Centos8 中安装并配置 VDO 来优化存储空间
作者： 逄增宝 2021-05-19 07:59:35
云计算
虚拟化 虚拟数据优化器(VDO)是一种块虚拟化技术，可提供透明的数据重复删除功能。通过消除冗余的数据块，VDO可以大大减少实际使用的磁盘容量。
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虚拟数据优化器(VDO)是一种块虚拟化技术，可提供透明的数据重复删除功能。通过消除冗余的数据块，VDO可以大大减少实际使用的磁盘容量。
VDO由两个内核模块和两个命令组成：
由下面两个内核模块组成：
- kvdo – 该模块加载到设备管理器层，提供用于重复数据删除的块存储卷。
- uds – 该模块负责与VDO磁盘上的通用的重复数据删除索引进行通信。
包括两个命令行工具：
- vdo – 用于创建，删除，启动和停止VDO卷，以及执行其他配置操作。
- vdostats – 用于报告VDO卷的各个方面，包括有效的减少和物理卷的利用率。
系统环境
Centos8
安装VDO
下面命令安装vdo和相关依赖，安装完成之后重启系统：
- [root@localhost ~]# yum -y install vdo
- [root@localhost ~]# reboot
创建一个VDO设备
确保有一个空余磁盘或分区可供VDO使用。尽管可以在LVM逻辑卷上面创建VDO卷，但是重新引导系统时会出现引导顺序问题。所以再裸盘上面创建vdo卷之后在它之上创建LVM逻辑卷。
下面使用一块20GB的磁盘，/dev/sda做vdo卷
下面创建vdo卷：
- [root@localhost ~]# vdo create --name=vdolvm --device /dev/sda --vdoLogicalSize 60G --writePolicy async
- Creating VDO vdolvm
- The VDO volume can address 16 GB in 8 data slabs, each 2 GB.
- It can grow to address at most 16 TB of physical storage in 8192 slabs.
- If a larger maximum size might be needed, use bigger slabs.
- Starting VDO vdolvm
- Starting compression on VDO vdolvm
- VDO instance 0 volume is ready at /dev/mapper/vdolvm
下面分解一下命令，看看所使用的选项：
–device – 指定在哪个硬盘上创建vdo卷
–vdoLogicalSize – 这里我们指定了容量大小为60G，比我们实际磁盘20G大了许多。假设我们将从重复数据删除中至少得到3:1的减少，对于大多数的数据，这是相当保守的，但如果你的数据没有很多重复的，那么比率应该是不同的。日志文件和其他纯文本文件通常可以很好地进行重复数据删除，可能会得到10:1甚至更高的重复数据删除率。但是二进制文件，如视频、音频或压缩包，将远远低于3:1，甚至在某些情况下1:1。这种情况下不建议使用vdo卷。
–writePolicy – vdo有三种写策略：
sync:只有在数据写入物理设备后，才会确认对VDO卷的写入。
async:在数据写入缓存后被确认。如果在设备故障或掉电之前没有刷新缓存，可能会导致数据丢失。
auto:在这种默认模式下，VDO将检查存储设备并确定它是否支持刷新。如果是这样，VDO将使用异步模式。如果没有，它将使用同步模式。
查看新建VDO卷相关的信息
正如我们在上一步的输出中看到的，VDO创建了一个名为/dev/mapper/vdolvm的新dm设备。当我们创建lvm卷组时，这就是我们将要使用的设备。
- [root@localhost ~]# ll /dev/mapper/vdolvm
- lrwxrwxrwx 1 root root 7 Mar 4 13:31 /dev/mapper/vdolvm -> ../dm-2
让我们看看使用vdostats可以获得有关vdo卷的什么样的信息：
- [root@localhost ~]# vdostats --hu
- Device Size Used Available Use% Space saving%
- /dev/mapper/vdolvm 20.0G 4.0G 16.0G 20% N/A
由于我们尚未将任何数据写入该卷，因此Space saving%字段为N/A。稍后我们将写一些数据时，在此处看到更多有用的信息。
可以看到上图中，我们还没有写任何数据，但是已经有4GB，20%的空间正在使用中了!这是因为“通用重复数据删除索引”已被写入磁盘。这基本上是一个数据库，用于记录slab指纹及其位置。这就是使重复数据删除成为可能的原因。
将VDO卷作为普通磁盘设备进行设置
现在我们已经创建了VDO设备，我们可以对其进行分区并格式化，或者在这个vod卷上面创建lvm逻辑卷。下面我们创建逻辑卷：
- # 创建物理卷
- [root@localhost ~]# pvcreate /dev/mapper/vdolvm
- Physical volume "/dev/mapper/vdolvm" successfully created.
- # 创建卷组vdo_vg
- [root@localhost ~]# vgcreate vdo_vg /dev/mapper/vdolvm
- Volume group "vdo_vg" successfully created
- # 查看vdo_vg卷组的信息
- [root@localhost ~]# vgdisplay vdo_vg
- --- Volume group ---
- VG Name vdo_vg
- System ID
- Format lvm2
- Metadata Areas 1
- Metadata Sequence No 1
- VG Access read/write
- VG Status resizable
- MAX LV 0
- Cur LV 0
- Open LV 0
- Max PV 0
- Cur PV 1
- Act PV 1
- VG Size <60.00 GiB
- PE Size 4.00 MiB
- Total PE 15359
- Alloc PE / Size 0 / 0
- Free PE / Size 15359 / <60.00 GiB
- VG UUID qfPiH6-eMCU-Z6kr-eeCu-jd0J-8lmf-49daZX
从上面可以看到，lvm认为我们的基础磁盘为120GB，尽管我们知道它只有40GB。由于LVM不知道VDO后端磁盘的大小。
现在，让我们创建几个逻辑卷吧：
- [root@localhost ~]# lvcreate -n vdo_lv01 -L 15G vdo_vg
- [root@localhost ~]# lvcreate -L 15G -n vdo_lv02 vdo_vg
- [root@localhost ~]# lvcreate -L 15G -n vdo_lv03 vdo_vg
- # 查看创建好的逻辑卷
- [root@localhost ~]# lvs -o +devices
创建挂载点并挂载文件系统
通常，创建文件系统后，它将在设备上运行Trim操作。使用VDO时，这不是理想的选择，因为磁盘容量是按需分配的。因此，我们要告诉mkfs在文件系统创建过程中不要丢弃块。对于XFS，请使用-K选项。对于EXT4，请使用-E nodiscard。下面使用了一个for循环，将三个逻辑卷格式化为XFS文件系统：
- [root@localhost ~]# for i in `seq 1 3`; do mkfs.xfs -K /dev/vdo_vg/vdo_lv0$i ; done
- meta-data=/dev/vdo_vg/vdo_lv01 isize=512 agcount=4, agsize=983040 blks
- = sectsz=4096 attr=2, projid32bit=1
- = crc=1 finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
- = reflink=1
- data = bsize=4096 blocks=3932160, imaxpct=25
- = sunit=0 swidth=0 blks
- naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0, ftype=1
- log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
- = sectsz=4096 sunit=1 blks, lazy-count=1
- realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
- meta-data=/dev/vdo_vg/vdo_lv02 isize=512 agcount=4, agsize=983040 blks
- = sectsz=4096 attr=2, projid32bit=1
- = crc=1 finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
- = reflink=1
- data = bsize=4096 blocks=3932160, imaxpct=25
- = sunit=0 swidth=0 blks
- naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0, ftype=1
- log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
- = sectsz=4096 sunit=1 blks, lazy-count=1
- realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
- meta-data=/dev/vdo_vg/vdo_lv03 isize=512 agcount=4, agsize=983040 blks
- = sectsz=4096 attr=2, projid32bit=1
- = crc=1 finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
- = reflink=1
- data = bsize=4096 blocks=3932160, imaxpct=25
- = sunit=0 swidth=0 blks
- naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0, ftype=1
- log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
- = sectsz=4096 sunit=1 blks, lazy-count=1
- realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
当我们将新文件系统挂载到挂载点时，我们要告诉XFS放弃块，因为这将大大加快文件删除的速度。
- [root@localhost ~]# mkdir -p /data/{01..03}
- [root@localhost ~]# for i in `seq 1 3`; do mount -o discard /dev/vdo_vg/vdo_lv0$i /data/0$i; done
现在，我们向设备写入了少量数据，我们可以再次检查VDO卷以查看情况是否已更改。
- [root@localhost ~]# vdostats --hu
- Device Size Used Available Use% Space saving%
- /dev/mapper/vdolvm 20.0G 4.0G 16.0G 20% 86%
设置为开机启动
下面将三个逻辑卷设置为开机启动，需要在fstab文件中添加x-systemd.device-timeout=0和x-systemd.requires=vdo.service。
使用blkid查看这三个逻辑卷的UUID。
使用上面获取到的UUID，添加在/etc/fstab文件中：
- [root@localhost systemd]# vim /etc/fstab
- UUID="bd2c1c61-4656-4065-b5a0-3ca53ef0f949" /data/01 xfs defaults,x-systemd.device-timeout=0,x-systemd.requires=vdo.service 0 0
- UUID="1e53579b-f1da-4f77-80e6-d61a40515525" /data/02 xfs defaults,x-systemd.device-timeout=0,x-systemd.requires=vdo.service 0 0
- UUID="d41bf7e2-bf75-4db7-b323-a923375f6a6e" /data/03 xfs defaults,x-systemd.device-timeout=0,x-systemd.requires=vdo.service 0 0
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