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第七章,存储管理,第七章存储管理,存储管理(2),存储管理(3),第七章存储管理(2),本章要点,存储管理的基本概念和术语文件系统与逻辑卷的关系卷组、逻辑卷、物理卷的关系卷组、逻辑卷、物理卷的管理换页空间的功能和管理,7.1.1一些术语,卷组vg,逻辑卷lv,物理卷pv,逻辑分区lp和物理分区pp,文件系统filesystem,换页空间(pagingspace),卷组VG,hdisk0,hdisk1,hdisk2,rootvg,datavg,VG：VolumeGroup(卷组),一个卷组VG可以拥有多个硬盘，但至少拥有一个硬盘(hdisk)一个硬盘(hdisk)只能属于一个VG，不能同时属于多个不同VG用户可以创建多个不同VG，rootvg是操作系统所在的VG,卷组VG(2),物理卷PV和PP,hdisk(硬盘),PV,PP,PV：PhysicalVolume(物理卷)PP：PhysicalPartition(物理分区),Aix存储管理器中，一个硬盘就是一个PV一个PV要划分为大小相等的PP同一个VG中的不同PV的PP大小要一样，默认的PP大小为4MPV必须加入一个VG中，系统才能使用其存储空间,物理卷PV和PP(2),逻辑卷LV和LP,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,hdisk0,hdisk1,LV,(LogicalVolume),逻辑卷,映射关系,1,2,3,4,5,6,7,8,LP,(LogicalPartition),逻辑分区,n,Aix的存储管理一个很重要的特点就是引入了“逻辑卷”这个概念，几乎所有Aix的存储管理都围绕“逻辑卷”展开逻辑卷LV有多个逻辑上连续的逻辑分区组成逻辑分区与物理分区存在映射关系，他们大小一样,逻辑卷LV和LP(2),文件系统,hd4,LV,hd1,limhai,home,(root),LV,hd2,bin,usr,lpp,lib,hd9var,spool,var,etc,mnt,文件系统是数据存储方式，是存储文件的目录层次结构不同文件系统的数据存在硬盘的不同逻辑卷中AIX支持文件系统类型有：日志文件系统jfs、cdrfs、nfs等文件系统的内容通过目录连接在一起形成用户所见的文件视图,文件系统(2),换页空间,物理内存(RAM)为256M,操作系统,数据库应用,TCP/IP,共使用248M,如果一个需要32MB内存的应用程序启动后，RAM中的一些内容必须移出(页换出)，为应用程序腾出空间且保证被移出的内容在需要的时候还可以访问,操作系统,数据库应用,TCP/IP,(假设系统正运行Aix操作系统，数据库应用和TCP/IP),换页,换页空间(pagingspace),hdisk,4KB,7.1.2逻辑卷管理器,逻辑卷管理器(LogicalVolumeManager)Aix系统存储管理的核心技术逻辑上建立逻辑卷LV，映射物理卷上的硬盘空间，克服了传统物理直接分区管理的限制,磁盘的划分通过分区来实现，在系统安装之前用户必须正确选择每个分区的大小分区大小是固定不变的，同时也就限制文件系统和文件的大小分配给分区的磁盘空间必须是连续，这个特点限制了分区不能跨越多个物理卷,分区一,分区二,分区三,传统存储的缺点,LVM的优点,可分配非连续空间，可以跨越多个硬盘可以动态增大逻辑卷的大小方便存储管理操作，包括文件系统的备份、分区的删除、新分区的建立和文件系统的恢复等新的硬盘很容易动态地添加到系统,smit管理,#smitlvm,7.1.3存储结构图,逻辑卷管理器扮演的角色就是管理好逻辑卷与物理卷之间的映射关系，保证所有的上层存储操作命令都正确地把数据写入相应的物理设备中文件系统是数据存储方式。它扮演的角色就是以清晰层次结构的文件和目录，去管理好用户数据存取，保证用户写入的数据以可靠的存储方式存放，且无差错地响应用户请求的数据,逻辑卷管理器,rootvg,PV,PV,文件系统,LV,hd1,hd6,hd8,lv00,paging00,Mount表,jfs,pagespace,jfslog,jfs,pagespace,PP,home,limhai,类型,var,limhai,oracle,oracle,App-data,Mount点,datatvg,存储结构图(2),7.2.1卷组的意义,PV1,PV2,PV3,rootvg,datavg,卷组的意义(2),系统在安装时，在选择安装的内置硬盘物理卷创建了根卷组rootvg，并创建了Aix操作系统所必需的系统逻辑卷同一个VG中，PP大小相同；不同VG，PP大小可以不同一个硬盘必须加入一个卷组中(无论是加入一个已有的卷组或新创建一个卷组)，逻辑卷管理器才能使用这个硬盘，也就是系统才能使用其空间,用户数据的硬盘不要放在rootvg里，为他们独立创建VG，这样可以保证数据的安全和独立性，而且修改或安装操作系统时不会影响用户虽然一个VG最大可允许32个PV，但是让一个卷组增到多于三到四个物理卷是不明智的。因为VG中硬盘越多，整个VG的其他硬盘受到某个磁盘毁坏的影响的风险也越高,卷组的意义(3),7.2.2卷组描述区,卷组描述区：VGDA(VolumeGroupDescriptorArea)VGDA是硬盘上的一块区域，包含整个卷组的信息，比如VG所拥有的所有逻辑卷和物理卷信息当在一个VG中添加或删除一个PV时，会相应修改VGDA中的信息,卷组描述区(2),为了确保描述卷组内逻辑卷和物理卷管理数据的完整性，要激活一个卷组，系统要求必须要有足够的可用的VGDA的个数，即满足quorumquorum一般要求至少要有51%可用,VGDA分布图,拥有一个硬盘的VG,拥有两个硬盘的VG,拥有三个硬盘的VG,表示VGDA,PV1坏掉，剩33%的VGDA可用PV2坏掉，剩66%的VGDA可用,任何PV坏掉，剩66%的VGDA可用,7.2.3管理卷组lsvg命令,列出所有卷组,列出激活的卷组,查看rootvg的信息,管理卷组lsvg命令(2),列出rootvg的物理卷信息和状态,列出rootvg的逻辑卷信息和状态,管理卷组(2)smit工具,#smitvg,添加一个VG,#smitmkvg,创建VG时，就定义了VG中PP的大小,修改一个VG,#smitvgsc,命令为extendvg,命令为reducevg,命令为reorgvg,(根据优先分配策略重新分布卷组中逻辑卷的物理分区，有助于提高硬盘性能),导入导出VG,#smitimportvg,导入导出VG(2),如果用户的卷组建立在一到多个移动式硬盘上，而且需要移到其他系统上使用，则必须使用exportvg命令或用smit工具从当前系统调出卷组，用importvg命令或用smit工具把需要的VG导入到本系统被导出的卷组必须是先使他处于非激活状态，卷组被导出，系统将删除此卷组的所有信息不要试图导出rootvg卷组,停止/激活VG,停止卷组(使其不能被用户使用)#varyoffvgvgname当某个VG包含一个即将移到其他系统的外置硬盘时，先要执行这个命令，停止此VG对外服务要执行该命令，此VG内的所有逻辑卷必须是closed状态，不能是open状态,停止/激活VG(2),激活卷组(使其能被用户使用)#varyonvgvgname此命令作用和varyoffvg命令刚好相反,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,1,2,3,4,5,9,6,7,8,10,11,12,hdisk0,hdisk1,LV,逻辑卷,映射关系,1,2,3,4,5,6,7,8,LP,(LogicalPartition),逻辑分区,n,7.3.1逻辑卷的意义,逻辑卷的意义(2),系统安装后，默认创建了多个系统逻辑卷，他们是以hd打头，如hd4、hd1、hd2等创建了逻辑卷后，可以在上面创建应用，例如用于日志文件系统，如/dev/hd4；用于调页空间，如/dev/hd6；用于日志文件系统日志，如/dev/hd8；用于引导内核，如/dev/hd5；还可以直接是裸设备，用于数据库软件的数据存取等,逻辑卷的意义(3),每个卷组中用户可定义的逻辑卷最大可达256，但是实际的限制取决于分配给卷组的物理卷个数逻辑卷空间不足，只要卷组中还有足够的PP数量，那么逻辑卷空间都可以动态增大,7.3.2逻辑卷策略,镜像mirror,条带化striping,硬盘内部分配策略,镜像mirror,PP1,PP2,PP1,PP2,PP1,PP2,LP1,LP2,.,须在同一个VG,hdisk0,hdisk1,hdisk2,LV00,镜像mirror(2),镜像mirror也称做RAID1在建立逻辑卷时，用户可以实现逻辑卷中逻辑分区的镜像，在独立的不同硬盘中保存两个或三个副本(最多只能到三个)，从而保证硬盘出错时数据不受损坏而且是可用的某个VG中有很多个LV做镜像，用命令mirrorvg是最快捷的方式同时镜像这些LV,Parallel(并行)：每个副本的写请求是同时进行的，当更新时间最长的副本完成后，控制就返回给程序。执行效率很高，但当副本更新时若有硬盘错误发生，数据的完整性有可能遭到破坏，为了解决这个问题MirrorWriteConsistency(镜像写一致性)选项应置为on读操作时候，读最相近的副本，所以响应速率快,镜像的调度策略,镜像的调度策略(2),Sequential(串行)：当数据写到逻辑分区时，只有所有的副本都更新后控制才返回给程序，而且副本是一个个轮留更新。执行速率比并行镜像慢，但是数据完整性较好读操作时候，总是先读主副本,条带化striping,1,2,3,4,5,6,7,8,9,10,11,12,13,14,15,16,17,18,1,4,7,10,13,16,2,5,8,11,14,17,3,6,9,12,15,18,1、没有做条带化的数据块流：,2、做了条带化的数据块流：,PV,PV,做条带化也称做RAID0条带化把数据块均匀地分布在不同硬盘上访问逻辑卷上的连续数据时多个硬盘驱动器并行操作，提高了I/O的吞吐量,条带化striping(2),物理卷内分配策略,外部边缘,外部中间,中心,内部中间,内部边缘,硬盘的平面图,通常访问最频繁的LV分配在中心，访问不频繁的LV分配在边缘,访问速度,慢,慢,快,7.3.3管理逻辑卷lslv命令,查看lv00逻辑卷的信息,管理逻辑卷lslv命令(2),查看lv00的LP在PV上的映射关系,第一个LP映射hdisk0上的第126个PP,查看lv00在各个PV上的分布情况,管理逻辑卷(2)smit管理,#smitlv,添加一个LV,#smitmklv,创建的LV在硬盘内的分布策略,LP的大小决定于创建LV所在的VG所定义的PP大小,修改LV属性,#smitlvsc,给LV做镜像,#smitmklvcopy,指定给LV的副本数目，最多为三个,7.4.1物理卷的意义,PV,PP,(PhysicalVolume),物理卷,物理分区,hdisk,(PhysicalPartition),物理卷的意义(2),Aix存储管理器中，硬盘的概念就是PV硬盘添加到一个卷组过程中，就按卷组定义的PP的大小，被格式化称很多大小相等的PP同一个卷组中的不同PV的PP大小要一样，不同卷组的PP大小可以不一样系统新添加一块硬盘，系统认为这个硬盘是个设备，因为Aix系统的存储管理都是基于逻辑卷管理器，所以PV必须加入一个VG中，系统才能使用其空间,7.4.2管理物理卷lspv命令,外部边缘：外部中间：中心：内部中间：内部边缘,(在硬盘内部分布),PV的ID号,管理物理卷lspv命令(2),各个LV的PP在硬盘内的具体分配位置,管理物理卷migratepv命令,把硬盘hdisk1上的lv00转移到hdisk2上#migratepv-llv00hdisk1hdisk2这个命令用来把逻辑卷中的数据从一个硬盘转移到另一个不同硬盘，即硬盘间转移数据注意的是，这两个硬盘必须在同一个VG内才能使用migratepv，属于不同VG的硬盘是做不到的,管理物理卷(2)smit管理,#smitpv,7.4.3实例操作,替换一个做了镜象的坏磁盘的具体步骤1去除硬盘上的镜像因为硬盘是做镜像的，所以先要去除掉这块硬盘上的镜像，假设是硬盘hdisk4有问题，而lvdb02在上面做了镜像，操作命令如下：#rmlvcopylvdb021hdisk4我们可以用如下命令查看是否成功去除镜像：#lslvllvdb02,实例操作(2),2把硬盘从所在的VG中删除假设hdisk4本来属于mirrorvg卷组，则命令如下：#reducevg-fmirrorvghdisk4我们可以用如下命令查看是否成功删除hdisk4：#lsvg-lmirrorvg,实例操作(3),3从系统中删除硬盘这个设备从系统中删除硬盘这个设备，也就是从系统ODM的设备数据库中删掉有关hdisk4设备的信息，命令如下：#rmdev-d-lhdisk4(这命令对所有SCSI硬盘都适用，若硬盘是SSA，那么还需要再删除hdisk4所对应的pdisk设备),实例操作(4),4添加一个新硬盘给系统热插拔添加一个好的新硬盘后，运行下面命令，让系统自动搜索新设备，并在ODM中添加这个新硬盘：#cfgmgr我们可以用如下命令查看是否成功添加新硬盘：#lsdev-Ccdisk,实例操作(5),5把硬盘添加卷组假设我们刚才看到添加的硬盘编号还是hdisk4，那么执行下面命令把新硬盘hdisk4添加到mirrorvg卷组中：#extendvgmirrorvghdisk4,实例操作(6),6把镜像添加到硬盘在hdisk4给lvdb02逻辑卷做副本命令如下：#mklvcopylvdb022hdisk4我们可以用如下命令查看是否成功做了镜像：#lsvg-lmirrorvg,实例操作(7),7同步镜像把镜像添加到硬盘后，要用下面命令同步镜像：#syncvg-phdisk4再用如下命令查看是否一切恢复正常：#lsvg-lmirrorvg,7.5.1换页空间的意义,物理内存(RAM)为256M,操作系统,数据库应用,TCP/IP,共使用248M,如果一个需要32MB内存的应用程序启动后，RAM中的一些内容必须移出(页换出)，为应用程序腾出空间且保证被移出的内容在需要的时候还可以访问,操作系统,数据库应用,TCP/IP,(假设系统正运行Aix操作系统，数据库应用和TCP/IP),换页,换页空间(pagingspace),hdisk,4KB,换页空间工作原理,换页空间用来后备实际内存。实际内存分成若干4K大小的段，称为页帧(frame)，硬盘上换页空间的每个4K页作为内存中每个页帧的后备应用程序用到的所有程序和数据装入到实际内存的页帧后，还要映射到换页空间(pagingspace),当系统访问数据时，若数据不在实际内存中，系统则在最近没有被引用的页帧当中查找若在实际内存中找到合适的页帧时，如果其中的数据已被修改，系统将数据“换出”到换页空间，然后更改换页空间中的信息；如果数据没有被修改则不作页换出，直接覆盖该页帧的内容,换页空间工作原理(2),换页空间主要用途,并不替代实际内存，不过当实际内存负载过量时把换页空间作辅助内存换页空间是在硬盘中存储那些最近在内存没有访问到的信息。(当系统中实际内存的空间量减少到一定的阀值时，把一些最近没有使用的程序或数据从实际内存换出到换页空间以便释放内存给活动部分),换页空间主要用途(2),当换页空间剩余量很少，不能创建新进程时，系统有可能停止。如果使用量经常70%，应增大换页空间增大换页空间不一定对驻留在内存中的应用程序有益。频繁的换页会导致“抖动”(thrashing)，这种情况下系统花于换页的时间多于执行时间,换页空间分布策略,hd6,paging00,paging01,hdisk1,hdisk2,hdisk3,rootvg,othervg,多个换页空间的大小最好一致将换页空间移到访问较少的硬盘不要把一个换页空间跨越多个硬盘把换页空间分配在硬盘中部位置以提高换页效率使用多个换页空间并分配在不同的硬盘最好一个硬盘内只有一个换页空间,换页空间分布策略(2),7.5.2管理换页空间,换页空间一般占用硬盘空间是实际内存的两倍，但是实际需要的换页空间大小直接取决于系统安装的应用程序类型激活换页空间可以动态增大从Aix5.1版本开始，激活的换页空间可以动态非激活，页可以动态缩小空间大小从Aix5.1版本开始，要删除一个换页空间，只要先使他处于非激活状态，然后就可以执行rmps命令即可，不需要重新启动,换页空间不足,“INIT：Pagingspaceislow”“ksh：cannotforknoswapspace”“Notenoughmemory”“Forkfunctionfailed”“fork()systemcallfailed”“Unabletofork,toomanyprocess”“Forkfailurenotenoughmemoryavailable”“Forkfunctionnotallowed.Notenoughmemoryavailable”“Cannotfork：Notenoughspace”,若执行命令出现如下的错误信息表示换页空间不足：,查看使用情况,查看换页空间使用具体情况,查看实际内存大小,当前是否处于激活状态,查看换页空间使用总体情况,重启后是否自动激活,/etc/swapspa