制定逻辑卷策略

gaoxintian

本节中描述的策略可帮助您设置供逻辑卷使用的策略，该策略面向可用性、性能和适合您的站点的成本的结合。
可用性是即使其相关的磁盘已发生故障或不可访问也可以访问数据的能力。该数据可能通过在正常系统操作期间创建并保留在单独的磁盘和适配器上的该数据的副本来保持可访问。如制作镜像和使用热备用磁盘这样的技术可帮助确保数据可用性。
性能是访问数据的平均速度。如写入验证和制作镜像这样的策略可增强可用性，但会增加系统处理负担，从而降低了性能。制作镜像会将逻辑卷的大小增加了一倍或两倍。通常，增加可用性会降低性能。进行磁盘条带分割可增加性能。从 AIX 4.3.3 开始，允许将磁盘条带分割和镜像一起使用。从 AIX 5.1 开始，可以检测和修复在您的磁盘上的一些逻辑分区具有许多使系统性能受到重大影响的磁盘 I/O 时发生的热点问题。
通过控制在磁盘上或磁盘之间的数据分配，可调整存储系统以达到可能的最高性能。关于如何使存储系统的性能最高的详细信息，请参阅《AIX 5L V5.3 性能管理指南》。
使用以下部分来评估性能、可用性和成本之间的平衡。请记住，增加可用性通常会降低性能，反之亦然。然而，如果 LVM 选择最空闲的磁盘上的副本进行读取，则制作镜像可能会提高性能。
注意：制作镜像不会防止由于软件问题而无意中删除或丢失个别文件。仅可从传统的磁带或磁盘备份恢复这些文件。
分析制作镜像和进行条带分割的需要
确定存储在逻辑卷中的数据是否有足够的价值值得制作镜像所耗费的处理代价和磁盘空间成本。如果您的顺序存取的大文件系统对性能要求很高，则您可能希望考虑进行磁盘条带分割。
性能和镜像并不总是相对立的。如果逻辑分区的不同实例（副本）在不同的物理卷上（最好是连接到不同的适配器），则 LVM 可通过读取最空闲的磁盘上的副本来提高读取性能。除非磁盘连接到不同的适配器，否则写入性能的代价是相同的，因为必须更新所有副本。对于一个读取操作，仅需读取一个副本。
AIX® LVM 支持以下 RAID 选项：
表 1. 对于 RAID 的逻辑卷管理器支持
RAID 0
条带分割
RAID 1
镜像
RAID 10 或 0+1
镜像和条带分割
虽然制作镜像提高了存储系统的可用性，但是它不是用来代替传统的磁带备份方案的。
您可将 rootvg 进行镜像，但是如果您这样做，请创建单独的转储逻辑卷。转储到一个镜像的逻辑卷可能会导致转储不一致。另外，因为缺省转储设备是主要调页逻辑卷，所以如果对调页逻辑卷制作镜像，请创建单独的转储逻辑卷。
通常，在任何时候更新逻辑分区上的数据时，就会自动更新包含该逻辑分区的所有物理分区。然而，由于系统不正常工作或因为在更新时物理卷不可用，物理分区可能会变旧（不再包含最新数据）。LVM 可通过将当前数据从最新的物理分区复制到旧分区来将旧分区刷新为一致状态。此过程称为镜像同步。此刷新可在系统重新启动时、物理卷重新联机时或您发出 syncvg 命令时发生。
影响由引导逻辑卷组成的物理分区的任何更改都需要您在更改后运行 bosboot 命令。这意味着诸如更改引导逻辑卷的镜像这样的操作需要运行 bosboot。
确定对磁盘的镜像写入的调度策略
对于仅有一个物理副本的数据，逻辑卷设备驱动程序（LVDD）将逻辑读取或写入请求地址转换为物理地址，并调用适当的物理设备驱动程序来为该请求提供服务。此单个副本或未镜像的策略处理对写入请求的坏区重新定位，并将所有读取错误返回到调用进程。
如果使用镜像逻辑卷，则可对具有多个副本的逻辑卷设置用于写入磁盘的以下调度策略：
顺序调度策略
按照顺序对多个副本或镜像执行写入操作。代表单个逻辑分区的镜像副本的多个物理分区被指定为初级、次级、第三级。在顺序调度中，按顺序写入物理分区。系统等待对一个物理分区的写操作完成，然后启动对下一个物理分区的写操作。对所有镜像的所有写操作都完成时，写操作才完成。
并行调度策略
同时启动对逻辑分区中的所有物理分区的写操作。当对花费最长时间来完成的物理分区的写操作完成时，该写操作完成。使用并行调度策略来指定镜像逻辑卷可能会提高 I/O 读操作性能，因为多个副本允许系统将该读操作指向此逻辑卷的最空闲的磁盘。
使用顺序读取的并行写入调度策略
同时启动对逻辑分区中的所有物理分区的写操作。始终首先读取读操作的主副本。如果该读操作不成功，则读取下一个副本。在对下一个副本的读取重试操作期间，失败的主副本由 LVM 使用硬件重定位更正。此操作将修补坏区来供以后访问。
使用循环读取的并行写入调度策略
同时启动对逻辑分区中的所有物理分区的写操作。在镜像副本之间来回切换读操作。
坏区策略
指示是否为坏区重定位启用卷组。缺省值为 yes。当该卷组的该值设置为 yes 时，可重定位坏区。当该值设置为 no 时，该策略覆盖逻辑卷设置。当该值更改时，所有逻辑卷继续以前的设置。该值指示是否必须将请求的 I/O 指向已重定位的块。如果该值设置为 yes，则卷组允许坏区重定位。如果该值设置为 no，则坏区分配未完成。仅当硬件重定位失败时 LVM 才执行软件重定位。否则，LVM 坏区重定位（BBR）标志无效。
注:
除非卷组和逻辑卷的坏区策略设置都设置为 yes，否则禁用坏区重定位。
确定逻辑卷的镜像写入一致性（MWC）策略
当镜像写入一致性（MWC）打开时，会标识出系统或卷组未正确关闭的情况下可能不一致的逻辑分区。当卷组重新联机时，此信息用来使逻辑分区变得一致。这称为活动 MWC。
当一个逻辑卷正在使用活动 MWC 时，对此逻辑卷的请求将保留在调度层中，直到可在目标物理卷上更新 MWC 高速缓存块为止。当已更新这些 MWC 高速缓存块时，该请求继续物理的数据写操作。只有数据实际驻留的磁盘必须在进行写操作前将这些 MWC 高速缓存块写入其中。
当正在使用活动 MWC 时，系统性能可能会受到负面影响。负面影响是由记录或日志记录（其写请求中，逻辑磁道组（LTG）是活动的）的开销导致的。卷组的 LTG 的允许大小是 128 K、256 K、512 K、1024 K、2 MB、4 MB、8 MB 和 16 MB。
注:
要使 LTG 大小大于 128 K，包含在该卷组中的磁盘必须支持来自这些磁盘的策略例程的此大小的 I/O 请求。LTG 是包含在逻辑卷中的相邻块，它按 LTG 的大小排列。仅镜像写入有此开销。
仅在对所有镜像的写操作完成之前系统或卷组崩溃的情况下，才有必要保证镜像之间的数据一致性。卷组中的所有逻辑卷共享 MWC 日志。该 MWC 日志保留在每个磁盘的外部边缘。将使用活动 MWC 的逻辑卷定位于磁盘的外部边缘，这样，逻辑卷就可紧邻磁盘上的 MWC 日志。
当 MWC 设置为不活动时，该卷组记录该逻辑卷已打开。在卷组联机时发生崩溃后，将启动该逻辑卷的自动强制同步。通过使用读取恢复策略的副本（该读取恢复策略将正在读取的块传播到该逻辑卷中的其他镜像）进行强制同步来维护一致性。仅对大卷组类型支持此策略。
当 MWC 关闭时，在系统或卷组发生崩溃的情况下，镜像逻辑卷的镜像可能处于不一致状态。不存在镜像一致性的自动保护。在发生崩溃时未完成的写操作可能使镜像在下一次将该卷组联机时带有不一致的数据。发生崩溃后，已关闭 MWC 的所有镜像逻辑卷都应该在使用该逻辑卷中的数据之前执行强制同步。例如，
syncvg -f -l LTVname
强制同步的一个例外是其内容仅在逻辑卷打开时有效的逻辑卷（如调页空间）。
镜像逻辑卷的写操作与未镜像的逻辑卷相同。在 LVM 完全完成写请求后，数据已写入 LVM 下的所有驱动器。在 LVM 对该写操作发出 iodone 之前，写操作的结果未知。此操作完成后，在发生崩溃后无需进行恢复。应该检查并重新写入机器崩溃时正在写入而尚未完成（iodone）的所有块，而无论 MWC 设置如何或是否已对它们制作镜像。
因为镜像逻辑卷和非镜像逻辑卷是相同的，所以没有最新数据的说法。无论是否已对逻辑卷创建镜像，关心数据有效性的所有应用程序都需要确定在卷组或系统崩溃前未完成或正在进行写操作的数据的有效性。
卷组崩溃后重新联机时，活动和不活动的 MWC 只能通过选择一个镜像并将数据传播到其他镜像来使镜像一致。这些 MWC 策略不跟踪最新数据。活动 MWC 仅跟踪当前正被写入的 LTG，因此 MWC 不保证最新数据将被传播到所有镜像。不活动 MWC 通过在崩溃后转到读取时传播的方式来使镜像一致。必须由 LVM 上的应用程序来确定发生崩溃后的数据有效性。从 LVM 的角度而言，如果该应用程序始终自发生崩溃后重新发出所有未完成的写操作，则这些写操作完成时可能不一致的镜像将变得一致（只要在发生崩溃后写入的块与发生崩溃时未完成的块相同）。
注:
发生崩溃后，必须同步包含 JFS 日志或文件系统的镜像逻辑卷，方法是使用前强制同步、打开 MWC 或打开不活动的 MWC。
为您的系统选择磁盘间分配策略
磁盘间分配策略指定逻辑卷的物理分区位于其上的磁盘的数目。逻辑卷的物理分区可能位于单个磁盘上或分布在一个卷组中的所有磁盘上。将以下选项与 mklv 和 chlv 命令一起使用以确定磁盘间策略：

• Range 选项确定用于该逻辑卷的单个物理副本的磁盘的数目。
  
• Strict 选项确定在两个或更多副本必须占用相同的物理卷的情况下 mklv 操作是否成功。
  
• Super Strict 选项指定对一个镜像分配的分区不能与来自另一个镜像的分区分享一个物理卷。
  
• 使用条带分割区的逻辑卷仅可有一个最大范围和一个超严格的磁盘间策略。

对于逻辑卷的单个副本的磁盘间设置
如果选择最小的磁盘间设置（Range = minimum），则将分配给逻辑卷的物理分区放在单个磁盘上以增强可用性。如果选择最大的磁盘间设置（Range = maximum），则将物理分区放在多个磁盘上以增强性能。在以下部分中讨论了初始分区的镜像副本的分配。
对于未镜像的逻辑卷，使用最小设置来提供最大的可用性（在发生硬件故障的情况下对数据的访问）。最小设置指一个物理卷包含此逻辑卷的所有原始物理分区（如果可能）。如果分配程序必须使用两个或更多物理卷，则它使用最小数目，同时与其他参数保持一致。
通过使用最小物理卷数，可减小由于磁盘故障而丢失数据的风险。对单个物理副本使用的每个附加物理卷都会增加该风险。分布在四个物理卷上的未镜像逻辑卷由于一个物理卷故障而丢失数据的可能性是包含在一个物理卷上的逻辑卷的四倍。
下图说明了最小磁盘间分配策略。
图 3. 最小磁盘间分配策略. 此图示显示三个磁盘。一个磁盘包含三个物理分区；其他磁盘没有物理分区。

考虑到其他约束，最大设置将逻辑卷的物理分区尽可能均匀地分布在尽可能多的物理卷上。这是面向性能的选项，因为将物理分区分布在几个磁盘上会减少对该逻辑卷的平均访问时间。要提高可用性，仅对镜像逻辑卷使用最大设置。
下图说明了最大磁盘间分配策略。
图 4. 最大磁盘间分配策略. 此图示显示三个磁盘，每个磁盘包含一个物理分区。

这些定义在扩展或复制现有逻辑卷时也适用。新物理分区的分配由您当前的分配策略以及现有已使用的物理分区的位置来确定。
逻辑卷副本的磁盘间设置
磁盘上的逻辑卷的单个副本的分配是相当简单的。然而，在创建镜像副本时，产生的分配就有点复杂。后面的图显示逻辑卷的第一个实例的最小和最大磁盘间（范围）设置以及对于镜像逻辑卷副本可用的严格设置。
例如，如果存在逻辑卷的镜像副本，则最小设置导致包含该逻辑卷的第一个实例的物理分区分配在单个物理卷上（如果可能）。然后，根据 Strict 选项的设置，在相同或不同的物理卷上分配附加副本。换句话说，算法使用由其他参数（如 Strict 选项）强制的约束中的可能的最小物理卷数来容纳所有物理分区。
设置 Strict = y 意味着逻辑分区的每个副本都放置在不同的物理卷上。设置 Strict = n 意味着不将这些副本限制到不同的物理卷。比较而言，Super Strict 选项将不允许来自一个镜像的任何物理分区和来自相同逻辑卷的另一个镜像的物理分区位于相同的磁盘上。
注:
如果在卷组中的物理卷数少于您选择的每个逻辑分区的副本数，请将 Strict 设置为 n。如果 Strict 设置为 y，则当您试图创建逻辑卷时将返回一条错误消息。
下图说明了具有不同的 Strict 设置的最小磁盘间分配策略：
图 5. 最小磁盘间策略／Strict. 此图示显示了在 Strict 选项等于 Yes 的情况下，逻辑分区的每个副本位于不同的物理卷上。如果 Strict 等于 No，则逻辑分区的所有副本位于单个物理卷上。

下图说明了具有不同 Strict 设置的最大磁盘间分配策略：
图 6. 最大磁盘间策略／Strict. 此图示显示了在 Strict 选项等于 Yes 的情况下，分区的每个副本位于不同的物理卷上。如果 Strict 等于 No，则所有副本位于单个物理卷上。

为每个逻辑卷选择磁盘间分配策略
给定物理分区离物理卷的中心越近，则平均寻道时间越少，因为从磁盘的任何其他部分到中心的平均寻道距离最短。
最好将文件系统日志分配在物理卷的中心，因为操作系统将频繁使用它。而在另一个极端，由于很少使用引导逻辑卷，所以可将它分配在物理卷的边缘或物理卷中。
一般规则是绝对 I/O 数或重要应用程序的运行期间的 I/O 数越多，就需要将逻辑卷的物理分区分配得离物理卷的中心越近。
此规则有一个很重要的例外：设置为 On 的具有镜像写入一致性（MWC）的镜像逻辑卷在外部边缘，因为系统在该处写入 MWC 数据。如果镜像无效，则不应用 MWC 并且不影响性能。
磁盘间分配策略选项基于物理分区可位于其中的磁盘的五个区域。这五个区域如下：

外部边缘

内部边缘

外部中间

内部中间

中心
边缘分区具有最慢的平均寻道时间，这通常会导致使用它们的任何应用程序的响应时间较长。中心分区具有最快的平均寻道时间，这通常会导致使用它们的任何应用程序的响应时间最佳。然而，在一个物理卷上，在中心的分区比在其他区域的少。
组合分配策略
如果选择不兼容的磁盘间和磁盘内策略，则您可能会得到不可预测的结果。系统通过允许一个策略优先于另一个策略来指定物理分区。例如，如果选择中心的磁盘内策略和最小磁盘间策略，则磁盘间策略优先。如果可能，系统将逻辑卷的所有分区放置在一个磁盘上，即使这些分区不是都适合中心区域。请在实现这些策略之前确保您了解它们的交互作用。
使用映射文件以进行精确分配
如果磁盘内策略和磁盘间策略提供的缺省选项不足以满足您的需要，请考虑创建映射文件来为逻辑卷指定物理分区的准确顺序和位置。
可使用基于 Web 的系统管理器、SMIT 或 mklv -m 命令来创建映射文件。
例如，要在 rootvg 中的 hdisk1 的分区 1 到 3、41 到 45 以及 50 到 60 中创建称为 lv06 的十个分区的逻辑卷，可从命令行使用以下过程。

要验证您计划使用的物理分区可被分配，请输入：
lspv -p hdisk1

创建一个包含以下内容的文件（如 /tmp/mymap1）：
hdisk1:1-3
hdisk1:41-45
hdisk1:50-60
mklv 命令按照物理分区出现在该映射文件中的顺序来分配它们。请确保在该映射文件中有足够多的物理分区以分配您使用 mklv 命令指定的整个逻辑卷。（可列出比您所需的物理分区更多的物理分区。）

输入命令：
mklv -t jfs -y lv06 -m /tmp/mymap1 rootvg 10
制定使用条带分割区的逻辑卷策略
使用条带分割区的逻辑卷用于常被访问并且对性能要求很高的较大顺序文件系统。进行条带分割是为了提高性能。
注:
不可对转储空间或引导逻辑卷进行条带分割。引导逻辑卷必须是相邻的物理分区。
要在 VGName 中以 16 KB 的条带大小跨 hdisk1、hdisk2 和 hdisk3 创建称为 lv07 的 12 个分区的使用条带分割区的逻辑卷，请输入：
mklv -y lv07 -S 16K VGName 12 hdisk1 hdisk2 hdisk3
要在 VGName 中以 8 KB 的条带大小创建称为 lv08 的 12 个分区的使用条带分割区的逻辑卷，请输入：
mklv -y lv08 -S 8K -u 3 VGName 12
关于如何通过使用磁盘条带分割来提高性能的更多信息，请参阅《AIX 5L V5.3 性能管理指南》。
确定写入验证策略
使用写入验证选项使得所有写入操作都可通过立即的跟踪读取操作检查写入是否成功来进行验证。如果写操作不成功，则您将得到一条错误消息。此策略增强了可用性，但是由于读取操作需要额外的时间而降低了性能。可在创建逻辑卷时使用 mklv 命令来指定在该逻辑卷上使用写入验证策略，或在以后使用 chlv 命令来更改它时指定。
确定热备用磁盘策略
从 AIX 5.1 开始，您可为具有镜像逻辑卷的卷组指定作为热备用磁盘的磁盘。当您指定将用作热备用磁盘的磁盘时，可指定在磁盘开始出现故障的情况下要使用的策略，并且可指定同步特征。此支持补充但不替代可用于串行存储器体系结构（SSA）磁盘的备用支持。在将一个热备用磁盘添加到卷组时，还可将热备用磁盘与 SSA 磁盘一起使用。
如果将物理卷添加到卷组（以将它标记为热备用磁盘），则该磁盘必须至少具有与已在该卷组中的最小的磁盘相同的容量。实现了此功能后，在镜像写入一致性（MWC）写入故障标记缺少物理卷时，数据将被迁移到热备用磁盘。
启用热备用磁盘支持的命令 chvg 和 chpv 提供了几个选项使您能选择如何在您的站点上实现此功能，如以下语法所示：
chvg -hhotsparepolicy -ssyncpolicy VolumeGroup
其中 hotsparepolicy 确定在磁盘发生故障时您希望使用以下策略中的哪一个：
y
自动将分区从发生故障的磁盘迁移到备用磁盘。将使用热备用磁盘的池中足够大以替代发生故障的磁盘的最小的磁盘。
Y
从发生故障的磁盘自动迁移分区，但是可能使用热备用磁盘的完整池。
n
不自动迁移（缺省值）。
r
从此卷组的热备用磁盘池除去所有磁盘。
syncpolicy 参数确定您是否希望自动同步所有旧分区：
y
自动尝试同步旧分区。
n
不自动尝试同步旧分区。（此选项为缺省值。）
VolumeGroup 参数指定关联的镜像卷组的名称。
管理逻辑卷中的热点
从 AIX 5.1 开始，您可以识别您的逻辑卷的热点问题并修复这些问题而不中断系统的使用。当您的磁盘上的一些逻辑分区具有过多磁盘 I/O 而使系统性能受到重大影响时将发生热点问题。
解决该问题的第一步是识别它。缺省情况下，系统不收集逻辑卷使用的统计信息。启用这些统计信息的收集后，在首次输入
lvmstat
命令时，系统将显示自上一次系统重新引导以来的计数器值。此后，每次输入 lvmstat 命令时，系统都将显示自上一个 lvmstat 命令以来的差值。
通过解释 lvmstat 命令的输出，您可以识别具有最大流量的逻辑分区。如果在一个物理磁盘上有几个具有很大使用量的逻辑分区，并且您希望在可用磁盘之间平衡这些使用量，则可以使用
migratelp
命令将这些逻辑分区移动到其他物理磁盘。
在以下示例中，启用了统计信息的收集，并且重复使用了 lvmstat 命令来收集基准统计信息：
# lvmstat -v rootvg -e
# lvmstat -v rootvg -C
# lvmstat -v rootvg
输出类似于以下内容：
Logical Volume            iocnt      Kb_read     Kb_wrtn      Kbps
  hd8                         4            0          16      0.00
  paging01                    0            0           0      0.00
  lv01                        0            0           0      0.00
  hd1                         0            0           0      0.00
  hd3                         0            0           0      0.00
  hd9var                      0            0           0      0.00
  hd2                         0            0           0      0.00
  hd4                         0            0           0      0.00
  hd6                         0            0           0      0.00
  hd5                         0            0           0      0.00
前一个输出显示了已复位为零的所有计数器。在以下示例中，数据首先从 /unix 目录复制到 /tmp 目录。lvmstat 命令输出反映 rootvg 的活动：
# cp -p /unix /tmp
# lvmstat -v rootvg
Logical Volume            iocnt      Kb_read     Kb_wrtn      Kbps
  hd3                       296            0        6916      0.04
  hd8                        47            0         188      0.00
  hd4                        29            0         128      0.00
  hd2                        16            0          72      0.00
  paging01                    0            0           0      0.00
  lv01                        0            0           0      0.00
  hd1                         0            0           0      0.00
  hd9var                      0            0           0      0.00
  hd6                         0            0           0      0.00
  hd5                         0            0           0      0.00
该输出显示安装在 /tmp 目录中的 hd3 逻辑卷、作为 JFS 日志逻辑卷的 hd8、作为 /（根）的 hd4、作为 /usr 目录的 hd2 以及作为 /var 目录的 hd9var 上的活动。 以下输出提供了 hd3 和 hd2 的详细信息：
# lvmstat -l hd3
Log_part    mirror#    iocnt    Kb_read    Kb_wrtn     Kbps
       1         1       299          0       6896     0.04
       3         1         4          0         52     0.00
       2         1         0          0          0     0.00
       4         1         0          0          0     0.00
# lvmstat -l hd2
Log_part    mirror#    iocnt    Kb_read    Kb_wrtn     Kbps
       2         1         9          0         52     0.00
       3         1         9          0         36     0.00
       7         1         9          0         36     0.00
       4         1         4          0         16     0.00
       9         1         1          0          4     0.00
      14         1         1          0          4     0.00
       1         1         0          0          0     0.00
卷组的输出提供了一个逻辑卷的所有 I/O 活动的摘要。它被分为 I/O 请求数（iocnt）、已读取和写入的千字节数（分别为 Kb_read 和 Kb_wrtn）以及传输数据的速度 KB/s（Kbps）。如果您请求逻辑卷的信息，则您将接收到相同的信息，但是该信息是单独针对每个逻辑分区的。如果您有镜像逻辑卷，则您将接收到每个镜像卷的统计信息。在上一个样本输出中，省略了没有任何活动的逻辑分区的几行。该输出始终按 iocnt 列的降序排序。
migratelp 命令将该逻辑卷的名称、逻辑分区的数目（与 lvmstat 输出中所显示的一样）和特定镜像副本的可选编号用作参数。如果省略了信息，则使用第一个镜像副本。您必须指定目标物理卷以进行移动；另外，还可以指定目标物理分区号。如果成功，则输出类似于以下内容：
# migratelp hd3/1 hdisk1/109
  migratelp：逻辑卷 hd3 的逻辑分区 1 的镜像副本 1 已迁移到 hdisk1 的物理分区 109。
对逻辑卷或卷组启用热点功能后，可定义您的报告和统计信息、显示统计信息、选择要迁移的逻辑分区、指定目标物理分区并在提交更改之前验证该信息。基于 Web 的系统管理器帮助您配置热点报告和管理结果。


本文来自ChinaUnix博客，如果查看原文请点：http://blog.chinaunix.net/u/6482/showart_112434.html