centos虚拟机存储方案

CentOS虚拟机常见存储方案

一、虚拟磁盘类型选择

虚拟磁盘类型决定了虚拟机与物理存储的交互方式，直接影响性能和兼容性。常见的虚拟磁盘类型包括：

• IDE：传统模拟接口，兼容性最好，但性能最差（仅支持单线程读写），适合老旧系统或测试环境。
• SATA：模拟SATA控制器，性能优于IDE（支持NCQ命令队列），兼容性较好，适合普通虚拟机使用。
• SCSI（推荐）：模拟SCSI控制器（如virtio-scsi），支持多队列并行读写，性能最优，且支持热插拔，是KVM、VMware等虚拟化平台的推荐选择。
• Virtio（半虚拟化）：需 guest OS 安装 Virtio 驱动（CentOS 默认包含），性能接近物理磁盘，尤其适合I/O密集型场景（如数据库、Web服务器），但需注意：旧版本CentOS可能需要手动安装virtio驱动。

二、磁盘缓存模式优化

缓存模式决定了虚拟机磁盘与宿主机存储之间的数据同步策略，需根据数据安全性与性能需求权衡：

• Writeback（回写）：数据仅写入虚拟机缓存，待缓存满或手动刷新时写入宿主机存储。性能最佳，但若虚拟机突然宕机，未刷新的数据会丢失，适合对性能要求高、能容忍少量数据丢失的场景（如日志收集）。
• Writethrough（直写）：数据同时写入虚拟机缓存和宿主机存储，数据一致性高，但性能略低，适合对数据安全性要求高的场景（如数据库主库）。
• None（无缓存）：虚拟机直接访问宿主机存储，绕过缓存，性能接近物理磁盘，且数据实时同步，适合需要极致性能的场景（如高频交易系统）。

三、逻辑卷管理（LVM）

LVM通过将多个物理磁盘或分区组合成逻辑卷，提供灵活的存储管理能力，适合需要动态调整容量的虚拟机：

• 优势：支持动态扩展（在线增加磁盘空间）、快照（备份数据）、条带化（提升I/O性能）、镜像（高可用）等功能。
• 配置步骤：
  1. 创建物理卷（PV）：pvcreate /dev/sdb（将新磁盘初始化为PV）。
  2. 创建卷组（VG）：vgcreate vg_data /dev/sdb（将PV加入VG，VG是逻辑卷的存储池）。
  3. 创建逻辑卷（LV）：lvcreate -L 10G -n lv_root vg_data（从VG中分配10G空间给LV）。
  4. 格式化与挂载：mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_root → mount /dev/vg_data/lv_root /mnt/data。
• 扩容方法：添加新磁盘→创建PV→扩展VG→扩展LV→调整文件系统（如resize2fs /dev/vg_data/lv_root）。

四、软件RAID配置

软件RAID通过多块磁盘组合提升性能或可靠性，适合虚拟机环境（无需硬件RAID卡）：

• 常见RAID级别：
  • RAID 0：条带化，提升读写性能（无冗余），至少2块磁盘，适合视频编辑、大数据处理等对性能要求高的场景。
  • RAID 1：镜像，数据完全复制到两块磁盘，提供最高可靠性（冗余50%），适合系统盘或关键数据存储。
  • RAID 5：条带化+奇偶校验，允许1块磁盘损坏，容量利用率(n-1)/n，适合需要平衡性能与可靠性的场景（如数据库）。
  • RAID 6：条带化+双奇偶校验，允许2块磁盘损坏，容量利用率(n-2)/n，适合对可靠性要求极高的场景（如金融数据）。
  • RAID 10：RAID 1+RAID 0，兼顾性能与可靠性（允许1块磁盘损坏），容量利用率50%，适合高性能数据库、Web服务器。
• 配置步骤（以RAID 5为例）：
  1. 添加4块SCSI磁盘（如/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd、/dev/sde）。
  2. 创建RAID设备：mdadm --create /dev/md0 --level=5 --raid-devices=3 --spare-devices=1 /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd /dev/sde（3块数据盘+1块备用盘）。
  3. 检查RAID进度：cat /proc/mdstat（等待状态变为[UUU]）。
  4. 格式化与挂载：mkfs.xfs /dev/md0 → mount /dev/md0 /mnt/raid5。
  5. 设置开机自启：mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf → echo "/dev/md0 /mnt/raid5 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab。

五、存储空间扩容

虚拟机存储空间不足时，可通过以下方法扩容：

• 新增虚拟磁盘：
  1. 使用虚拟化管理工具（如VMware vSphere、KVM virsh）添加新磁盘（如/dev/sdb）。
  2. 识别新磁盘：lsblk（查看是否有新设备）。
  3. 分区与格式化：fdisk /dev/sdb → 创建分区（如/dev/sdb1）→ mkfs.ext4 /dev/sdb1。
  4. 挂载与开机自启：mkdir /mnt/newdisk → mount /dev/sdb1 /mnt/newdisk → 编辑/etc/fstab添加/dev/sdb1 /mnt/newdisk ext4 defaults 0 0。
• 扩展现有虚拟磁盘：
  1. 使用虚拟化管理工具扩展磁盘容量（如VMware中右键虚拟机→编辑设置→增加硬盘容量）。
  2. 扩展分区：parted /dev/sda → resizepart 1 → 输入新容量 → quit。
  3. 扩展文件系统：resize2fs /dev/sda1（ext4文件系统）或xfs_growfs /mnt/data（XFS文件系统）。

六、存储空间优化（VDO）

VDO（Virtual Data Optimizer）是CentOS 7.5+提供的内核级存储优化技术，通过重删（相同数据仅存储1份）和压缩（减少数据体积）提升存储利用率，适合虚拟机存储资源紧张的场景：

• 适用场景：VM/容器存储（建议逻辑存储与物理存储比例为10:1）、对象存储（如Ceph，比例为3:1）。
• 配置步骤：
  1. 安装软件包：yum install vdo kmod-kvdo -y。
  2. 创建VDO卷：vdo create --name=vdo0 --device=/dev/sdb --vdoLogicalSize=30G（逻辑大小为物理大小的3倍）。
  3. 格式化与挂载：mkfs.ext4 -K /dev/mapper/vdo0（快速格式化）→ mkdir /vdo → mount /dev/mapper/vdo0 /vdo。
  4. 开机自启：编辑/etc/fstab添加UUID=<vdo_uuid> /vdo ext4 defaults,x-systemd.requires=vdo.service 0 0（通过blkid /dev/mapper/vdo0获取UUID）。
• 验证效果：vdostats --human-readable（查看逻辑容量、物理使用量、重删率）。