如何在 Oracle Linux 8.3 上通过配置 LVM 与 RAID 结合，提升存储系统的性能与数据冗余性

在企业级服务器架构中，存储系统的性能与可靠性至关重要。对于运行数据库、大数据处理或高并发业务的服务器，单一磁盘不仅性能有限，而且存在单点故障风险。通过软件层面的 RAID（Redundant Array of Independent Disks）与 LVM（Logical Volume Manager）结合，可以提升 I/O 性能，同时提供数据冗余保护。A5数据以 Oracle Linux 8.3 为操作系统，结合主流硬件配置，提供从硬件选型到性能评估的完整实战方案。

本文适合具有一定 Linux 系统与存储基础的技术人员，重点关注实践中的命令、参数、性能评估与优化方法。

一、硬件基础与选型建议

为搭建高性能、高冗余的存储子系统，建议如下服务器www.a5idc.com硬件配置：

1.1 硬件清单

硬件类别	型号/参数	说明
服务器主板	Supermicro X12DPG-QT6	支持 PCIe 4.0，双路 Xeon
CPU	2× Intel Xeon Silver 4310	共有 20 核心 40 线程，用于高 I/O 并发处理
内存	128GB DDR4 ECC RDIMM	大量缓存提升文件系统性能
RAID 控制器	LSI MegaRAID 9361-8i	可硬件 RAID 0/1/5/6/10 支持，8 端口 12Gb/s SAS
硬盘	4× 1.92TB NVMe SSD (企业级，PCIe 3.0 x4)	高 I/O 性能 SSD，适合 RAID 10
网卡	Intel X710-DA4 (10GbE)	高速网络用于远程备份与数据传输
电源	2× 750W 冗余	确保系统稳定运行

说明：本文示例选择 4 个企业级 NVMe SSD，通过软件 RAID 10 提供较高性能和冗余。

二、Oracle Linux 8.3 环境准备

2.1 安装或更新系统

确保 Oracle Linux 8.3 已安装，并更新：

bash 复制代码

sudo dnf update -y
sudo reboot

2.2 安装必要软件包

LVM 与 MD（Linux RAID）管理工具：

bash 复制代码

sudo dnf install -y lvm2 mdadm

验证安装：

bash 复制代码

rpm -q lvm2 mdadm

三、RAID 设计与创建

RAID 10 结合 RAID 1 的冗余和 RAID 0 的性能，是常见的高性能存储方案。

3.1 查看磁盘设备

bash 复制代码

lsblk

输出示例：

设备	大小	类型
nvme0n1	1.8T	disk
nvme1n1	1.8T	disk
nvme2n1	1.8T	disk
nvme3n1	1.8T	disk

3.2 创建 RAID 10 阵列

bash 复制代码

sudo mdadm --create /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/nvme0n1 /dev/nvme1n1 /dev/nvme2n1 /dev/nvme3n1 --metadata=1.2

检查状态：

bash 复制代码

cat /proc/mdstat

将 RAID 信息写入配置文件：

bash 复制代码

sudo mdadm --detail --scan | sudo tee -a /etc/mdadm.conf

四、基于 RAID 的 LVM 配置

在 RAID 设备上构建 LVM，可实现更灵活的卷管理。

4.1 创建物理卷（Physical Volume）

bash 复制代码

sudo pvcreate /dev/md0

查看：

bash 复制代码

pvs

4.2 创建卷组（Volume Group）

这里创建名为 vg_data 的卷组：

bash 复制代码

sudo vgcreate vg_data /dev/md0

查看：

bash 复制代码

vgs

4.3 创建逻辑卷（Logical Volume）

例如创建 1TB 的逻辑卷 lv_db：

bash 复制代码

sudo lvcreate -n lv_db -L 1T vg_data

创建全部容量的逻辑卷 lv_all：

bash 复制代码

sudo lvcreate -l 100%FREE -n lv_all vg_data

查看：

bash 复制代码

lvs

五、文件系统与挂载

本文以 XFS 文件系统为例，其与 LVM 搭配良好：

bash 复制代码

sudo mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_db

创建挂载点并挂载：

bash 复制代码

sudo mkdir -p /data/db
sudo mount /dev/vg_data/lv_db /data/db

添加到 /etc/fstab 以实现开机自动挂载：

bash 复制代码

/dev/vg_data/lv_db /data/db xfs defaults 0 0

验证：

bash 复制代码

mount | grep /data/db

六、性能调优与评估

6.1 基准测试工具

使用 fio 对 RAID+LVM 方案做 I/O 性能评估：

bash 复制代码

sudo dnf install -y fio

6.2 典型测试案例

顺序读写

bash 复制代码

fio --name=seqrw --filename=/data/db/testfile --size=10G --bs=1M --rw=readwrite --ioengine=libaio --direct=1 --numjobs=4 --runtime=300

随机读写

bash 复制代码

fio --name=randrw --filename=/data/db/testfile --size=10G --bs=4k --rw=randrw --ioengine=libaio --direct=1 --numjobs=8 --runtime=300

6.3 性能评估结果示例

测试项目	IOPS	平均延迟 (ms)	带宽 (MB/s)
顺序读写	120,000	0.8	3,200
随机读写	180,000	1.5	720

评估分析：

RAID 10 在多任务顺序读写下表现优异，带宽利用率高。
随机 I/O 性能显著提升，适合数据库及虚拟化场景。
相较单盘平均提升效果根据 SSD 型号不同，在 3~5 倍之间。

七、故障与恢复

7.1 检测磁盘损坏

bash 复制代码

cat /proc/mdstat

当发现某个磁盘故障导致 RAID 降级：

bash 复制代码

sudo mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/nvme1n1
sudo mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/nvme1n1

7.2 更换故障磁盘并重建阵列

假设新磁盘为 /dev/nvme4n1，加入：

bash 复制代码

sudo mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/nvme4n1

查看重建进度：

bash 复制代码

watch cat /proc/mdstat

八、扩展策略：在线扩容与快照

8.1 扩容逻辑卷

假设 RAID 扩容到 6 盘阵列（/dev/md0 大小增加），则：

bash 复制代码

sudo lvextend -L +500G /dev/vg_data/lv_db
sudo xfs_growfs /data/db

8.2 LVM 快照备份

创建逻辑卷快照：

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sudo lvcreate -L 50G -s -n lv_db_snap /dev/vg_data/lv_db

快照挂载并做备份：

bash 复制代码

sudo mount /dev/vg_data/lv_db_snap /mnt/snap
# 备份操作
sudo umount /mnt/snap
sudo lvremove /dev/vg_data/lv_db_snap

九、安全与监控

9.1 RAID 监控配置

添加 mdadm 邮件通知：

编辑 /etc/mdadm.conf:

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MAILADDR admin@example.com

启动并开启 mdmonitor：

bash 复制代码

sudo systemctl enable --now mdmonitor

9.2 LVM 监控

使用 lvdisplay、vgdisplay 定期检查：

bash 复制代码

sudo lvdisplay vg_data
sudo vgdisplay vg_data

结合监控系统（如 Zabbix、Prometheus）进行阈值报警。

十、结语

A5数据通过在 Oracle Linux 8.3 上将 LVM 与 RAID 10 结合，可以在软件层构建高性能、高可靠存储系统。本文从硬件选型、RAID 与 LVM 构建、文件系统配置、性能测试与故障处理全面覆盖实战细节，适合用于数据库服务器、虚拟化主机或高并发业务环境。

实施过程中要关注具体业务 I/O 模式、磁盘类型特性（如 NVMe 与 SAS SSD 差异）及监控策略，以确保系统长期稳定可靠。

如需针对具体业务场景做更深度的参数优化或混合型 RAID + 缓存方案（例如使用 LVM cache），可进一步扩展本文范式。