Studio环境的LVM+XFS存储

备注

最初我选择 Studio环境的Btrfs存储，主要考虑到Btrfs文件系统接近ZFS的特性，结合了卷管理和文件系统的高级特性，灵活并且充分利用好磁盘空间。在 MacBook Pro上运行Ubuntu 采用Btrfs构建libvirt卷和Docker卷，确实非常方便管理和维护。

不过， ThinkPad X220上运行Arch Linux 实践中，我为了体验技术，启用了Btrfs的磁盘透明压缩功能。这次尝试似乎带来了不稳定的因素，Btrfs出现csum错误。目前我还不确实是否是因为SSD磁盘存在硬件故障。

从Red Hat Enterprise Linux 8开始，Red Hat放弃了Btrfs支持，这对于企业运行RHEL/CentOS环境，实际上已经变相阻止了Btrfs。原因可能比较复杂，一方面是Btrfs的高级特性(如RAID)一直不稳定，另一方面可能和Oracle和Red Hat的存储竞争策略冲突相关。

Red Hat Enterprise Linux推荐的默认文件系统是XFS，XFS文件系统是数据库本地磁盘首选的文件系统。

方案选择

存储分区需要能够灵活调整，所以需要采用LVM卷管理来划分磁盘分区
需要有高性能文件系统，对SSD存储优化，并适合大型应用运行

LVM + XFS是适合数据库应用运行的Linux存储组合，并且也是Red Hat主推的用于取代ZFS和Btrfs的 Stratis项目底层技术堆栈。所以，我选择这个存储技术组合。

LVM卷管理

逻辑卷管理(Logical Volume Management)工具使用了内核 Device Mapper 功能来提供系统分区无关的底层磁盘布局。通过LVM抽象存储就能够获得"虚拟分区"，已及方便的扩展和收缩功能。

虚拟分区允许添加或移除一个分区的底层磁盘，这样就无需担忧磁盘空间不足。

LVM构建基础概念:

物理卷(Physical volume, PV): Unix块设备节点。通常是磁盘、MBR或GPT分区，loopback文件，device mapper设备(例如，dm-crypt)。在物理卷上保存了LVM头部(LVM header)
卷组(Volume group, VG): PV组成卷足用于提供逻辑卷LV的容器。PV是通过VG提供给LV使用的。
逻辑卷(Logical volume, LV): 逻辑分区是在VG中表述并由PE组成的，LV是一个Unix块设备，类似物理分区，也就是可以直接用文件系统格式化。
物理扩展(Physical extent): 物理扩展PE时在PV上的最小连续扩展(默认4MB)，可以分配给LV，你可以将PE视为PV的一部分，被分配给LV。

安装软件包

安装 lvm2 软件包:
```
sudo pacman -S lvm2
```

创建分区

使用parted划分分区，参数采用 --align
```
parted -a optimal /dev/sda
```
创建分区3:
```
mkpart primary 51.7GB 100%
```
设置分区名和启用分区LVM:
```
name 3 store
set 3 lvm on
```
最后检查:
```
print
```

显示输出:

Model: ATA INTEL SSDSC2KW51 (scsi)
Disk /dev/sda: 512GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
 1      1049kB  512MB   511MB   fat16              boot, esp
 2      512MB   51.7GB  51.2GB  ext4
 3      51.7GB  512GB   460GB                store lvm

以上分区3将作为数据存储的LVM卷。对于修改系统磁盘 /dev/sda 分区，则建议重启一次操作系统以便刷新。或者通过 partprobe 刷新分区。

创建物理卷

初始化物理卷:
```
pvcreate /dev/sda3
```

备注

如果有多个设备，可以一起初始化，例如:

pvcreate /dev/sdd1 /dev/sde1 /dev/sdf1

检查物理卷:
```
pvdispaly
```

显示:

"/dev/sda3" is a new physical volume of "<428.78 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name               /dev/sda3
VG Name
PV Size               <428.78 GiB
Allocatable           NO
PE Size               0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               HYPqoi-s2Ga-r2c9-upv6-Q3by-DFf3-NJe9BT

卷组管理

在物理卷上构建卷组:
```
vgcreate store /dev/sda3
```

备注

这里将卷组命名为 store

当物理卷用于创建卷组的时候，它的磁盘空间默认被划分为以4MB为单位的 extent 。这个 extent 是用于逻辑卷增长和缩减的最小大小。 extent 的数量不会影响逻辑卷的I/O性能。

如果要扩展卷组，可以新的物理卷加入到卷组，例如，以下在卷组 vg1 中添加 /dev/sdf1 物理卷来扩展卷组的大小:
```
vgextend vg1 /dev/sdf1
```

逻辑卷

在 store 卷组上创建 home 逻辑卷:
```
lvcreate -L 100G -n home store
```

检查逻辑卷 lvdisplay 显示如下:

--- Logical volume ---
LV Path                /dev/store/home
LV Name                home
VG Name                store
LV UUID                gIwomd-B9x2-MRNP-o2Jd-diqn-Tgji-N70rP4
LV Write Access        read/write
LV Creation host, time zcloud, 2019-10-05 23:02:59 +0800
LV Status              available
# open                 0
LV Size                100.00 GiB
Current LE             25600
Segments               1
Allocation             inherit
Read ahead sectors     auto
- currently set to     256
Block device           254:0

同样再创建一个用于libvirt的逻辑卷，一个用于docker的逻辑卷，一个用于docker容器和虚拟机等共享的存储:
```
lvcreate -L 128G -n libvirt store
lvcreate -L 128G -n docker store
lvcreate -L 128G -n store store
```

备注

Docker 卷是Docker持久化数据的存储共享卷，单独划分 store 存储，可以在这个存储下构建不同的隔离目录给Docker共享。

Docker支持quota可以用来限制容器可用空间，如果要强制隔离，则可以利用LVM卷来实现。

详细的 store 卷部署使用请参考 Docker 卷和从Dockerfile构建Docker镜像中配置Docker使用共享卷部分。

XFS

备注

详细XFS相关请参考 XFS文件系统和 XFS性能优化

安装XFS管理工具 xfsprogs
```
sudo pacman -S xfsprogs
```

格式化LVM卷:

mkfs.xfs /dev/store/home
mkfs.xfs /dev/store/libvirt
mkfs.xfs /dev/store/docker
mkfs.xfs /dev/store/store

备注

Docker OverlayFS存储引擎要求 xfs 文件系统启用 d_type=true 选项，也就是 xfs_info 检查文件系统输出信息中有 ftype=1 。现代XFS文件系统默认都启用了 ftype=1 。

配置 /etc/fstab

/dev/mapper/store-home  /home  xfs  defaults  0 1
/dev/mapper/store-libvirt  /var/lib/libvirt  xfs  defaults  0 1
/dev/mapper/store-docker  /var/lib/docker  xfs  defaults  0 1
/dev/mapper/store-store  /store  xfs  defaults  0 1

挂载目录(注意，请使用root用户的单用户状态登陆，避免普通用户登陆影响/home目录修改):
```
mount /home
mount /var/lib/libvirt
mount /var/lib/docker
mount /store
```

备注

实际我的操作是采用root用户登陆后，将上述两个XFS文件系统先挂载到临时目录下，将数据迁移到新建的XFS文件系统中，然后再切换目录挂载来完成的。请参考在Studio中使用btrfs文件系统中切换 libvirt 目录到btrfs文件系统步骤。