第六章--存储管理.doc

AIX 4.3.3系统管理培训教材
第六章 存储管理
6.1 存储管理概述
6.1.1 AIX V.4存储构件
l 文件
l 目录
l 文件系统
l 逻辑存储
l 物理存储
l 逻辑卷管理程序
上面列出的是AIX V.4存储的基本构件。用户使用文件和目录，系统管理员还要管理其它部分。

传统的UNIX磁盘存储

l 固定分区
l 增大分区的长度十分困难
l 限制文件系统和文件的大小
l 要求分配给分区的磁盘空间连续
l 需要花费时间和精力作预先计划

传统上，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。每个文件系统占据硬盘的一个分区。
改变分区和文件系统的长度十分复杂，它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步骤。
分区的一个主要限制是每个分区必须由连续的磁盘空间组成，这个特点限制了分区只能存在于一个物理磁盘上，而不能跨越多个物理卷。因为文件系统通常包括在一个分区内，所以文件系统不能大于最大的物理磁盘，这意味着不存在大于最大物理磁盘的单个文件。

LVM的优点

l 逻辑卷可分配非连续空间
l 逻辑卷可以跨盘
l 可动态增大逻辑卷的大小
l 逻辑卷可以镜像
l 系统增加硬盘操作简便
l 逻辑卷可以实现坏块重分配
磁盘空间管理的大多数问题通过逻辑卷的实现而解决。

在传统的UNIX实现方法中，在系统安装前用户必须给每个分区选择正确的大小。每个文件系统在硬盘上占据一个分区。修改分区和文件系统的大小并不是一件轻松的事情，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。
因为分区必须由单个设备的连续空间组成，当其它分区必须移动以腾出空间来建立新分区时，用前面描述的方法，这个过程可能变得更加困难。
在AIX中，增加逻辑卷管理程序从根本上消除了这些问题。
6.1.2物理存储

l 物理卷（PV） 硬盘
l 物理分区（PP） 物理磁盘分配的最小单位
l 卷组（VG） 相关磁盘（PVs）的集合

在AIX V.4中，“物理卷”是用于标识物理盘的名称。一个物理卷可以从内部或者外部连接到系统。使用物理卷之前，必须把它增加到一个已经存在的卷组，或者给它建立一个新的卷组。
往系统增加物理卷时，/dev目录中也建立了一个相应的/dev/hdiskn设备文件，可以用这个文件名直接访问该物理卷，但一般不这样做。
一个物理分区是物理卷的一个划分块，这是AIX V.4中磁盘空间分配的基本单位。
一个卷组内的所有物理分区具有相同的大小，缺省值是4MB。
卷组是AIX V.4存储分配的最大单位，卷组由一组物理卷（磁盘）组成，这些物理卷通过一个卷组名访问，卷组内所有物理卷组成的存储空间可以分配给单个对象。
卷组（例如一组外置式SCSI磁盘）可以从一个系统脱离连接关系，直接连接到另一系统。
管理卷组相当于管理物理卷上的物理分区集合，同一卷组内物理分区的大小是一样的。

卷组

用户可以：
l 往rootvg增加新的磁盘
l 必要时建立新的卷组
（外置式磁盘应该处于独立的卷组中）
建立新卷组的必要性
l 使用户文件系统与操作系统分开
l 如果卷组内已有3到4个磁盘
（再增加不利于系统崩溃恢复）
l 安全性要求
l 维护性要求
l 便于携带的外置硬盘作单独的卷组

系统在安装时，创建了根卷组（rootvg），包含选择安装的内置硬盘（物理卷）和系统逻辑卷，逻辑卷在此只作简单的讨论。
如果用户还有磁盘，可以增加到rootvg,也可以给它们创建新的卷组。让一个卷组增到多于三到四个物理卷是不明智的，因为通过那些物理卷管理物理分区十分复杂。而且，当一个磁盘毁坏时，可能受影响的逻辑卷会比只有两或三个磁盘的情况多。
专门建立用户卷组使得维护更容易，因为修改或安装操作系统时不会影响用户数据。
为了安全起见，用户可以用varyoffvg使卷组不可用。

卷组描述字区

l 卷组描述字区（VGDA）是磁盘上的一块区域，至少每个物理卷一块，包含整个卷组的信息。
l Quorum指定激活卷组（varyonvg）必需的VGDAs个数
物理卷中VGDAs的位置

VGDA VGDA包含整个卷组的信息；例如，所有逻辑卷和物理卷信息。通常每个物理卷存一份VGDA，也有例外情况：当卷组中只有一个或两个磁盘时（如上图所示）。
Quorum quorum表示要激活一个卷组，必须至少有quorum个VGDAs可用，通常要求需要可用的VGDAs达51%或更多。为了确保描述卷组内逻辑卷和物理卷管理数据的完整性，至少需要quorum个VGDAs副本可用。注意：系统管理员可以忽略quorum强制激活卷组，但我们并不建议用户这样做，除非是紧急情况下作错误恢复。
6.1.3 逻辑存储

l 逻辑分区（LP） 映射到物理分区
l 逻辑卷（LV） 逻辑分区的集合，
可以跨越物理卷

物理分区是磁盘分配的最小单位，每个逻辑分区映射到一个实际存储数据的物理分区。
显然，卷组内的逻辑分区与物理分区具有同样的大小。
逻辑卷由卷组内的一个或多个逻辑分区组成。
如果卷组包含一个以上的物理卷，那么逻辑卷可以跨越物理卷。逻辑卷不要求在物理卷内空间连续，它们指向的物理分区可以是卷组内物理卷的任何位置。
假设卷组有足够的空闲物理卷，逻辑卷可以随时增大。甚至当用户在使用逻辑卷时也可用SMIT菜单动态实现。但是逻辑卷的减小不大容易，需要备份文件系统，然后重建较小的逻辑卷再作文体系统的恢复。
逻辑卷由逻辑分区组成，所以建立逻辑卷时，其大小需增长到逻辑分区大小的整数倍。典型的逻辑/物理分区大小是4MB，所以逻辑卷的大小是4MB的倍数。逻辑/物理分区大小范围是1MB~256MB。
卷组的实现将物理存储和逻辑存储有机地结合在一起。
下表列出的是系统实现对存储管理参数的限制：
逻辑存储管理限制
卷组
255/系统
物理卷
32/卷组
物理分区
1016/物理卷；1M-256MB/物理分区
逻辑卷
256/卷组
逻辑分区
32512/逻辑卷

逻辑卷的用途

逻辑卷可以包含
l 日志文件系统（例如：/dev/hd4）
l 换页空间（/dev/hd6）
l JFS日志（/dev/hd8）
l 引导逻辑卷（/dev/hd5）
l 无内容（裸设备）

系统在安装时自动创建了一个卷组（rootvg）,卷组由启动系统需要的逻辑卷的基本集组成，还可能建立了用户在安装程序中指定的其它卷组。rootvg包含的内容有：换页空间、日志、引导数据和转储（dump）区，各自在不同的逻辑卷内。
可以用mklv命令或SMIT菜单建立新的逻辑卷，这个命令允许用户指定逻辑卷名和定义它的特性。
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。
AIX V.4基本的文件系统是日志文件系统：它采用数据库日志（journaling）技术来维护数据的一致性。用户对文件、命令、应用程序的访问通过文件系统的目录结构来完成。
换页空间是固定的磁盘存储，存储虚存中当前没有该问的信息。
日志（journal log）是存放文件系统结构（在后面将做详细讨论）修改信息的逻辑卷，磁盘上的结构一旦修改，日志逻辑卷的内容也随之修改。
引导逻辑卷是磁盘上包含引导映象（image）的物理连续区域。
裸设备只是空的逻辑卷，有时应用程序，例如数据库软件，可能需要直接访问裸设备。
6.1.4 文件系统

l 文件系统是：
~数据存储方式
~目录层次结构
l AIX支持的三种文件系统类型：
~日志文件系统（jfs）
~CD-ROM文件系统（cdrfs）
~网络文件系统（nfs）
l 不同的文件系统由目录连在一起形成用户所见的文件视图

文件系统是存储文件的目录层次结构，由一个根目录和许多子目录组成。
AIX支持三种类型的文件系统：
Jfs 日志文件系统，存在于磁盘上的一个逻辑卷内
Cdrfs CD盘的CD-ROM文件系统
Nfs 通过网络访问的文件系统
每种类型可以建立多个文件系统，在AIX系统中，不同的文件系统连接在一起，形成有一个根的单棵文件树。
不同文件系统的数据存在磁盘的不同区域上，文件系统的长度不变时，即使整个系统仍有空闲的磁盘空间，当某个文件系统满时也会发生文件系统满错误。

文件系统的功能

l 可以放置在磁盘上的任何地方（性能好）
l 一些任务操作在文件系统上比操作在文件系统的每个目录上更有效。如备份，适移，在整个文件系统采用安全性措施。
l 可以通过文件系统限制用户的磁盘用量（限额）
l 易于维护整个文件系统结构的完整。当一个文件系统崩溃时不影响其它文件系统
l 特殊的安全性要求
l 把数据和程序组织成组，以减轻文件管理的复杂度和提高性能。

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AIX V.4 的标准文件系统

注：图中所画的是逻辑设备而不是物理设备

当AIX时V.4首次安装时，只有5个日志文件系统：
l /（根）=/dev/hd4
在文件层次树的顶点，包含对操作系统来说至关重要的文件和目录，包括设备目录和完成引导
过程的程序。
l /usr=/dev/hd2
操作系统命令、程序库和应用程序。可以通过网络共享。
l /var=/dev/hd9var
可变假脱机和日志文件，文件系统里的文件根据系统活动经常变化。
l /home=/dev/hd1
用户主目录（AIX早期版本使用/ u）。这是存放用户数据的传统文件系统。
l /tmp=/dev/hd3
所有用户都可以访问的空间，用作工作空间和存储临时文件，应该经常清除。

/etc/fiesystems

/:
dev=/dev/hd4
vfs=jfs
log=/dev/hd8
mount=automatic
check=false
type=bootfs
vol=root

/home:
dev=/dev/hd1
vfs=jfs
log=/dv/hd8
mount=true
options=rw
account=false

/etc/filesystems文件记录文件系统分布特性和属性，是以节的形式存放的，一个资源名后跟冒号和属性列表，属性列表格式是属性=值。
/etc/filesystems文件中的每一节指定文件系统安装的缺省目录位置。
文件系统属性指定了文件系统的所有参数，如下：
check fsck命令执行时用来确定是否对文件系统进行检查，True表示要求检查
dev 用于本地安装，标明文件系统对应的块特别文件或要安装的文件或目录
mount 被mount命令使用，确定文件系统的安装。可能的取值有：
automatic文件系统在系统启动时自动安装
true 在系统初始化期间运行mount all命令自动安装这些系统
false 文件系统不自动安装
type 用示标识所有能用mount –t命令安装的相关文件系统
vol 被mkfs命令用来给新的文件系统作标记
log 文件系统修改时，存储日志数据的设备（该选项仅对日志文件系统有效）

文件系统安装

l 安装：将文件系统与层次目录连接起来
l 文件系统与/dev下的特别文件（逻辑卷）相联接
l 文件系统安装时，逻辑卷及其内容连接到层次树结构的一个目录上

指定安装点时必须使用完整的路径名。
可以在启动时自动安装文件系统。
如果使用SMIT建立文件系统，安装点自动创建。
安装（mount）和拆卸（unmount）可通过SMIT菜单完成。

在空目录上安装

为了让用户访问文件系统中的数据，必须先安装文件系统，当文件系统安装后成为文件和目录层次树结构的一部分，从用户的角度看，并不知道文件系统开始和结束的地方。

在文件上安装

文件系统可以安装在已有的文件和子目录“上”。结果使得原来的文件和子目录变成对用户不可见，即是不可访问的。当然这些数据并没有丢失，对安装的文件系统运行unmount命令后，又可以再被访问。
不是每个人都有权随便安装文件系统。这个权限基于两点：缺省安装点（如文件/etc/filesystems所指定的），及用户是否对安装点具有写许可权。倘若用户属于system组且有对安装点有写许可权，他们可以进行文件系统的安装。Root可以在任何目录安装，忽略安装点的许可权设置。

列示文件系统
# lsfs
Name Nodename Mount Pt VFS Size Options Auto
/dev/hd4 -- / jfs 65536 -- yes
/dev/hd2 -- /usr jfs 1982464 -- yes
/dev/hd1 -- /home jfs 1089536 rw yes
……
用户可以 用lsfs命令列示已定义的各种文件系统，该命令以一种更易读的形式显示来自/etc/filesystems和相关逻辑卷的信息。
lsfs命令也显示CD-ROM文件系统和远程NFS文件系统的信息。
lsfs [ -q ] [ -cl-1 ] [-v vsftype] |-u mountgrp] filesystem
数据可以按行和冒号（-c）或分节（-1）格式显示
可以指定列出特定类型的文件系统（-v），或者指定安装组内的文件系统（-u），-q选项可从超级块（superblock）取得段长信息，压缩算法和每个i 节点的字节数。
smit fs 与lsfs命令功能相同

例示逻辑卷信息
# 1svg -1 rootvg 按卷组列示逻辑卷
LVNAME TYPE LPs pps PVs LVSTATE MOUNTPOINT
hd6 paging 32 32 1 open/syncd N/A
hd5 boot 1 1 1 closed/syncd N/A
hd8 jfslog 1 1 1 open/syncd N/A
……

1slv 1vname
列示指定逻辑卷信息

6.2逻辑卷管理
# smit 1vm
Logical Volume Manager
Move cursor to desired item and press Enter.
Volume Groups
Logical Volumes
Physical Volumes
Paging Space
……
逻辑卷管理程序菜单用来执行系统存储的许多功能：
l Volume Groups（卷组）——提供管理卷组的工具。“Define a Fixed Disk for the Operating System (在系统中定义硬盘)”菜单复用了该菜单上的一些项目。
l Logical Volumes（逻辑卷）——提供管理逻辑卷的工具。特殊的逻辑卷，如包含日志文件系统，换页空间或转储区的逻辑卷可以通过各自的菜单管理。但是该菜单给出了对逻辑卷特性的底层控制。例如，分区分配策略和逻辑卷镜像的特性只能由此设置。当逻辑卷不包含AIX文件系统等特殊用途时，也通过该菜单管理。
l Physical Volumes （物理卷）——管理物理卷（固定磁盘）菜单，该菜单复用了“Devices”的“Fixed Disks”子菜单上的选项。
l Paging Space（换页空间）——允许用户增加、删除、激活和列示可用的换页空间。
6.2.1 卷组

l 物理卷（PV） 硬盘
l 卷组（VG） 相关磁盘的集合（PVs）

物理卷 硬盘。每个卷组中的物理卷上限是32个。
卷组 相关物理卷的集合。
每个物理卷只能属于一个卷组。
卷组中物理分区大小相等。
每个系统最多可有255个卷组。
物理卷是可移动式硬盘时，最好单独分配一个卷组。

SMIT卷组菜单
# smit vg
Volume Groups
Move cursor to desired item and press Enter.
List All Volume Groups
Add a Volume Group
Set Characteristics of a Volume Group
List Contents of a Volume Group
Remove a Volume Group
Activate a Volume Group
Deactivate a Volume Group
Import a Volume Group
Export a Volume Group
Back Up a Volume Group
Remake a Volume Group
List Files in a Volume Group Backup
Restore Files in a Volume Group Backup
……

显示卷组信息
l 列示所有的卷组
#1svg
rootvg
#1svg -o
rootvg
l 列示卷组信息
#1svg rootvg
Volume Group: rootvg VGIDENTFIER: 001e975be7bff6dc
VGSTATE: active PPSIZE: 4 megabyte(s)
VGPERMISSION:read/write TOTAL PPs: 777(3108 Megabytes)
MAXLVs: 256 FREE PPs: 75(300 megabytes)
LVs: 9 USED PPs: 702(2808 Megabytes)
OPEN LVs: 8 QUORUM: 2
TOTAL PVs: 2 VGDESCRIPTORS: 3
STALE PVs 0 STALE PPs 0
ACTIVE PVs 2 AUTO ON: yes
1svg命令用来列示系统中的卷组
不带选项时，列出卷组名，-o选项列出活动卷组，还可以列出指定卷组的状态信息，
如:1svg volumgroup
上述命令给出卷组状态信息，最有用的信息是：
状态（active/inactive/complete）
物理分区的大小（缺省值是4MB）
物理分区的总数
空闲物理分区数

列示卷组信息
l 列示卷组的信息
~物理卷
#1svg –p rootvg
rootvg:
PV_NAME PV STATE TOTAL Ps FREEPs FREE DISTRIBUTION
hdisk0 active 252 0 00..00..00..00..00
hdisk1 active 525 75 30..00..00..00..45

~逻辑卷
# 1svg –1 rootvg
rootvg:
LV NAME TYPE LPs PPs PVs LV STATE MOUNT POINT
hd6 paging 32 32 1 open/syncd N/A
hd5 boot 1 1 1 closed/syncd N/A
hd8 jfslog 1 1 1 open/syncd N/A
hd4 jfs 8 8 2 open/syncd /
hd2 jfs 242 242 2 open/syncd /usr
hd9var jfs 10 10 2 open/syncd /var
lv00 jfs 133 133 2 closed/syncd /home/john
lv01 jfs 250 250 1 open/syncd /backup

1svg –p Volumegroup
列出卷组内所有物理卷的信息。包括：物理卷名，物理卷状态（活动或非活动），物理分区的总数，空闲物理分区数和磁盘上空闲空间分布（边缘…中部…中心…中部…边缘）。
空间分布是物理卷上每个区域中（外边缘，外中部，中心，内中部，内边缘）的物理分区数。
1svg -1 Volumegroup
列出卷组内所有逻辑卷的信息。包括：逻辑卷名，逻辑卷类型（例如文件系统，换页空间），逻辑分区数，物理分区数，物理卷数，逻辑卷状态，如果包含日志文件系统，还列出安装点。

增加和删除卷组
# smit mkvg
Add a Volume Group
Type or select values in entry fields.
Press Enter AFTER making all desired changes.
[Entry Fields]
VOLUME GROUP name [ ]
Physical partition SIZE in meqabytes 4
*PHYSICAL VOLUME names [ ] +
Activate volume group AUTOMATICALLY yes
At system restart?
Volume group MAJOR NUMBER [ ] [ ]
……
l 删除卷组
当卷组的最后一个物理卷被删除时，卷组即被删除。

用mkvg命令建立卷组，每个新卷组必须至少包含一个物理卷，-Y选项指定新卷组名，如果不指定，则由系统命名。-s选项指定物理分区大小，单位是MB，必须为2的整次幂，缺省值是4MB。
-n选项表示系统启动时卷组不自动激活。对可能需要拆下的外置硬盘应该采用这个选项。
SMIT对话窗口的Volume Group MAJOR NUMBER用于高可用性网络文件系统（HANFS）和高可用性群集管理系统（HACMP）。
Remove a Volume Group 菜单项没有相应的高级命令。删除卷组的正确方法是用Remove a Physical Volume from a Volume Group选项（reducevg命令）。当用户删除卷组内的最后一个物理卷时，也就删除了卷组。

设置卷组特性

# smit chvg
Change a volume Group
Type or select values in entry fields.
Press Enter AFTER making all desired changes.
[Entry Fields]
*VOLUME GROUP name rootvg
*Activate Volume group AUTOMATICALLY yes +
at system restart?
*A QUORUM of disks required to keep the yes +
volume group on-line?
……
chvg命令修改卷组的启动特性，- a y选项使系统启动时自动激活卷组，-a n选项设置为不自动激话。

设置卷组特性
# smit vgsc
Set Characteristics of a Volume Group
Move cursor to desired item and press Enter.
Change a Volume Group
Add a Physical Volume to a Volume Group
Remove a Physical Volume from a Volume group
Reorganize a Volume Group
……

往卷组中增加物理卷：
extendvg –f Volumegroup hdiskn
extendvg 命令用于往一个已经存在的卷组增加新的物理卷。固定磁盘必须已安装或从外部连接到系统，并且已上电。
如果磁盘上的数据显示它属于另一个卷组，另-f选项把磁盘不经确认地强制增加到卷组中，当要增加的磁盘上的数据不再需要时使用这个选项。
从卷组删除物理卷：
reducevg [-d] Volumegroup hdiskn
reducevg命令用于从卷组删除一个物理卷，如果是卷组中最后一个物理卷，卷组也被删除。

卷组重组
# smit reorgvg
Reorganize a Volume Group
Type or select values in entry fields.
Press Enter AFTER making all desired changes.
[Entry Fields]
*VOLUME GROUP name rootvg
LOGICAL VOLUMES [ ]
……
reorgvg命令根据优先分配策略重新分布卷组中逻辑卷的物理分区，有助于提高磁盘性能。优先权取决于命令行中的顺序。
Reorgvg volumegroup lvname [1vname]
# reorgvg vg3 lv04 lv07

激活/停止卷组

l 激活卷组（使其能被用户使用）
varyonvg [-s] volumegroup
# varyonvg datavg
l 停止卷组（使其不能被用户使用）
varyoffvg [-s] volumegroup
#varyoffvg dativg

varyonvg 命令激活系统启动时非活动的卷组，（或启动后往系统中增加的卷组）。卷组可以进入系统管理方式（用-s选项），防止用户访问但允许使用管理命令。
Varyoffvg命令使卷组不活动（例如，当它包含一个即将移到其他系统的外置硬盘时）。执行该命令时，逻辑卷不能是打开的，需要用-s选项使卷组进入系统管理方式。不停止卷组活动就删除磁盘可能引起错误或造成卷组内卷组描述字区和逻辑卷的数据丢失。

调入/调出卷组
# smit importvg
Import a Volume Group
Type or select values in entry fields.
Press Enter AFTER making all desired changes.
[Entry Fields]
Volume Group Name [ ]
*PHYSICAL VOLUME name [ ] +
*ACTIVATE volume group after it is yes +
imported?
Volume group MAJOR NUMBER [ ]