AIX上vg ,pv,filesystem基础.doc

AIX上vg,pv,filesystem原理基础(2012-03-07 20:27:56) 转载我们在使用PV之前必须将其“加入”到Volume Group（VG，卷组)中，或直接在上面创建卷组。当PV从属于一个VG后，其空间被分为许多大小相同的最小分配单元，每一块被称为一个Physical Partitions（PP 物理分区）。这如建筑时将各种不规整的石头切成同样大小“砖头”同一个样，目的是以后建筑的过程中可以按照需要取用“砖头”堆砌，而不会受到“石头”形状、大小的限制。因此，VG中的 PP大小都相等，无论原有磁盘大小多少。我们可以继续在VG上创Logical Volume（LV，逻辑卷），这是留给程序使用的设备，可以跨多个磁盘(即 PV）,但是不能跨越VG。创建逻辑卷时需要给逻辑卷指定名称和大小，大小的单位是PP的大小，即最少要占用1个PP大小的空间，最多没有特别的限制。但在默认情况下，每个LV可能有256或512（根据不同操作系统版本）个PP的限制，不过这个限制是软限制，可以任意修改。 组成逻辑卷的真正单位是PP，但被称为LP，即Logical Partitions(LP，逻辑分区），引入额外的LP的原因是镜像。AIX 正是通过PP和LP之间的倍数对应关系，来实现数据镜像的。每个LP根据镜像要求，对应到1-3个PP的物理空间上，对应1代表没有镜像，2表示一份镜像，3表示两份镜像。在AIX中，逻辑卷被当作一种特殊的块设备，在/dev/目录下能看到对应的设备名，例如:/dev/rmylv -charact（字符) 类型的设备名/dev/mylv -block （块) 类型的设备名逻辑卷可以直接被应用程序使用，这种使用方式叫做裸设备方式；也可以在逻辑卷上创建文件系统，然后按照普通文件操作方式使用。当AIX识别到一个新PV时，先检查它是否有PVID。PVID是分配给每个PV的唯一识别号，记录在磁盘的操作系统保留区内，如果AIX已经（或者曾经）识别了这个磁盘，则会在ODM中也记录一份PVID。如果旧磁盘被移走，AIX中对应的设备(hdisk 会变成defined状态。但hdisk设备号保留，当磁盘“还”回来，使用cfgmgr会重新看到这一hdisk变为available状态。如果它是全新的磁盘，没有PVID，AIX只能看到磁盘设备available，而PVID一项是none。此时对此PV除了在其上创建VG或将其加入到某个已经建立的VG中、设置一个新的PVID、从系统中删除此PV之外，不能进行其它操作。而创建VG和加入VG动作将自动给这个 PV分配新的PVID 。重新置PVID命令有两个:#chdev -l hdiskx -a pv=yes-强制hdiskx分配一个新的PV ID#chdev -l hdiskx -a pv=clear -强制清除hdiskx已经使用的PV ID注意:系统中管理PV完全依靠PV ID，尽管有诸如hdiskx这样的设备号可用，但是操作系统对于磁盘的识别仍然是依靠PVID的，也就是说hdisk 数字可能会变，即使对于同一台小型机也是如此，而PVID永远不会改变，即使拿到另一台机器上PVID也不变（直到执行了以上可以改变PVID的操作）。保持PVID不变，靠PV ID识别共享磁盘也是双击热备份的基础。从另一个方面来讲，如果你用上面的命令改变了 PV ID，操作系统就认为原来的磁盘消失了，而且再也不能找回来。更不巧的是如果原有的PV还属于某个VG，那么这个VG再也发现不了它原来的成员盘（PVID已经改变），这个盘上的数据就无法找回，虽然磁盘和数据依然在那里。修复这个问题只能直接用底层的ODM操作，已经超出了本书的范围，有兴趣的朋友可以自己研究下相关的材料。VG被激活后才能被访问（读/写及察看VG信息等操作)，同时此VG也被执行激活命令的操作系统映像“锁住”，不允许别的操作系统映像访问（包括执行激活命令）。激活与释放VG的命令分别是:#varyonvg vg_name 激活此VG，不允许别的操作系统映像访问#varyoffvg vg_name 释放此VG，允许别的操作系统映像访问但要注意，这个锁只是逻辑的锁（在磁盘上做一个标记）,而且当VG被激活后，如果发生机器突然宕机，操作系统可能没有能执行磁盘解锁的命令（清除标志位)，则其它机器就无法再激活此卷组了！需要执行带-f参数的强制命令激活此卷组:#varyonvg -f vg_name有时甚至需要使用更底层的命令手工清除锁标志，此命令为lquerypr或pcmquerypr。由于此命令属于底层命令，对于初学者，容易操作不当，导致错误的结果，请谨慎使用。VGDA（Volume Group Descriptor Area)把PV加入VG之后才可以使用，一个PV只能属于一个VG（一个VG根据其类型不同可能拥有最多32-1024个PV）。VG中包含哪些PV都写在VG中的一个区域中，这个区域就是VGDA，VGDA中记录了很多VG的重要信息，包括VG中包含的所有PV的PVID。由于VGDA内的信息非常重要，因此VGDA被保存了多份。如果VG中只有一块磁盘( PV )，则在此磁盘上存有两份VGDA；如果VG中有两块磁盘，则第一块磁盘有两份VGDA，第二块磁盘上有一份；如果VG中包含三块或更多的磁盘，则每块磁盘上都有一个VGDA的 copy.完好的VGDA数量与VG中总磁盘数之比被称为Quorum，如果Quorum小于50%，此VG将不能被继续访问（如果已经被激活，则会自动关闭），这样做是为了防止数据被进一步破坏，而等待专业人员修复（这是基于这样一种设计理念：如果可能发生危害数据的操作，什么都不做的结果远远好于人有该操作为所欲为)。由于在每块磁盘上都至少有一份VGDA，所以在一个新小型机上，只要给出位置VG中的一块磁盘，就可以正确识别出全部VG信息，并“注册”到新的小型机上，这个过程叫做import，命令是:#importvg -y vg_name hdiskx其中vg_name是你希望的VG名，hdiskx是此VG中任一磁盘。由于在执行importvg命令的时候可以自定义VG名，因此系统中并没有更改VG名称的命令，如果你想改VG的名称，则需要先执行exportvg命令（把此VG在系统中的定义删除掉，再用新名字importvg进来）反之，如果想把某个VG的信息从一台小型机上删除，则需要执行#exportvg vg_name此操作并没有对磁盘做任何操作，磁盘上的数据依然存在，包括VGDA里面的内容。此命令只是将此VG在AIX操作系统中的定义删除了，任何时候你还可以再重新imprt回来。在执行importvg 的时候，操作系统可以指定磁盘上读到VG中所有磁盘(PV)的定义（还记得VG中每块磁盘上都至少有一份VGDA，也就是全部VG信息的定义么?)，如果操作系统发现此VG的一些磁盘并没有被系统标识到（通过PVID找寻到，即VGDA中包含某个PVID在操作系统中所有磁盘设备上都找不到，可能的原因即包括该磁盘不存在，也可能是PVID没有正确读出来），那么系统将计算Quorum。如果Quorum50%，则依然可以执行importvg，但会有警告信息；而当Quorum察看vg 参数是否在启动后激活VG:双机共享的VG（磁盘)不能设置自动激活，否则可能引起冲突(一台机器启动后激活VG，并将磁盘锁住；而另一台机器启动的时候，也试图激活此VG，如果不是并行卷，两台机器同时激活同一个VG会产生错误）。反之如果单机使用，则通常要选择自动激活，这样避免了手工操作的麻烦。是否需要Quorum:如果打开Quorum，当VG中不可访问的磁盘数超过一半，系统会强制禁止使用此VG（如果此VG已经被varyon，则自动执行varyoffvg命令）或者不可以激活此卷足（如果此VG还没有被varyon)，以防止数据进一步损坏，等待专业人员处理。enhanced-capable模式：如果安装了 bos.clvm.enh文件集（非缺省安装，需要自己选择)，则增加了另一个VG模式参数:enhanced-capable。此模式可以与任何VG类型并存，需要通过smitty chvg 或者chvg 命令修改，此模式是为了配合HACMP（PowerHA）而设置。AIX本身不支持并行文件系统，所以文件系统不能同时被两个AIX内核mount （就是双机同时mount 共享文件系统），以避免双方同时写入数据，损坏文件系统。HA在进行切换接管的时候，就需要在一个节点umount文件系统，varyoffvg,再从另一个节点varyonvg 、mount文件系统。尽管这些操作都是由HA自动完成，但操作本身还是延长了接管时间。enhanced-capable 模式正好配合HA，它允许主节点正常使用VG，mount文件系统；备用节点虽然也varyonvg，但处于只读状态，并不mount文件系统，这样VG接管步骤省略，接管时间减少。concurrentVG模式:VG 还有一种concurrent 模式，它与刚才提到的enhanced-capable 不同，这是完完全全的并行模式，也是配合HACMP使用，但这种情况下的VG不能（可以创建，但不应当创建）存在文件系统，只能有裸设备（即LV），由应用程序控制数据读写锁，保证数据一致性，操作系统只管埋头读写。以上两种模式（他们不会并存），都需要HACMP控制VG的varyon/off，操作系统不能开机自动varyonvg。如果为了管理需要可以手工varyonvg.File System；文件系统参数AIX通常使用JFS( Jonural File System,日志文件系统，也可能是第二代：JFS2文件系统）。常见的文件系统是NFS和CD-ROM文件系统。JFS通常与UNIX/Linu下的文件系统类似，但略有不同，它使用类似数据库循环log的重做日志方案对所有文件系统操作(不包括数据操作，只对修改文件系统结构的操作有效，例如修改文件名、文件大小等)进行跟踪。在真正执行此操作之前，先在log中记录，然后才做更新，如果在更新过程中（可能需要修改磁盘上的多处信息），小型机发生故障停机，会造成更新不完全，数据丧失一致性。但由于在AIX中有log机制，当小型机重新启动时，可以查询log,重做最后的更新，这样保证了数据的一致性。此机制在数据库应用中广为采用，在文件系统中使用的比较少。因此大部分UNIX系统在宜昌停机后重启动的时候，往往都需要执行文件系统检查和恢复（全文件系统fsck检查)操作而AIX可以避免不必要的修复工作，大大加快了重启动的时间。AIX文件系统有许多参数可以调整:允许大文件:允许在此文件系统上创建大文件（超过2GB，当然还要考虑/etc/security/limits中fsize的限制）。NBPI：Number of bytes per I-node，每个inode能代表的磁盘空间大小。Fragment碎片大小：以前版本遗留技术，已经很少使用，JFS2 此参数为固定值，已经不再考虑。AG大小：Allocation Group文件分配组大小，每次增加文件系统大小的最小单位。User quota:用户使用空间配额，限制用户过度使用文件系统。我们知道，每个文件在UNIX中占用一个或者多个inode所代表的存储空间，如果文件有很多，每个文件很少，则希望inode代表的空间少一点，从而提高存储利用率；反之，如果文件较少，每个文件很大，则需要inode代表的空间大一点，减少inode数量（inode本身也占据空间），也能提高存储利用率。所以在创建文件系统的时候，需要做好平衡。由于每个inode代表的空间（也就是NBPI）在创建文件系统的时候设定，并且不能更改。所以为了提高效率，要仔细考虑。一般来说，可以用表4-20所示的参数设定文件系统。查看文件系统是否使是Large File Enabled（支持Large File 的文件系统）的命令是:$lsfs -q /homeName Nodename Mount pt vfs Size Options Auto Accounting/dev/hd1 - /home jfs 131072 - yes no(lv size:131072 ,fs size 131072,frag size ：512 ，nbpi :4096 ,compress :no ,bf false,ag : 8)bf:false 表示普通文件系统 standard file systembf:true 表示Large File Enhanced file systemAuto:yes 表示系统启动后自动mount 此文件系统。Accounting：no 表示不对此文件系统进行配额限制。当许多用户公用同一个文件系同时，可以通过对用户使用空间的配额限制，来防止他过度使用此文件系统。由于使用配额限制需要耗用一定的系统资源，因此对于通常AIX系统，如果不是提供给终端用户登录使用，通常不需要进行配额限制。JFS2 文件系统JFS2 扩展了许多新功能，例如目录排序、动态空间分配等。由于JFS2 使用了BTree 作为新的元数据（metadata) 排序算法，许多JFS中的限制都被解除了:(1) inode数量动态分配，仅受限于文件系统大小(2)文件系统大小仅受限于磁盘空间（IBM 测试过 1PB=1000TB=1000000GB)(3)文件系统中文件数量也仅受限于磁盘空间（IBM 测试过 1PB）(4)JFS log可以保存在文件系统所在的逻辑卷中（inline方式），而不用再使用另一个专门的逻辑卷（JFS要求每个VG中至少要有一个用于存放JFS log 的逻辑卷，但在同一VG中的文件系统可以公用同一个JFS log逻辑卷）问题：JFS 或者JFS2文件系统的log是做什么用的？答案:任何文件系统都要考虑自身的强壮性问题，也