[[400325]]

虛擬數(shù)據(jù)優(yōu)化器(VDO)是一種塊虛擬化技術(shù)，可提供透明的數(shù)據(jù)重復(fù)刪除功能。通過(guò)消除冗余的數(shù)據(jù)塊，VDO可以大大減少實(shí)際使用的磁盤(pán)容量。

VDO由兩個(gè)內(nèi)核模塊和兩個(gè)命令組成：

由下面兩個(gè)內(nèi)核模塊組成：

• kvdo - 該模塊加載到設(shè)備管理器層，提供用于重復(fù)數(shù)據(jù)刪除的塊存儲(chǔ)卷。
• uds - 該模塊負(fù)責(zé)與VDO磁盤(pán)上的通用的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除索引進(jìn)行通信。

包括兩個(gè)命令行工具：

• vdo - 用于創(chuàng)建，刪除，啟動(dòng)和停止VDO卷，以及執(zhí)行其他配置操作。
• vdostats - 用于報(bào)告VDO卷的各個(gè)方面，包括有效的減少和物理卷的利用率。

系統(tǒng)環(huán)境

Centos8

安裝VDO

下面命令安裝vdo和相關(guān)依賴(lài)，安裝完成之后重啟系統(tǒng)：

[root@localhost ~]# yum -y install vdo 
[root@localhost ~]# reboot 

創(chuàng)建一個(gè)VDO設(shè)備

確保有一個(gè)空余磁盤(pán)或分區(qū)可供VDO使用。盡管可以在LVM邏輯卷上面創(chuàng)建VDO卷，但是重新引導(dǎo)系統(tǒng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)引導(dǎo)順序問(wèn)題。所以再裸盤(pán)上面創(chuàng)建vdo卷之后在它之上創(chuàng)建LVM邏輯卷。

下面使用一塊20GB的磁盤(pán)，/dev/sda做vdo卷

下面創(chuàng)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，看看所使用的選項(xiàng)：

--device - 指定在哪個(gè)硬盤(pán)上創(chuàng)建vdo卷

--vdoLogicalSize - 這里我們指定了容量大小為60G，比我們實(shí)際磁盤(pán)20G大了許多。假設(shè)我們將從重復(fù)數(shù)據(jù)刪除中至少得到3:1的減少，對(duì)于大多數(shù)的數(shù)據(jù)，這是相當(dāng)保守的，但如果你的數(shù)據(jù)沒(méi)有很多重復(fù)的，那么比率應(yīng)該是不同的。日志文件和其他純文本文件通?？梢院芎玫剡M(jìn)行重復(fù)數(shù)據(jù)刪除，可能會(huì)得到10:1甚至更高的重復(fù)數(shù)據(jù)刪除率。但是二進(jìn)制文件，如視頻、音頻或壓縮包，將遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于3:1，甚至在某些情況下1:1。這種情況下不建議使用vdo卷。

--writePolicy - vdo有三種寫(xiě)策略：

sync:只有在數(shù)據(jù)寫(xiě)入物理設(shè)備后，才會(huì)確認(rèn)對(duì)VDO卷的寫(xiě)入。

async:在數(shù)據(jù)寫(xiě)入緩存后被確認(rèn)。如果在設(shè)備故障或掉電之前沒(méi)有刷新緩存，可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)丟失。

auto:在這種默認(rèn)模式下，VDO將檢查存儲(chǔ)設(shè)備并確定它是否支持刷新。如果是這樣，VDO將使用異步模式。如果沒(méi)有，它將使用同步模式。

查看新建VDO卷相關(guān)的信息

正如我們?cè)谏弦徊降妮敵鲋锌吹降模琕DO創(chuàng)建了一個(gè)名為/dev/mapper/vdolvm的新dm設(shè)備。當(dāng)我們創(chuàng)建lvm卷組時(shí)，這就是我們將要使用的設(shè)備。

[root@localhost ~]# ll /dev/mapper/vdolvm  
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Mar  4 13:31 /dev/mapper/vdolvm -> ../dm-2 

讓我們看看使用vdostats可以獲得有關(guān)vdo卷的什么樣的信息：

[root@localhost ~]# vdostats --hu 
Device                    Size      Used Available Use% Space saving% 
/dev/mapper/vdolvm       20.0G      4.0G     16.0G  20%           N/A 

由于我們尚未將任何數(shù)據(jù)寫(xiě)入該卷，因此Space saving%字段為N/A。稍后我們將寫(xiě)一些數(shù)據(jù)時(shí)，在此處看到更多有用的信息。

可以看到上圖中，我們還沒(méi)有寫(xiě)任何數(shù)據(jù)，但是已經(jīng)有4GB，20%的空間正在使用中了!這是因?yàn)?ldquo;通用重復(fù)數(shù)據(jù)刪除索引”已被寫(xiě)入磁盤(pán)。這基本上是一個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)，用于記錄slab指紋及其位置。這就是使重復(fù)數(shù)據(jù)刪除成為可能的原因。

將VDO卷作為普通磁盤(pán)設(shè)備進(jìn)行設(shè)置

現(xiàn)在我們已經(jīng)創(chuàng)建了VDO設(shè)備，我們可以對(duì)其進(jìn)行分區(qū)并格式化，或者在這個(gè)vod卷上面創(chuàng)建lvm邏輯卷。下面我們創(chuàng)建邏輯卷：

# 創(chuàng)建物理卷 
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/mapper/vdolvm  
  Physical volume "/dev/mapper/vdolvm" successfully created. 
# 創(chuàng)建卷組vdo_vg 
[root@localhost ~]# vgcreate vdo_vg /dev/mapper/vdolvm  
  Volume group "vdo_vg" successfully created 
# 查看vdo_vg卷組的信息 
[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 

從上面可以看到，lvm認(rèn)為我們的基礎(chǔ)磁盤(pán)為120GB，盡管我們知道它只有40GB。由于LVM不知道VDO后端磁盤(pán)的大小。

現(xiàn)在，讓我們創(chuàng)建幾個(gè)邏輯卷吧：

[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  
# 查看創(chuàng)建好的邏輯卷 
[root@localhost ~]# lvs -o +devices 

創(chuàng)建掛載點(diǎn)并掛載文件系統(tǒng)

通常，創(chuàng)建文件系統(tǒng)后，它將在設(shè)備上運(yùn)行Trim操作。使用VDO時(shí)，這不是理想的選擇，因?yàn)榇疟P(pán)容量是按需分配的。因此，我們要告訴mkfs在文件系統(tǒng)創(chuàng)建過(guò)程中不要丟棄塊。對(duì)于XFS，請(qǐng)使用-K選項(xiàng)。對(duì)于EXT4，請(qǐng)使用-E nodiscard。下面使用了一個(gè)for循環(huán)，將三個(gè)邏輯卷格式化為XFS文件系統(tǒng)：

[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 

當(dāng)我們將新文件系統(tǒng)掛載到掛載點(diǎn)時(shí)，我們要告訴XFS放棄塊，因?yàn)檫@將大大加快文件刪除的速度。

[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 

現(xiàn)在，我們向設(shè)備寫(xiě)入了少量數(shù)據(jù)，我們可以再次檢查VDO卷以查看情況是否已更改。

[root@localhost ~]# vdostats --hu 
Device                    Size      Used Available Use% Space saving% 
/dev/mapper/vdolvm       20.0G      4.0G     16.0G  20%           86% 

設(shè)置為開(kāi)機(jī)啟動(dòng)

下面將三個(gè)邏輯卷設(shè)置為開(kāi)機(jī)啟動(dòng)，需要在fstab文件中添加x-systemd.device-timeout=0和x-systemd.requires=vdo.service。

使用blkid查看這三個(gè)邏輯卷的UUID。

使用上面獲取到的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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