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【Linux系统】第五章 - 第七章 -2 逻辑卷 + RAID阵列

news 来源：原创 2025/5/22 7:45:18

文章目录

1、逻辑卷的概述
2、逻辑卷
- 2.1 硬盘分区
- 2.2 逻辑卷
- 2.3 总结
3、RAID磁盘阵列
- 3.1 什么是RAID
- 3.2 RAID的作用以及功能的实现
- 3.3 RAID的级别及解释
- - RAID 0
  - RAID 1
  - RAID 4
  - RAID 5
  - RAID 1+0
  - 总结
- 3.4 RAID模拟器
- - 热备盘
  - 参考视频链接

1、逻辑卷的概述

逻辑卷（Logical Volume，LV）是 Linux 系统中用于灵活管理磁盘空间的技术，建立在物理存储之上的逻辑存储层，可动态调整容量，提升存储管理的灵活性和利用率。

从磁盘分区角度看，逻辑卷管理（LVM）需先将物理磁盘划分为物理卷（Physical Volume，PV），这通常通过磁盘分区工具（如 fdisk、parted）完成，分区类型需设置为 LVM 专用（如 Linux LVM 类型），多个物理卷可组合成卷组（Volume Group，VG），作为逻辑卷的存储空间池。

从逻辑卷创建角度看，在卷组基础上可创建逻辑卷，通过 lvcreate 命令指定卷组名称、大小和逻辑卷名称，逻辑卷建立后需格式化（如 ext4、XFS 等文件系统）并挂载至目录使用，且支持通过 lvextend/lvreduce 命令动态扩容或缩容，无需重启系统或中断服务，显著提升存储管理效率。

2、逻辑卷

2.1 硬盘分区

参考博客：

https://blog.csdn.net/qq_69831828/article/details/147549457

2.2 逻辑卷

参考博客：

https://blog.csdn.net/qq_69831828/article/details/147549061

2.3 总结

在上两篇博客中已经将逻辑卷和磁盘分区的操作展现的比较详细了，在这里就不再详细说明。

3、RAID磁盘阵列

3.1 什么是RAID

"RAID"一词是由David Patterson, Garth A. Gibson, Randy Katz 于1987年在加州大学伯克利分校发明的。在1988年6月SIGMOD会议上提交的论文"A Case for Redundant Arrays of Inexpensive Disks”"中提出，当时性能最好的大型机不断增长的个人电脑市场开发的一系列廉价驱动器的性能所击败。尽管故障与驱动器数量的比例会上升，但通过配置冗余，阵列的可靠性可能远远超过任何大型单个驱动器的可靠性。

独立硬盘冗余阵列（RAID, Redundant Array of Independent Disks），旧称廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Inexpensive Disks），简称磁盘阵列。利用虚拟化存储技术把多个硬盘组合起来，成为一个或多个硬盘阵列组，目的为提升性能或数据冗余，或是两者同时提升。RAID 层级不同，数据会以多种模式分散于各个硬盘，RAID 层级的命名会以 RAID 开头并带数字，例如：RAID 0、RAID 1、RAID 5、RAID 6、RAID 7、RAID 01、RAID 10、RAID 50、RAID 60。每种等级都有其理论上的优缺点，不同的等级在两个目标间获取平衡，分别是增加数据可靠性以及增加存储器群）读写性能。

简单来说，RAID把多个硬盘组合成为一个逻辑硬盘，因此，操作系统只会把它当作一个实体硬盘。RAID常被用在服务器电脑上，并且常使用完全相同的硬盘作为组合。由于硬盘价格的不断下降与RAID功能更加有效地与主板集成，它也成为普通用户的一个选择，特别是需要大容量存储空间的工作，如：视频与音频制作。

3.2 RAID的作用以及功能的实现

作用

提高IO能力
提高耐用性
磁盘冗余备份

RAID的实现的方式

外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
内接式RAID：主板集成RAID控制器，安装OS前在BIOS里配置
软RAID：通过OS实现

总结

硬件方式：通过RAID卡
软件方式：通过RAID软件的方式

3.3 RAID的级别及解释

RAID 0

RAID 0：将数据分块存储于多块磁盘，无冗余机制，读写性能显著提升，但无容错能力，单盘故障会导致数据丢失。适用于对性能要求高且数据容错需求低的场景，如临时数据处理、视频剪辑缓存等。

在这里插入图片描述

raid 磁盘阵列 0
特点：

是否有冗余否（几乎不用）
是否提高写的性能是
是否提高读的性能是
最少几块可以组成 2块
磁盘利用的效率 100%
能坏几块 0

RAID 1

RAID 1：通过镜像复制数据，每块磁盘均有完整数据副本，可靠性极高但容量利用率仅 50%，成本较高。适用于存储关键数据，如数据库核心文件、服务器系统盘等，确保数据不丢失。
在这里插入图片描述

是否有冗余是
是否提高写的性能否
是否提高读的性能是
最少几块可以组成 2n(n>=1)块
磁盘利用的效率 50%
能坏几块 1

RAID 4

先有的RAID4再有的RAID5
在这里插入图片描述

raid 磁盘阵列 4
特点： 1 + 1 + 前两块的规则

是否有冗余有
是否提高写的性能不能
是否提高读的性能能
最少几块可以组成 3 +
磁盘利用的效率 n-1
- 能坏几块 1

RAID 5

RAID 5：采用分布式奇偶校验，数据和校验信息分布在所有磁盘，允许单盘故障，兼顾性能与可靠性，容量利用率为 (n-1)/n（n 为磁盘数）。常用于中小型企业服务器、文件存储系统等，平衡成本与数据安全需求。
在这里插入图片描述
特点：不再使用一整块磁盘来减少同一块磁盘上的计算量把算法分散到不同的盘上