Linux 存储管理详解：基于 mdadm 的 RAID 与 LVM 技术实践

Kismet_nvi

454人浏览 · 2026-04-09 18:20:17

Kismet_nvi · 2026-04-09 18:20:17 发布

今天课堂内容

RAID 存储
LVM 存储
Linux 系统启动原理
SELinux

RAID 存储

RAID 概念

RAID，即廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks）。

大容量磁盘价格高昂，RAID的核心思路是将多块容量小、成本低的磁盘组合成大容量、高性能和可靠性的大容量磁盘。

随着磁盘成本大幅下降，“廉价”概念失去意义，RAID咨询委员会（RAID Advisory Board, RAB）将“廉价（Inexpensive）”替换为“独立（Independent）”，RAID自此定义为独立磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disks）。

RAID 实现方式

从技术实现维度，RAID主要分为三类，核心差异在于是否依赖专用硬件芯片：

软 RAID：无独立的RAID控制/处理芯片和I/O处理芯片，所有RAID功能由操作系统和CPU完成，实现成本低但效率最差。
硬 RAID：配备专用RAID控制/处理芯片、I/O处理芯片及阵列缓冲，不占用主机CPU资源，性能优异但硬件成本高。
软硬混合 RAID：具备RAID控制/处理芯片，但无独立I/O处理芯片，需CPU和驱动程序辅助完成功能，性能与成本介于软RAID和硬RAID之间。

操作系统识别到的设备是raid卡提供的设备，而不是直接管理底层硬盘。

RAID 级别

RAID通过数据条带、镜像、数据校验三类核心技术实现高性能、高可靠性、容错能力和扩展性。不同技术的组合策略形成不同RAID级别，以适配不同数据应用场景。

D. A. Patterson等的论文最初定义了RAID1_{RAID5，1988年后扩展出RAID0和RAID6；后续厂商推出的RAID7、RAID10/01、RAID50等无统一标准，业界公认的核心级别为RAID0}RAID5，实际应用中以RAID0、RAID1、RAID4、RAID5、RAID6、RAID10为主。

各RAID级别无高低之分，需结合业务对可用性、性能、成本的需求选择适配的级别和实现方式。

RAID 实践

实验环境需在虚拟机中添加6块20G硬盘，设备名分别为sdb、sdc、sdd、sde、sdf、sdg，用于后续各类RAID阵列的创建与测试。

Linux系统中通过mdadm工具实现软RAID的创建、配置、监控与维护，以下为核心RAID级别的实操流程。

增加五块硬盘

[root@centos7 ~ 09:52:55]# lsblk
NAME            MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda               8:0    0   200G  0 disk 
├─sda1            8:1    0     1G  0 part /boot
└─sda2            8:2    0   199G  0 part 
  ├─centos-root 253:0    0    50G  0 lvm  /
  ├─centos-swap 253:1    0   2.3G  0 lvm  [SWAP]
  └─centos-home 253:2    0 146.8G  0 lvm  /home
sdb               8:16   0    20G  0 disk 
sdc               8:32   0    20G  0 disk 
sdd               8:48   0    20G  0 disk 
sde               8:64   0    20G  0 disk 
sdf               8:80   0    20G  0 disk 
sdg               8:96   0    20G  0 disk 
sr0              11:0    1   4.4G  0 rom

管理 RAID 0

1 创建 RAID 0

# 安装mdadm工具（CentOS系统）
[root@centos7 ~ 09:53:11]# yum install -y mdadm

# 创建RAID 0阵列：设备名/dev/md0，级别0，成员盘2块（sdb、sdc）
[root@centos7 ~ 10:25:29]# mdadm --create /dev/md0 --level 0 --raid-devices 2 /dev/sd{b,c}
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.

注释：--level指定RAID级别，--raid-devices指定成员盘数量，/dev/sd{b,c}为sdb和sdc的简写。

2 查看 RAID 0 状态

# 查看RAID概要信息（内核态RAID状态）
[root@centos7 ~ 10:25:53]# cat /proc/mdstat 
Personalities : [raid0] 
md0 : active raid0 sdc[1] sdb[0]
      41908224 blocks super 1.2 512k chunks
      
unused devices: <none>

# 查看RAID设备详细信息
[root@centos7 ~ 10:26:22]# mdadm --detail /dev/md0
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Apr  9 10:25:53 2026
        Raid Level : raid0
        Array Size : 41908224 (39.97 GiB 42.91 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Apr  9 10:25:53 2026
             State : clean 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : none

              Name : centos7.hqy.cloud:0  (local to host centos7.hqy.cloud)
              UUID : 43062c78:cdbbe821:bafe7ceb:6a44e9e5
            Events : 0

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

注释：核心关注Raid Level（级别）、State（状态，clean为正常）、Chunk Size（条带块大小）、成员盘状态。

# 查看RAID设备与物理盘的映射关系
[root@centos7 ~ 10:26:41]# lsblk /dev/md0
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md0    9:0    0  40G  0 raid0 

[root@centos7 ~ 10:27:01]# lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME  MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sdb     8:16   0  20G  0 disk  
└─md0   9:0    0  40G  0 raid0 
sdc     8:32   0  20G  0 disk  
└─md0   9:0    0  40G  0 raid0

3 格式化与挂载 RAID 0

# 格式化RAID设备为XFS文件系统
[root@centos7 ~ 10:27:11]#  mkfs.xfs /dev/md0

# 创建挂载点
[root@centos7 ~ 10:27:40]# mkdir -p /raid/raid0
# 挂载RAID设备到挂载点
[root@centos7 ~ 10:27:49]#  mount /dev/md0 /raid/raid0
# 验证挂载结果
[root@centos7 ~ 10:27:57]# df -h /raid/raid0
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/md0         40G   33M   40G    1% /raid/raid0

# 测试数据写入
[root@centos7 ~ 10:28:07]# cp /etc/ho* /raid/raid0
[root@centos7 ~ 10:28:24]# ls /raid/raid0/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

4 删除 RAID 0

# 卸载挂载点
[root@centos7 ~ 10:28:32]# umount /dev/md0

# 停止RAID阵列（销毁阵列）
[root@centos7 ~ 10:29:19]#  mdadm --stop /dev/md0
mdadm: stopped /dev/md0

# 清除物理盘上的RAID超级块（恢复为普通磁盘）
[root@centos7 ~ 10:29:28]#  mdadm --zero-superblock /dev/sd{b,c}

5 补充说明

RAID 0不支持新增成员盘扩展容量：

bash [root@centos7 ~]# mdadm --add /dev/md0 /dev/sdd mdadm: add new device failed for /dev/sdd as 2: Invalid argument

RAID 0不支持标记单盘故障（无冗余，单盘故障即阵列失效）：

bash [root@centos7 ~]# mdadm --fail /dev/md0 /dev/sdc mdadm: Cannot remove /dev/sdc from /dev/md0, array will be failed.

管理 RAID 1

1 创建 RAID 1

# 创建RAID 1阵列：设备名/dev/md1，级别1，成员盘2块（sdb、sdc）
[root@centos7 ~ 10:31:38]# mdadm --create /dev/md1 --level 1 --raid-devices 2 /dev/sd{b,c}
mdadm: Note: this array has metadata at the start and
    may not be suitable as a boot device.  If you plan to
    store '/boot' on this device please ensure that
    your boot-loader understands md/v1.x metadata, or use
    --metadata=0.90
Continue creating array? yes
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md1 started.

注释：RAID 1元数据默认存储在磁盘开头，若用于/boot分区需指定--metadata=0.90兼容老旧引导程序。

2 查看 RAID 1 状态

[root@centos7 ~ 11:04:39]# mdadm --detail /dev/md1
/dev/md1:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Apr  9 11:04:39 2026
        Raid Level : raid1
        Array Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
     Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
      Raid Devices : 2
     Total Devices : 2
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Apr  9 11:05:11 2026
             State : clean, resyncing 
    Active Devices : 2
   Working Devices : 2
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 0

Consistency Policy : resync

     Resync Status : 31% complete

              Name : centos7.hqy.cloud:1  (local to host centos7.hqy.cloud)
              UUID : d366c1c3:98e36108:aad055fa:59fc028f
            Events : 5

注释：resyncing表示镜像数据正在同步，需等待同步完成（100%）后再进行格式化操作。

# 查看RAID与物理盘映射
[root@centos7 ~ 11:05:12]# lsblk /dev/md1
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md1    9:1    0  20G  0 raid1 

[root@centos7 ~ 11:06:02]# lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME  MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sdb     8:16   0  20G  0 disk  
└─md1   9:1    0  20G  0 raid1 
sdc     8:32   0  20G  0 disk  
└─md1   9:1    0  20G  0 raid1

3 格式化与挂载 RAID 1

# 等待同步完成后，格式化RAID设备
[root@centos7 ~ 11:06:47]#  mkfs.xfs /dev/md1
mkfs.xfs: /dev/md1 appears to contain an existing filesystem (xfs).
mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
# 创建挂载点
[root@centos7 ~ 11:07:00]# mkdir /raid/raid1
# 挂载设备
[root@centos7 ~ 11:07:38]# mount /dev/md1 /raid/raid1
mount: /dev/md1：不能读超级块
# 验证挂载
[root@centos7 ~ 11:07:48]# df -h /raid/raid1
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/md1         20G  175M   20G   1% /raid/raid1

# 测试数据写入
[root@centos7 ~ 11:10:53]#  cp /etc/ho* /raid/raid1
[root@centos7 ~ 11:11:11]# ls /raid/raid1/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

4 增加热备盘

# 为RAID 1添加热备盘sdd
[root@centos7 ~ 11:11:19]#  mdadm --add /dev/md1 /dev/sdd
mdadm: added /dev/sdd

# 查看热备盘状态（spare为备用）
[root@centos7 ~ 11:11:32]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc

       2       8       48        -      spare   /dev/sdd

5 模拟磁盘故障

# 手动标记sdc为故障盘
[root@centos7 ~ 11:11:44]#  mdadm --fail /dev/md1 /dev/sdc
mdadm: set /dev/sdc faulty in /dev/md1

# 查看故障后状态（sdd自动顶替并同步）
[root@centos7 ~ 11:12:38]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       2       8       48        1      spare rebuilding   /dev/sdd

       1       8       32        -      faulty   /dev/sdc

# 验证数据可正常访问
[root@centos7 ~ 11:12:46]# ls /raid/raid1/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny
[root@centos7 ~ 11:12:58]# cat /raid/raid1/hostname 
centos7.hqy.cloud

6 删除故障磁盘

# 移除故障盘sdc
[root@centos7 ~ 11:13:10]# mdadm --remove /dev/md1 /dev/sdc
mdadm: hot removed /dev/sdc from /dev/md1

# 验证移除结果
[root@centos7 ~ 11:13:22]# mdadm --detail /dev/md1 |tail -5
            Events : 29

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       2       8       48        1      spare rebuilding   /dev/sdd

7 再次模拟故障

[root@centos7 ~ 11:13:35]#  mdadm --fail /dev/md1 /dev/sdd
mdadm: set /dev/sdd faulty in /dev/md1

[root@centos7 ~ 11:13:47]# mdadm -D /dev/md1|tail -5
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       -       0        0        1      removed

       2       8       48        -      faulty   /dev/sdd

root@centos7 ~ 11:13:56]# ls /raid/raid1
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny
[root@centos7 ~ 11:14:05]# echo hello raid1 > /raid/raid1/test.txt
[root@centos7 ~ 11:14:14]# umount /raid/raid1 
umount: /raid/raid1：未挂载
[root@centos7 ~ 11:14:22]# mount /dev/md1 /raid/raid1
mount: /dev/md1：不能读超级块
[root@centos7 ~ 11:14:32]# ls /raid/raid1
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny  test.txt

总结：raid1阵列中任一成员故障，不影响数据的完整性。

8 删除 RAID 1

# 卸载挂载点
[root@centos7 ~ 11:14:40]#  umount /dev/md1

# 停止RAID阵列
[[root@centos7 ~ 11:14:53]#  mdadm --stop /dev/md1
mdadm: stopped /dev/md1

# 清除物理盘超级块
[root@centos7 ~ 11:15:01]# mdadm --zero-superblock /dev/sd{b..d}

使用dd工具填充更彻底。

[root@centos7 ~ 11:22:09]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1M count=1024

作用：使用0填充/dev/sdb硬盘。

if：Input File，/dev/zero 全为0
of：Output File
bs：Block Size，每次添加多大数据流
count：一共填充多少个Block

9 补充说明

RAID 1核心价值是数据冗余，而非扩容：即使新增磁盘，阵列总容量仍等于单盘容量（镜像机制），无法通过加盘提升可用空间。

管理 RAID 5

1 创建 RAID 5

# 创建RAID 5阵列：设备名/dev/md5，级别5，成员盘4块（sdb、sdc、sdd、sde）
[root@centos7 ~ 11:35:12]# mdadm --create /dev/md5 --level 5 --raid-devices 4 /dev/sd{b..e}
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md5 started.

注释：RAID 5最少需3块盘，此处用4块盘（1块用于分布式校验）。

2 查看 RAID 5 状态

[root@centos7 ~ 11:35:28]#  mdadm --detail /dev/md5
/dev/md5:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Apr  9 11:35:27 2026
        Raid Level : raid5
        Array Size : 62862336 (59.95 GiB 64.37 GB)
     Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
      Raid Devices : 4
     Total Devices : 4
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Apr  9 11:35:41 2026
             State : clean, degraded, recovering 
    Active Devices : 3
   Working Devices : 4
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1

            Layout : left-symmetric
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

    Rebuild Status : 14% complete

              Name : centos7.hqy.cloud:5  (local to host centos7.hqy.cloud)
              UUID : 3aacd777:3970b62b:9996393a:e8e0516c
            Events : 3

注释：recovering表示阵列正在构建/同步，需等待同步完成后再格式化。

# 查看RAID与物理盘映射
[root@centos7 ~ 11:36:00]# lsblk /dev/md5
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md5    9:5    0  60G  0 raid5 

       4       8       64        3      spare rebuilding   /dev/sde
[root@centos7 ~ 11:36:37]#  lsblk /dev/sd{b..e}
NAME  MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
sdb     8:16   0  20G  0 disk  
└─md5   9:5    0  60G  0 raid5 
sdc     8:32   0  20G  0 disk  
└─md5   9:5    0  60G  0 raid5 
sdd     8:48   0  20G  0 disk  
└─md5   9:5    0  60G  0 raid5 
sde     8:64   0  20G  0 disk  
└─md5   9:5    0  60G  0 raid5

3 格式化与挂载 RAID 5

# 等待阵列同步完成后，格式化设备
[root@centos7 ~ 11:37:22]#  mkfs.xfs /dev/md5
meta-data=/dev/md5               isize=512    agcount=16, agsize=982144 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=15714304, imaxpct=25
         =                       sunit=128    swidth=384 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=7680, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

# 创建挂载点
[root@centos7 ~ 11:37:37]# mkdir /raid/raid5
# 挂载设备
[root@centos7 ~ 11:37:49]# mount /dev/md5 /raid/raid5
# 验证挂载
[root@centos7 ~ 11:37:57]# df -h /raid/raid5/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/md5         60G   33M   60G    1% /raid/raid5

# 测试数据写入
/dev/md5         60G   33M   60G    1% /raid/raid5
[root@centos7 ~ 11:38:06]# cp /etc/ho* /raid/raid5
[root@centos7 ~ 11:38:26]# ls /raid/raid5/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

4 增加热备盘

# 为RAID 5添加热备盘sdf
[root@centos7 ~ 11:38:35]# mdadm --add /dev/md5 /dev/sdf
mdadm: added /dev/sdf

# 查看热备盘状态
[root@centos7 ~ 11:38:52]#  mdadm --detail /dev/md5 |tail -7
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       2       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        3      active sync   /dev/sde

       5       8       80        -      spare   /dev/sdf

5 模拟磁盘故障

# 标记sdb为故障盘
[root@centos7 ~ 11:39:05]#  mdadm --fail /dev/md5 /dev/sdb
mdadm: set /dev/sdb faulty in /dev/md5

# 查看故障后状态（sdf自动顶替并同步）
[root@centos7 ~ 11:39:33]# mdadm --detail /dev/md5 |tail -7
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       5       8       80        0      spare rebuilding   /dev/sdf
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       2       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        3      active sync   /dev/sde

       0       8       16        -      faulty   /dev/sdb

[root@centos7 ~ 11:39:46]# ls /raid/raid5/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny
[root@centos7 ~ 11:39:58]# cat /raid/raid5/hostname 
centos7.hqy.cloud

6 删除故障磁盘

# 移除故障盘sdb
[root@centos7 ~ 11:40:07]# mdadm --remove /dev/md5 /dev/sdb
mdadm: hot removed /dev/sdb from /dev/md5

# 验证移除结果
[root@centos7 ~ 11:40:18]#  mdadm --detail /dev/md5 |tail -5
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       5       8       80        0      spare rebuilding   /dev/sdf
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       2       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        3      active sync   /dev/sde

7 扩容 RAID 5

注释：RAID 5仅支持扩容（增加成员盘），不支持减容；扩容仅在阵列“clean”正常状态下可执行，降级/重构时禁止。

# 新增2块盘（sdb、sdg）到RAID 5
root@centos7 ~ 11:40:28]#  mdadm --add /dev/md5 /dev/sdb /dev/sdg
mdadm: added /dev/sdb
mdadm: added /dev/sdg

# 查看新增盘状态（spare为备用）
[root@centos7 ~ 11:42:10]# mdadm --detail /dev/md5 |tail -8
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       5       8       80        0      active sync   /dev/sdf
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       2       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        3      active sync   /dev/sde

       6       8       16        -      spare   /dev/sdb
       7       8       96        -      spare   /dev/sdg

# 扩展阵列成员数为5（--grow为扩容参数）
[root@centos7 ~ 11:42:25]# mdadm --grow /dev/md5 --raid-devices 5

# 等待阵列重构完成（查看进度）
[root@centos7 ~ 11:42:40]# mdadm --detail /dev/md5
/dev/md5:
           Version : 1.2
     Creation Time : Thu Apr  9 11:35:27 2026
        Raid Level : raid5
        Array Size : 62862336 (59.95 GiB 64.37 GB)
     Used Dev Size : 20954112 (19.98 GiB 21.46 GB)
      Raid Devices : 5
     Total Devices : 6
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Thu Apr  9 11:42:49 2026
             State : clean, reshaping 
    Active Devices : 5
   Working Devices : 6
    Failed Devices : 0
     Spare Devices : 1

            Layout : left-symmetric
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

    Reshape Status : 9% complete
     Delta Devices : 1, (4->5)

              Name : centos7.hqy.cloud:5  (local to host centos7.hqy.cloud)
              UUID : 3aacd777:3970b62b:9996393a:e8e0516c


# 验证RAID容量（从60G扩容至80G）
[root@centos7 ~ 11:44:28]# lsblk /dev/md5
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE  MOUNTPOINT
md5    9:5    0  80G  0 raid5 /raid/raid5

# 扩展文件系统（XFS文件系统用xfs_growfs）
[root@centos7 ~ 11:44:38]#  xfs_growfs /raid/raid5
meta-data=/dev/md5               isize=512    agcount=16, agsize=982144 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=15714304, imaxpct=25
         =                       sunit=128    swidth=384 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=7680, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=8 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 15714304 to 20954112
[root@centos7 ~ 11:44:49]# df -h /raid/raid5/
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/md5         80G   34M   80G    1% /raid/raid5

8 再次模拟磁盘故障

[root@centos7 ~ 11:45:07]# mdadm --remove /dev/md5 /dev/sdb
mdadm: hot removed /dev/sdb from /dev/md5
[root@centos7 ~ 13:44:33]#  mdadm --fail /dev/md5 /dev/sdg
mdadm: set /dev/sdg faulty in /dev/md5


[root@centos7 ~ 13:46:33]# mdadm -D /dev/md5|tail 
            Events : 92

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       5       8       80        0      active sync   /dev/sdf
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       2       8       48        2      active sync   /dev/sdd
       4       8       64        3      active sync   /dev/sde
       -       0        0        4      removed

       7       8       96        -      faulty   /dev/sdg

[root@centos7 ~ 13:48:47]#  ls /raid/raid5
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny
[root@centos7 ~ 13:49:27]# echo hello raid1 > /raid/raid5/test.txt

[root@centos7 ~ 13:50:32]# umount /raid/raid5
[root@centos7 ~ 13:50:52]# mount /dev/md5 /raid/raid5
[root@centos7 ~ 13:51:12]# ls /raid/raid5
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny  test.txt

9 删除 RAID 5

# 卸载挂载点
[root@centos7 ~ 13:51:24]# umount /dev/md5

# 停止RAID阵列
[root@centos7 ~ 13:51:33]# mdadm --stop /dev/md5
mdadm: stopped /dev/md5

# 清除物理盘超级块
[root@centos7 ~ 13:51:41]# mdadm --zero-superblock /dev/sd{b..g}

也可以使用dd彻底擦除：

for device in /dev/sd{b..g}
do
  dd if=/dev/zero of=$device bs=1M count=1024

10 重构 RAID 5

注释：若停止阵列后未清除超级块，可通过以下命令重构阵列，数据不丢失：

[root@centos7 ~]# mdadm --assemble /dev/md5 /dev/sd{b..g}

补充

raid阵列可以进一步使用分区技术分割成多个分区，然后再格式化使用。特别是raid5这种大容量的盘。

LVM 存储

实验环境需在虚拟机中添加3块20G的硬盘，设备名分别为sdb、sdc、sdd，可通过以下命令查看硬盘信息：

[root@centos7 ~]# lsblk /dev/sd{b..d}
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb    8:16   0  20G  0 disk 
sdc    8:32   0  20G  0 disk 
sdd    8:48   0  20G  0 disk

逻辑卷基本管理

1 传统硬盘分区管理的缺点

传统硬盘分区方案在灵活性和可靠性上存在明显不足，主要体现在：

分区空间需占用物理连续的磁盘区域，扩容操作难度大（尤其是扩容分区后方无空闲空间时）；
基于分区创建的文件系统无法跨多个硬盘，受单块硬盘容量限制；
硬盘物理损坏时，分区内的所有数据会直接丢失，无冗余保护机制。

2 逻辑卷管理的优势

LVM 作为一种灵活的存储管理方案，弥补了传统分区的不足，核心优势包括：

灵活的空间调整：支持逻辑卷空间的在线扩展和缩减，无需重新规划磁盘布局；
跨盘存储能力：逻辑卷可整合多块硬盘的空间，轻松创建超大容量文件系统；
数据冗余保护：支持创建镜像卷（RAID 逻辑卷），单块硬盘损坏时数据不丢失；
快照功能：可创建逻辑卷快照，保留某一时刻的数据集，类似虚拟机快照，便于数据恢复。

3 LVM 核心概念

LVM 将多个磁盘/分区整合为统一的存储池，再按需划分逻辑卷使用，核心概念如下：

物理卷（PV, Physical Volume）：LVM 的基础存储单元，由磁盘、磁盘分区或 RAID 等块设备创建，包含 LVM 专属的管理参数；
卷组（VG, Volume Group）：由一个或多个物理卷组成的逻辑存储池，可理解为“虚拟硬盘”；
逻辑卷（LV, Logical Volume）：从卷组中划分出的逻辑空间，可理解为“虚拟分区”，可在其上创建文件系统并挂载使用。

简单总结：卷组整合多个物理卷形成存储池，逻辑卷从卷组中划分并提供给用户使用。

在这里插入图片描述

4 LVM 基本管理流程

LVM 的核心操作遵循“创建物理卷 → 创建卷组 → 创建逻辑卷”的流程，具体如下：
在这里插入图片描述

5 创建物理卷（PV）

物理卷是 LVM 的基础，需先将块设备初始化为 PV 才能纳入 LVM 管理：

# 1. 创建单个物理卷
root@centos7 ~ 13:54:23]# pvcreate /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.

# 2. 批量创建多个物理卷（sdc、sdd）
[root@centos7 ~ 14:22:55]# pvcreate /dev/sd{c,d}
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.

# 3. 查看所有 PV 列表（简洁版）
[root@centos7 ~ 14:24:16]#  pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree 
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g  4.00m
  /dev/sdb          lvm2 ---    20.00g 20.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---    20.00g 20.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---    20.00g 20.00g

# 4. 查看单个 PV 的详细信息（以 /dev/sdb 为例）
[root@centos7 ~ 14:24:34]# pvdisplay /dev/sdb
  "/dev/sdb" is a new physical volume of "20.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb
  VG Name                # 尚未加入任何卷组
  PV Size               20.00 GiB
  Allocatable           NO # 暂未分配
  PE Size               0  # PE（物理扩展单元）大小，加入VG后自动分配
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               MBHW0w-OkJL-CasO-PYRR-sduS-U2m5-zdkQ5d

6 创建卷组（VG）

卷组整合多个物理卷形成统一存储池，可按需创建单 PV 或多 PV 的 VG：

# 1. 创建包含单个 PV 的卷组（卷组名：webapp，关联 PV：/dev/sdb）
[root@centos7 ~ 14:24:50]# vgcreate webapp /dev/sdb
  Volume group "webapp" successfully created

# 2. 创建包含多个 PV 的卷组（卷组名：dbapp，关联 PV：/dev/sdc、/dev/sdd）
[root@centos7 ~ 14:26:02]#  vgcreate dbapp /dev/sd{c,d}
  Volume group "dbapp" successfully created

# 3. 查看 PV 归属（验证 PV 已加入对应 VG）
[root@centos7 ~ 14:26:17]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree  
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g   4.00m
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g
  /dev/sdc   dbapp  lvm2 a--   <20.00g <20.00g
  /dev/sdd   dbapp  lvm2 a--   <20.00g <20.00g

# 4. 查看所有 VG 列表（简洁版）
[root@centos7 ~ 14:26:25]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree  
  centos   1   3   0 wz--n- <199.00g   4.00m
  dbapp    2   0   0 wz--n-   39.99g  39.99g
  webapp   1   0   0 wz--n-  <20.00g <20.00g

# 5. 查看单个 VG 的详细信息（以 dbapp 为例）
[root@centos7 ~ 14:26:30]#  vgdisplay dbapp

  --- Volume group ---
  VG Name               dbapp
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2 # 包含2个PV的元数据
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write # 读写权限
  VG Status             resizable # 可调整大小
  MAX LV                0 # 最大可创建LV数量（无限制）
  Cur LV                0 # 当前已创建LV数量
  Open LV               0 # 已挂载的LV数量
  Max PV                0 # 最大可加入PV数量（无限制）
  Cur PV                2 # 当前已加入PV数量
  Act PV                2 # 活跃的PV数量
  VG Size               39.99 GiB # 卷组总容量
  PE Size               4.00 MiB # PE（物理扩展单元）大小，LVM最小分配单元
  Total PE              10238 # 总PE数量
  Alloc PE / Size       0 / 0 # 已分配PE/容量
  Free  PE / Size       10238 / 39.99 GiB # 空闲PE/容量
  VG UUID               kjY26m-D0ax-WmMq-fMJv-1Tnb-imqh-GOAWkG

7 创建逻辑卷（LV）

逻辑卷从卷组中划分，可直接创建文件系统，支持跨 PV 分配空间：

# 1. 创建单 PV 逻辑卷（卷组：webapp，LV名：webapp01，大小：5G）
[root@centos7 ~ 14:26:42]# lvcreate -n webapp01 -L 5G webapp
  Logical volume "webapp01" created.

# 2. 创建跨 PV 逻辑卷（卷组：dbapp，LV名：data01，大小：25G，跨sdc、sdd）
[root@centos7 ~ 14:26:55]# lvcreate -n data01 -L 25G dbapp
  Logical volume "data01" created.

# 3. 查看所有 LV 列表（简洁版）
[root@centos7 ~ 14:27:05]# lvs
  LV       VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  home     centos -wi-ao---- 146.74g                                                    
  root     centos -wi-ao----  50.00g                                                    
  swap     centos -wi-ao----   2.25g                                                    
  data01   dbapp  -wi-a-----  25.00g                                                    
  webapp01 webapp -wi-a-----   5.00g

逻辑卷设备名格式说明

逻辑卷支持三种访问路径，本质指向同一设备：

[root@centos7 ~]# ls -l /dev/dbapp/data01 /dev/mapper/dbapp-data01
lrwxrwxrwx 1 root root 7 6月  17 18:26 /dev/dbapp/data01 -> ../dm-4
lrwxrwxrwx 1 root root 7 6月  17 18:26 /dev/mapper/dbapp-data01 -> ../dm-4

/dev/<VG名>/<LV名>：直观易记，推荐使用；
/dev/mapper/<VG名>-<LV名>：系统映射路径；
/dev/dm-N：内核设备映射器路径（N为数字）。

查看逻辑卷详细信息

[root@centos7 ~ 14:27:13]# lvdisplay /dev/dbapp/data01
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/dbapp/data01 # LV 访问路径
  LV Name                data02 # 注：此处为笔误，实际应为data01
  VG Name                dbapp # 所属卷组
  LV UUID                W8UafB-A7RJ-dBjM-bsA2-8Obc-p8gE-bMZgmm
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time centos7.linux.com, 2022-12-26 11:42:40 +0800
  LV Status              available # 可用状态
  # open                 0 # 未挂载
  LV Size                25.00 GiB # LV 大小
  Current LE             6400 # LE（逻辑扩展单元）数量，1LE=1PE
  Segments               2 # 跨2个PV（sdc、sdd）
  Allocation             inherit # 继承VG的分配策略
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:4 # 块设备号

# 验证 PV 空间使用（sdc 已用完，sdd 用了5G）
[root@centos7 ~ 14:27:47]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree  
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g   4.00m
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--   <20.00g <15.00g
  /dev/sdc   dbapp  lvm2 a--   <20.00g      0 
  /dev/sdd   dbapp  lvm2 a--   <20.00g  14.99g

# 验证 LV 跨盘（data01 同时占用 sdc、sdd）
[root@centos7 ~ 14:27:56]# lsblk /dev/sd{b..d}
NAME              MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb                 8:16   0  20G  0 disk 
└─webapp-webapp01 253:3    0   5G  0 lvm  
sdc                 8:32   0  20G  0 disk 
└─dbapp-data01    253:4    0  25G  0 lvm  
sdd                 8:48   0  20G  0 disk 
└─dbapp-data01    253:4    0  25G  0 lvm

8 在逻辑卷上创建文件系统

逻辑卷创建后需格式化文件系统并挂载，才能供业务使用：

# 1. 格式化 XFS 文件系统（CentOS7 推荐）
[root@centos7 ~ 14:28:10]#  mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01

# 2. 临时挂载逻辑卷（重启失效）
[root@centos7 ~ 14:35:36]# mkdir -p /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~ 14:35:49]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html

# 3. 持久化挂载（修改 /etc/fstab，重启生效）
# 需在 /etc/fstab 中添加如下行：
# /dev/webapp/webapp01  /usr/share/nginx/html  xfs  defaults  0 0

9 LVM 清理（删除 PV/VG/LV）

如需清理 LVM 配置，需按“卸载文件系统 → 删除 LV → 删除 VG → 删除 PV”的顺序操作：

# 1. 卸载已挂载的逻辑卷
[root@centos7 ~ 14:35:53]#  umount /dev/webapp/webapp01

# 2. 删除逻辑卷（需确认，输入y）
[root@centos7 ~ 14:36:33]# lvremove /dev/webapp/webapp01 /dev/dbapp/data01
Do you really want to remove active logical volume webapp/webapp01? [y/n]: y
  Logical volume "webapp01" successfully removed
Do you really want to remove active logical volume dbapp/data01? [y/n]: y
  Logical volume "data01" successfully removed

# 3. 删除卷组
[root@centos7 ~ 14:37:02]# vgremove webapp dbapp
  Volume group "webapp" successfully removed
  Volume group "dbapp" successfully removed

# 4. 删除物理卷（清除 LVM 元数据）
[root@centos7 ~ 14:37:13]# pvremove /dev/sd{b..d}
  Labels on physical volume "/dev/sdb" successfully wiped.
  Labels on physical volume "/dev/sdc" successfully wiped.
  Labels on physical volume "/dev/sdd" successfully wiped.

卷组的扩展与缩减

卷组的容量可通过添加/移除 PV 灵活调整，满足业务存储需求变化。

1 环境准备

先创建基础卷组和逻辑卷，用于后续扩展/缩减测试：

# 1. 创建卷组 webapp（关联 PV /dev/sdb，自动初始化 PV）
[root@centos7 ~ 14:37:21]# vgcreate webapp /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Volume group "webapp" successfully created

# 2. 在 webapp 中创建 10G 逻辑卷 webapp01
[root@centos7 ~ 14:37:30]# lvcreate -n webapp01 -L 10G webapp
  Logical volume "webapp01" created.

2 扩展卷组（VG）

当卷组空间不足时，可添加新 PV 扩展容量：

# 将 /dev/sdc、/dev/sdd 加入 webapp 卷组（自动初始化 PV）
[root@centos7 ~ 14:44:07]# vgextend webapp /dev/sd{c,d}
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.
  Volume group "webapp" successfully extended

3 缩减卷组（VG）

如需移除卷组中的 PV（如更换更大硬盘），需确保 PV 未被使用，步骤如下：

# 1. 查看 PV 使用状态（/dev/sdb 已分配10G，sdc/sdd 空闲）
[root@centos7 ~ 14:44:24]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree  
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g   4.00m
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--   <20.00g <10.00g # 已使用（有数据）
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g # 空闲
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g # 空闲

# 2. 直接移除已使用的 PV 会报错
[root@centos7 ~ 14:44:34]#  vgreduce webapp /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" still in use

# 3. 迁移 PV 数据（将 /dev/sdb 的数据移到 /dev/sdd）
[root@centos7 ~ 14:45:16]# pvmove /dev/sdb /dev/sdd
  /dev/sdb: Moved: 7.66%
  /dev/sdb: Moved: 100.00%

# 4. 再次查看 PV 状态（/dev/sdb 空闲，/dev/sdd 已使用）
[root@centos7 ~ 14:45:56]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree  
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g   4.00m
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g # 空闲
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g # 空闲
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--   <20.00g <10.00g# 已使用

 

# 5. 移除空闲的 /dev/sdb 从 webapp 卷组
[root@centos7 ~ 14:46:13]#  vgreduce webapp /dev/sdb
  Removed "/dev/sdb" from volume group "webapp"

# 6. 验证移除结果（/dev/sdb 已脱离 webapp）
[root@centos7 ~ 14:46:30]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize    PFree  
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <199.00g   4.00m
  /dev/sdb          lvm2 ---    20.00g  20.00g
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--   <20.00g <20.00g
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--   <20.00g <10.00g

逻辑卷的扩展与缩减

逻辑卷的容量可直接调整，需结合卷组空闲空间操作。

1 扩展逻辑卷（LV）

卷组有空闲空间时，可直接扩展 LV 容量：

# 给 webapp01 增加 2G 空间（总容量变为 12G）
[root@centos7 ~ 14:46:37]# lvextend -L +2G /dev/webapp/webapp01 
  Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 12.00 GiB (3072 extents).
  Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.

# 验证 LV 大小
[root@centos7 ~ 14:46:56]# lvs /dev/webapp/webapp01
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-a----- 12.00g

2 缩减逻辑卷（LV）

逻辑卷空间充足时，可缩减容量（注意：缩减有数据丢失风险，需谨慎）：

# 给 webapp01 减少 2G 空间（总容量变回 10G）
[root@centos7 ~ 14:47:06]# lvreduce -L -2G /dev/webapp/webapp01
  WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce webapp/webapp01? [y/n]: y
  Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 12.00 GiB (3072 extents) to 10.00 GiB (2560 extents).
  Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.

# 验证 LV 大小
[root@centos7 ~ 14:47:33]# lvs /dev/webapp/webapp01 
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-a----- 10.00g

文件系统的扩展与缩减

LV 容量调整后，需同步调整文件系统大小，否则无法使用新增空间（或缩减后空间异常）。

1 扩展 XFS 文件系统

XFS 是 CentOS7 默认文件系统，仅支持扩展，不支持缩减，步骤如下：

环境准备

# 1. 格式化 LV 为 XFS
[root@centos7 ~ 14:47:42]#  mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01
meta-data=/dev/webapp/webapp01   isize=512    agcount=4, agsize=655360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=2621440, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0


# 2. 创建挂载点并挂载
[root@centos7 ~ 14:47:50]# mkdir /usr/share/nginx/html
mkdir: 无法创建目录"/usr/share/nginx/html": 文件已存在
[root@centos7 ~ 14:47:59]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html

# 3. 写入测试数据
[root@centos7 ~ 14:48:09]# cp /etc/host* /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~ 14:48:17]#  ls /usr/share/nginx/html
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

扩展操作

# 第一步：扩展 LV 到 15G
[root@centos7 ~ 14:48:26]# lvextend -L 15G /dev/webapp/webapp01
  Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 15.00 GiB (3840 extents).
  Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.
  [root@centos7 ~ 14:49:13]# lvs /dev/webapp/webapp01
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-ao---- 15.00g  # -wi-ao----：已挂载、可读写、激活

# 第二步：扩展 XFS 文件系统（指定挂载点）
[root@centos7 ~ 14:49:23]# xfs_growfs /usr/share/nginx/html
meta-data=/dev/mapper/webapp-webapp01 isize=512    agcount=4, agsize=655360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=2621440, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 2621440 to 3932160


# 验证文件系统大小（已扩展到15G，数据未丢失）
[root@centos7 ~ 14:49:30]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01   15G   33M   15G    1% /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~ 14:49:41]# ls /usr/share/nginx/html
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

# 快捷方式：LV + 文件系统一键扩展（-r 参数自动调用 xfs_growfs）
[root@centos7 ~ 14:49:52]# lvextend -rL 20G /dev/webapp/webapp01
  Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 15.00 GiB (3840 extents) to 20.00 GiB (5120 extents).
  Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.
meta-data=/dev/mapper/webapp-webapp01 isize=512    agcount=6, agsize=655360 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=3932160, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 3932160 to 5242880
# 验证最终大小（20G）
[root@centos7 ~ 14:50:02]# lvs /dev/webapp/webapp01
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-ao---- 20.00g                                                    
[root@centos7 ~ 14:50:21]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01   20G   33M   20G    1% /usr/share/nginx/html

2 扩展 EXT4 文件系统

EXT4 支持扩展和缩减，扩展步骤如下：

环境准备

# 1. 卸载原有 XFS 文件系统
[root@centos7 ~]# umount /usr/share/nginx/html

# 2. 格式化 LV 为 EXT4
[root@centos7 ~]# mkfs.ext4 /dev/webapp/webapp01

# 3. 重新挂载并写入测试数据
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01   20G   24K   19G    1% /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# cp /etc/host* /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# ls /usr/share/nginx/html
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

扩展操作

# 第一步：扩展 LV 到 25G
[root@centos7 ~]# lvextend -L 25G /dev/webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# lvs /dev/webapp/webapp01
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-ao---- 25.00g 

# 第二步：扩展 EXT4 文件系统（指定 LV 设备名）
[root@centos7 ~]# resize2fs /dev/webapp/webapp01

# 验证文件系统大小（25G，数据未丢失）
[root@centos7 ~]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01   25G   36K   24G    1% /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# ls /usr/share/nginx/html
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

# 快捷方式：LV + 文件系统一键扩展（-r 参数自动调用 resize2fs）
[root@centos7 ~]# lvextend -rL 30G /dev/webapp/webapp01

# 验证最终大小（30G）
[root@centos7 ~]# lvs /dev/webapp/webapp01
  LV       VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  webapp01 webapp -wi-ao---- 30.00g                                                    
[root@centos7 ~]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01   30G   36K   28G    1% /usr/share/nginx/html

3 缩减 EXT4 文件系统

EXT4 缩减需离线操作（卸载文件系统），且缩减后容量不能小于已用容量，步骤如下：

# 第一步：卸载文件系统（必须离线）
[root@centos7 ~]# umount /usr/share/nginx/html 

# 第二步：检查文件系统完整性（-f 强制检查）
[root@centos7 ~]# e2fsck -f /dev/webapp/webapp01
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/webapp/webapp01：14/1966080 文件（0.0% 为非连续的）， 167445/7864320 块

# 第三步：缩减文件系统到 10G（需指定目标大小）
[root@centos7 ~]# resize2fs /dev/webapp/webapp01 10G
resize2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
将 /dev/webapp/webapp01 上的文件系统调整为 2621440 个块（每块 4k）。
/dev/webapp/webapp01 上的文件系统现在为 2621440 个块（每块 4k）。

# 第四步：缩减 LV 到 10G（需确认，输入y）
[root@centos7 ~]# lvreduce -L 10G /dev/webapp/webapp01
  WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce webapp/webapp01? [y/n]: y
  Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 30.00 GiB (7680 extents) to 10.00 GiB (2560 extents).
  Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.

# 第五步：挂载并验证（数据未丢失，容量为10G）
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# df -h /usr/share/nginx/html
文件系统                     容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/webapp-webapp01  9.7G   36K  9.3G    1% /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# ls /usr/share/nginx/html
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.denylost+found

补充说明：若文件系统基于传统磁盘分区创建，扩展/缩减操作与上述 LVM 逻辑卷的操作完全一致。

逻辑卷快照

LVM 快照可保留逻辑卷某一时刻的完整数据，用于数据备份或恢复，核心特性：快照容量需不小于原 LV 容量（避免数据溢出）。

# 1. 创建快照（-s 表示快照，-n 快照名，-L 快照大小，指定原 LV）
[root@centos7 ~]# lvcreate -s -n webapp01-snap1 -L 10G /dev/webapp/webapp01
  Logical volume "webapp01-snap1" created.

# 2. 挂载快照（查看快照中的数据）
# 快照的文件系统和原先逻辑卷的文件系统的uuid是一致的。 默认情况下，快照和原卷同一时刻只能挂载一个。
# 一定要挂载，则需要修改uuid
[root@centos7 ~]# uuidgen 
bcb510b4-6e18-4b47-849f-c0b4f79dcc33
[root@centos7 ~]# xfs_admin -U bcb510b4-6e18-4b47-849f-c0b4f79dcc33 /dev/webapp/webapp01-snap01

[root@centos7 ~]# mkdir /webapp/webapp01-snap1
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01-snap1 /webapp/webapp01-snap1

# 3. 验证快照数据（与原 LV 一致）
[root@centos7 ~]# ls /webapp/webapp01-snap1
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

# 4. 在快照 LV 中写入新数据（验证快照独立性）
[root@centos7 ~]# echo hello world > /webapp/webapp01-snap1/hello.txt
[root@centos7 ~]# cat /webapp/webapp01-snap1/hello.txt
hello world

实际操作中：

[root@centos7 ~ 16:13:23]#  mount /dev/webapp/webapp01-snap1 /webapp/webapp01/
mount: 文件系统类型错误、选项错误、/dev/mapper/webapp-webapp01--snap1 上有坏超级块、
       缺少代码页或助手程序，或其他错误

       有些情况下在 syslog 中可以找到一些有用信息- 请尝试
       dmesg | tail  这样的命令看看。

常见原因及解决思路错误现象	可能原因	解决方法
bad superblock	快照元数据损坏或原始卷文件系统不一致	先 fsck 原始卷，再重新创建快照
unknown filesystem type	快照设备未激活或未格式化	lvchange -ay /dev/webapp/webapp01-snap1 激活
dmesg 显示 buffer I/O error	底层存储（如原始卷）有坏块或快照空间耗尽	检查 dmesg，扩展快照空间或修复存储

尝试强制挂载以回放日志

mount -t xfs -o ro,norecovery /dev/webapp/webapp01-snap1 /webapp/webapp01/

ro：只读挂载，安全

norecovery：不重演日志，直接挂载（可能丢失部分未提交数据，但能查看大部分文件）

如果这个成功，说明快照基本可用。之后卸载，再尝试不带 norecovery 挂载

umount /webapp/webapp01
mount /dev/webapp/webapp01-snap1 /webapp/webapp01/

为什么会出现这个问题？
创建快照时，原始卷上的 XFS 文件系统有未完成的日志（例如原始卷未卸载，或系统突然断电/崩溃）。

快照捕获了“日志未回放”的元数据状态，导致挂载时 XFS 无法自动完成恢复。

实际操作中，我尝试强制挂载以回放日志失败了，因为设备当前已经处于挂载状态，导致 xfs_repair 无法操作。我们需要先确认挂载情况并卸载，再进行修复。

1. 查看是否已挂载

mount | grep webapp01-snap1
df -h | grep webapp01

2. 如果发现已挂载（即使之前报错可能部分挂载），请先卸载

lsof | grep webapp01-snap1
fuser -mv /webapp/webapp01   # 如果有挂载点

3. 如果提示“设备忙”，查找占用进程

lsof | grep webapp01-snap1
fuser -mv /webapp/webapp01   # 如果有挂载点

然后 kill 相关进程或使用 umount -l（懒惰卸载）。

原因

之前的 mount 命令虽然报错，但可能部分挂载成功（比如挂载了但文件系统类型错误，导致无法访问，但内核仍认为已挂载）。

或者系统自动激活了 LVM 快照并尝试挂载。

解决后，重新执行 xfs_repair（此时设备不能挂载）

# 确保已卸载
umount /dev/webapp/webapp01-snap1 2>/dev/null

# 执行修复
xfs_repair -L /dev/webapp/webapp01-snap1

✅ xfs_repair -L 已成功执行，日志被清除，文件系统已修复。
现在可以正常挂载并使用这个快照了。

RAID 逻辑卷

LVM 支持创建 RAID 类型的逻辑卷（如 RAID1、RAID5），提供数据冗余保护，以下为实战示例。

1 环境准备

清理原有配置，为创建 RAID 逻辑卷做准备：

[root@centos7 ~]# umount /webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# umount /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# lvremove /dev/webapp/webapp01* # 删除原 LV 及快照

2 创建 RAID1 逻辑卷（镜像卷）

RAID1 提供数据镜像，单盘损坏不丢失数据：

# 1. 创建 RAID1 逻辑卷（--type raid1，15G 大小，卷组 webapp）
[root@centos7 ~]# lvcreate --type raid1 -n webapp01 -L 15G webapp
[root@centos7 ~]# mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01 

# 2. 挂载并写入测试数据
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html/
[root@centos7 ~]# cp /etc/ho* /usr/share/nginx/html/

3 模拟硬盘故障与修复

# 1. 模拟 /dev/sdd 损坏（写入零数据覆盖）
[root@centos7 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdd bs=1M count=256

# 2. 验证文件系统仍可访问（RAID1 冗余保护）
[root@centos7 ~]# ls /usr/share/nginx/html/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

# 3. 卸载并重新挂载（验证稳定性）
[root@centos7 ~]# umount /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html/

# 4. 修复 RAID1 逻辑卷
## 4.1 移除损坏的 PV
[root@centos7 ~]# vgreduce --removemissing webapp --force

## 4.2 重新添加 /dev/sdd 到卷组
[root@centos7 ~]# vgextend webapp /dev/sdd

## 4.3 修复 RAID1 逻辑卷
[root@centos7 ~]# lvconvert --repair /dev/webapp/webapp01

## 4.4 扫描 PV 变化
[root@centos7 ~]# pvscan

## 4.5 验证修复结果
[root@centos7 ~]# pvs|grep webapp
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <20.00g   4.99g
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <20.00g   4.99g
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g

4 创建 RAID5 逻辑卷示例

RAID5 兼顾容量和冗余（需至少 3 块盘，1 块做校验）：

# 创建 RAID5 逻辑卷：5G 可用空间，3 条数据条带，条带大小 64KiB，卷组 vg00，LV 名 mylv
lvcreate --type raid5 -L 5G -i 3 -I 64 -n mylv vg00

-i 3：指定 3 个数据条带（对应 3 块 PV）；
-I 64：条带大小 64KiB；
1 逻辑卷（–type raid1，15G 大小，卷组 webapp）
[root@centos7 ~]# lvcreate --type raid1 -n webapp01 -L 15G webapp
[root@centos7 ~]# mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01

2. 挂载并写入测试数据

[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html/
[root@centos7 ~]# cp /etc/ho* /usr/share/nginx/html/


### 3 模拟硬盘故障与修复

```bash
# 1. 模拟 /dev/sdd 损坏（写入零数据覆盖）
[root@centos7 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdd bs=1M count=256

# 2. 验证文件系统仍可访问（RAID1 冗余保护）
[root@centos7 ~]# ls /usr/share/nginx/html/
host.conf  hostname  hosts  hosts.allow  hosts.deny

# 3. 卸载并重新挂载（验证稳定性）
[root@centos7 ~]# umount /usr/share/nginx/html
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /usr/share/nginx/html/

# 4. 修复 RAID1 逻辑卷
## 4.1 移除损坏的 PV
[root@centos7 ~]# vgreduce --removemissing webapp --force

## 4.2 重新添加 /dev/sdd 到卷组
[root@centos7 ~]# vgextend webapp /dev/sdd

## 4.3 修复 RAID1 逻辑卷
[root@centos7 ~]# lvconvert --repair /dev/webapp/webapp01

## 4.4 扫描 PV 变化
[root@centos7 ~]# pvscan

## 4.5 验证修复结果
[root@centos7 ~]# pvs|grep webapp
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <20.00g   4.99g
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <20.00g   4.99g
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g

4 创建 RAID5 逻辑卷示例

RAID5 兼顾容量和冗余（需至少 3 块盘，1 块做校验）：

# 创建 RAID5 逻辑卷：5G 可用空间，3 条数据条带，条带大小 64KiB，卷组 vg00，LV 名 mylv
lvcreate --type raid5 -L 5G -i 3 -I 64 -n mylv vg00

-i 3：指定 3 个数据条带（对应 3 块 PV）；
-I 64：条带大小 64KiB；
--type raid5：RAID5 类型。

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Kismet_nvi

@Kismet_nvi

已为社区贡献2条内容

Linux 存储管理详解：基于 mdadm 的 RAID 与 LVM 技术实践

Kismet_nvi

今天课堂内容

RAID 存储

RAID 概念

RAID 实现方式

RAID 级别

RAID 实践

管理 RAID 0

1 创建 RAID 0

2 查看 RAID 0 状态

3 格式化与挂载 RAID 0

4 删除 RAID 0

5 补充说明

管理 RAID 1

1 创建 RAID 1

2 查看 RAID 1 状态

3 格式化与挂载 RAID 1

4 增加热备盘

5 模拟磁盘故障

6 删除故障磁盘

7 再次模拟故障

8 删除 RAID 1

9 补充说明

管理 RAID 5

1 创建 RAID 5

2 查看 RAID 5 状态

3 格式化与挂载 RAID 5

4 增加热备盘

5 模拟磁盘故障

6 删除故障磁盘

7 扩容 RAID 5

8 再次模拟磁盘故障

9 删除 RAID 5

10 重构 RAID 5

补充

LVM 存储

逻辑卷基本管理

1 传统硬盘分区管理的缺点

2 逻辑卷管理的优势

3 LVM 核心概念

4 LVM 基本管理流程

5 创建物理卷（PV）

6 创建卷组（VG）

7 创建逻辑卷（LV）

逻辑卷设备名格式说明

查看逻辑卷详细信息

8 在逻辑卷上创建文件系统

9 LVM 清理（删除 PV/VG/LV）

卷组的扩展与缩减

1 环境准备

2 扩展卷组（VG）

3 缩减卷组（VG）

逻辑卷的扩展与缩减

1 扩展逻辑卷（LV）

2 缩减逻辑卷（LV）

文件系统的扩展与缩减

1 扩展 XFS 文件系统

环境准备

扩展操作

2 扩展 EXT4 文件系统

环境准备

扩展操作

3 缩减 EXT4 文件系统

逻辑卷快照

RAID 逻辑卷

1 环境准备

2 创建 RAID1 逻辑卷（镜像卷）

3 模拟硬盘故障与修复

4 创建 RAID5 逻辑卷示例

2. 挂载并写入测试数据

4 创建 RAID5 逻辑卷示例

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