，无需关心具体的物理位置。
LVM 的操作命令通常包括：
pvcreate：用于创建物理卷。vgcreate：用于创建卷组。lvcreate：用于创建逻辑卷。lvextend：用于扩展逻辑卷的大小。lvreduce：用于缩小逻辑卷的大小。
总之，LVM 为 Linux 系统提供了一种更灵活、高效和可扩展的磁盘空间管理方式，特别适用于需要动态调整存储空间、优化存储布局或进行复杂存储管理的场景。
三. 总结
RAID 的优点：
- 提高性能：如 RAID 0 可以通过并行读写显著提升磁盘的读写速度。
- 数据冗余和容错：RAID 1、5、6 等级别能在磁盘故障时保障数据的安全性和完整性。
- 适合大规模数据存储：在服务器和数据中心环境中，能够满足大量数据的存储和访问需求。
RAID 的缺点：
- 成本较高：特别是需要多个磁盘来实现较高的冗余级别。
- 灵活性有限：一旦配置完成，调整容量和布局较为复杂。
- 重建时间长：当磁盘损坏时，重建 RAID 阵列可能需要较长时间，期间存在数据丢失的风险。
LVM 的优点：
- 灵活的空间分配：可以动态地增加或减少逻辑卷的大小，无需预先精确规划。
- 方便的存储迁移：能够在不影响数据的情况下，将逻辑卷在不同的物理卷之间移动。
- 更好的磁盘管理：将多个物理卷整合为一个资源池，简化管理。
LVM 的缺点：
- 性能开销：与直接使用物理磁盘或简单分区相比，可能存在一定的性能损失。
- 复杂性：对于初学者来说，配置和管理相对复杂。
- 依赖操作系统：LVM 的功能依赖于特定的操作系统支持。
在实际应用中，RAID 常用于对性能和数据可靠性要求较高的场景，而 LVM 更适用于需要灵活调整存储容量和布局的情况。有时也会根据具体需求将两者结合使用。
