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存储进阶笔记（二）：Linux 存储栈：从 Device Mapper、LVM 到文件系统（2024）
内容提要
本文介绍了Linux存储栈的基本概念，包括Device Mapper、LVM和文件系统。Device Mapper将物理块设备映射为虚拟块设备，支持逻辑卷管理和磁盘加密。LVM基于Device Mapper，便于动态管理存储卷。文件系统在逻辑卷上创建和管理文件，常见的有XFS和EXT4。此外，文章还讨论了云计算中的块存储及其设计。
关键要点
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Linux存储栈的基本概念包括Device Mapper、LVM和文件系统。
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Device Mapper将物理块设备映射为虚拟块设备，支持逻辑卷管理和磁盘加密。
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LVM基于Device Mapper，便于动态管理存储卷。
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文件系统在逻辑卷上创建和管理文件，常见的有XFS和EXT4。
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块存储在云计算中是常见的存储类型，支持高性能I/O。
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块存储的设计包括将数据划分为固定大小的块，操作系统直接管理。
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Ceph块存储（RBD）支持对象存储、文件存储和块存储三种类型。
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RBD的后端存储是基于Ceph的对象存储，读写流程涉及将文件操作转换为对Ceph集群的操作。
延伸解读
Device Mapper 的重要性
Device Mapper 是 Linux 存储栈的核心组件，它将物理块设备映射为虚拟块设备，支持多种高级功能，如逻辑卷管理和磁盘加密。理解 Device Mapper 的工作原理对于有效管理存储资源至关重要，尤其是在需要动态调整存储配置时。
LVM 的灵活性
逻辑卷管理器（LVM）提供了灵活的存储管理能力，允许用户在不影响系统运行的情况下动态调整卷大小。这种特性在需要频繁变更存储需求的环境中尤为重要，如虚拟化和云计算场景。
文件系统的限制
常规文件系统如 XFS 和 EXT4 不能跨多个块设备使用，这意味着在设计存储架构时需要考虑如何将多个物理设备整合为逻辑卷。使用 LVM 或 RAID 技术可以有效解决这一问题，确保数据的高效管理和访问。
云计算中的块存储
块存储在云计算中扮演着重要角色，提供高性能和低延迟的数据访问。了解不同云服务提供商的块存储解决方案（如 AWS EBS 和 Ceph RBD）及其设计原理，有助于选择合适的存储方案以满足特定的应用需求。
延伸问答
什么是Device Mapper，它的主要功能是什么？
Device Mapper是Linux内核提供的框架，用于将物理块设备映射为虚拟块设备，支持逻辑卷管理和磁盘加密等功能。
LVM的主要用途是什么？
LVM（逻辑卷管理器）用于动态管理存储卷，可以将多个物理卷创建为一个逻辑卷，方便调整卷大小和热插拔管理。
常见的Linux文件系统有哪些，它们的特点是什么？
常见的Linux文件系统包括XFS和EXT4，它们不能跨多个块设备，只能在特定的设备上创建文件系统。
块存储在云计算中的作用是什么？
块存储在云计算中用于高性能I/O，常见于虚拟机系统盘和数据库磁盘，能够直接访问数据并提供低延迟。
Ceph块存储的设计特点是什么？
Ceph块存储支持对象存储、文件存储和块存储，块存储中的每个块实际上是Ceph对象存储中的一个对象。
如何在LVM中创建逻辑卷？
在LVM中，可以通过命令行工具创建逻辑卷，首先需要将物理卷添加到卷组，然后使用lvcreate命令创建逻辑卷。
