AIX 5L Version 5.3 中的存儲管理

AIX 5L™ Version 5.3 集成了大量的特性，這使得它具有比以前的操作系統發行版更強大的功能。IBM® 顧問 Shiv Dutta 關注于 AIX 5L Version 5.3 中的一些特性，這些特性增強了邏輯卷管理器 (LVM) 和 Enhanced Journal File System (JFS2) 的范圍、功能和性能。

引言

本文最初發表 2005 年 4 月，標題為 AIX 5L Version 5.3 中的邏輯卷管理器，其中討論了 AIX 5L™ Version 5.3 中的一些特性，這些特性增強了邏輯卷管理器 (LVM) 的范圍、功能和性能。在2005 年 9 月發布的 5300-03 維護級中對 AIX 5L 進行了重大的增強。而本文是對 2005 年 4 月發表的文章的更新和擴展。其中原有的內容幾乎完全保留了下來，在此基礎上本文進行了擴充，包括討論 5300-03 維護級中引入的一些 LVM 增強。另外，對其范圍進行了擴大以包括 AIX 5L Version 5.3 和 5300-03 維護級中引入的對 Enhanced Journal File System (JFS2) 的大量改進。在下面的討論中，我使用了表達方式 (5300-03) 來表示所引用的特性僅在 5300-03 維護級和更高版本中可用。

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LVM 命令增強

在 AIX 5L Version 5.3 中，對下列的 LVM 命令進行了改進以增強它們的性能，比如與以前的 AIX® 發布版中的對應命令相比，它們需要的執行時間更短：

• extendvg
• importvg
• mkvg
• varyonvg
• chlvcopy
• mklvcopy
• lslv
• lspv

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并發模式（經典的和增強的）

經典并發模式卷組 (VGs) 僅支持串行 DASD 和 SSA 磁盤以及 32 位內核。通過引入了所謂的增強并發模式 VG，AIX 5L Version 5.1 克服了所支持的磁盤類型的限制，增強并發模式對并發模式進行了擴展以支持所有其他的磁盤類型。盡管 AIX 5L Version 5.2 不允許創建經典并發模式 VG，但是的確提供了對它們的支持。而在 AIX 5L Version 5.3 中則徹底地刪除了對經典并發模式 VG 的支持。如果在 AIX 5L Version 5.3 中試圖導入經典并發模式 VG，那么將產生一個錯誤消息以通知用戶將該 VG 轉換為增強并發模式。

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VG（常規、大容量和可擴展）

通常稱為標準的或常規的 VG 類型，支持最多 32 個物理卷 (PV)。一個標準的或常規的 VG 是指每個 PV 不超過 1016 個物理分區 (PP)，并且每個 VG 的邏輯卷的上限為 256。隨后引入了一種新的 VG 類型，即大容量 VG。一個大容量 VG 支持多達 128 個 PV 和最多 512 個 LV。

AIX 5L Version 5.3 引入了一種稱為可擴展的卷組（可擴展 VG）的新的 VG 類型。一個可擴展 VG 支持最多 1024 個 PV 和 4096 個 LV。PP 的最大數目適用于整個 VG，而不再根據每個磁盤對其進行定義。這使得我們能夠通過較大數量的 PP，以較少數量的磁盤和細粒度的存儲分配選項來配置 VG，其中這些 PP 的容量很小?？蓴U展 VG 可以容納多達 2,097,152 (2048 K) 個 PP。與舊的 VG 類型一樣，其大小使用兆字節為單位，并且大小變量必須等于 2 的整數冪。PP 的大小范圍從 1 (1 MB) 開始，最大為 131,072 (128 GB)。這要比 AIX 5L Version 5.2 中的常規和大容量 VG 類型的最大值 1024 (1 GB) 大兩個數量級。新的最大 PP 大小提供了支持 256 PB 個磁盤的體系結構。

下面的表 1 介紹了不同 VG 類型的配置限制的差異。請注意，用戶可定義 LV 的最大數目等于每個 VG 的 LV 最大數目減 1，因為將保留一個 LV 給系統使用。因此，系統管理員可以在常規 VG、大容量 VG 和可擴展 VG 中分別配置 255、511 和 4095 個 LV。

AIX 5L Version 5.3 中可擴展 VG 的實現，為給定的新 VG 類型的實例可以擁有的 PV 和 LV 數目提供了配置靈活性。該配置選項允許任何可擴展 VG 包含 32、64、128、256、512、768 或 1024 個磁盤以及 256、512、1024、2048 或 4096 個 LV。在為將來潛在的增長創建 VG 時，不需要配置 1024 個 PV 和 4096 個 LV 的最大值。通?？梢栽谛枰臅r候增大初始設置。

System Management Interface Tool (SMIT) 和 Web-based System Manager Graphical User Interface 完全支持這種可擴展 VG。對現有的與 VG 管理任務相關的 SMIT 面板進行了更改，并且為可擴展 VG 類型添加了許多新的面板。例如，可以使用新的 SMIT 快速路徑 _mksvg 來直接訪問 Add a Scalable VG SMIT 菜單。

對用戶命令 mkvg、chvg 和 lsvg 進行了增強以支持可擴展 VG 類型。

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針對 LV 的條帶列支持

AIX 5L Version 5.3 提供了針對 LV 的條帶列支持。這個新的特性允許條帶列的擴展，即使磁盤陣列中的一個 PV 已滿。在以前的 AIX 發布版中，只要定義磁盤陣列（獨立磁盤的冗余陣列）的磁盤組中有足夠的 PP，您就可以使用 extendlv 命令來增大條帶 LV 的大小。要擴展條帶 LV 以超過磁盤容量所規定的硬限制，唯一的辦法就是重新構建整個 LV。您需要備份并刪除該條帶 LV，然后使用更大的條帶寬度重新創建 LV，接下來還要對 LV 數據進行相應的還原操作。為了克服這個耗時的過程所帶來的缺點，AIX 5L Version 5.3 為 LV 引入了條帶列的概念。

在 AIX 5L Version 5.3 以前，在創建 LV 時通過下列兩種方法來確定條帶 LV 的條帶寬度：

• 所有 PV 名稱的直接說明
• 分配給該條帶 LV 的 PV 的最大數目的說明

在 AIX 5L 以前，對條帶 LV 的配置不允許超過條帶寬度的上限。在 AIX 5L Version 5.3 中，該上限可以為條帶寬度的倍數。由條帶寬度確定的一組磁盤，將被看作一個條帶列。請注意，如果您使用的是 RAID 10 配置，那么這個上限值與鏡像副本的數目無關。

如果您使用 extendlv 命令將條帶 LV 擴展為超過第一個條帶列的物理限制，那么 AIX 使用一整組新的磁盤來實現對附加邏輯分區的分配請求。如果您需要進一步擴展 LV，那么可以根據需要添加更多的條帶列，只要不超過其上限。chlv -u 命令允許您增大這個上限，以便為條帶 LV 的擴展提供附加的凈空。您還可以使用增強的 extendlv 命令的 -u 標志，這樣可以在一項操作中同時完成增大上限并擴展 LV。

對用戶命令 mklv、chlv、extendlv 和 mklvcopy 進行了增強以支持 AIX 5L Version 5.3 中引入的條帶列的特性。

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卷組 pbuf 池

LVM 使用一個稱為 pbuf 的組成部件來控制掛起的磁盤 I/O。pbuf 是一個固定內存緩沖區。通常，LVM 為每個單獨的 I/O 請求使用一個 pbuf，而不管傳輸的數據量有多大。在向 VG 添加新的 PV 時，AIX 創建了額外的 pbuf。在以前的 AIX 發布版中，pbuf 池是一種系統范圍的資源，但是在 AIX 5L Version 5.3 中，LVM 為每個 VG 分配和管理一個 pbuf 池。對于那些具有大量 VG 的系統來說，這種增強可以支持高級的可擴展性和性能，并且適用于所有的 VG 類型。因為有了新的 pbuf 池的實現，AIX 可以顯示和管理附加的 LVM 統計信息和調整參數。

現在，AIX 5L Version 5.3 中包括了 lvmo 命令。它為與新的 pbuf 池相關的管理任務提供了支持。您可以使用 lvmo 命令來顯示 pbuf 和阻塞 I/O 的統計信息和 pbuf 可調參數的設置，不管該實體的范圍是系統范圍還是 VG 特定的。然而，lvmo 命令只允許更改專門用于特定 VG 的LVM pbuf 可調參數的設置。ioo 命令繼續管理系統范圍的單獨的 pbuf 可調參數。另外，與以前的 AIX 發布版一樣，vmstat -v 命令仍用于顯示整個系統中由于缺少空閑 pbuf 而阻塞的 I/O 的數目。

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可變的邏輯磁道組

當 LVM 接收到一項 I/O 請求，在將請求傳遞到磁盤的設備驅動程序之前，它將 I/O 分解為邏輯磁道組 (LTG) 的大小。LTG 是 LV 的最大傳輸大小，并且對于 VG 中所有的 LV 都是一樣的。AIX 5L Version 5.2 接受 128 KB、256 KB、512 KB 和 1024 KB 的 LTG 值。然而，現在許多磁盤都支持大于 1 MB 的傳輸大小。為了利用更大的傳輸大小并獲得更好的磁盤 I/O 性能，AIX 5L Version 5.3 接受 128 KB、256 KB、512 KB、1 MB、2 MB、4 MB、8 MB 和 16 MB 的 LTG 大小值。

與以前的發布版相比，AIX 5L Version 5.3 還允許 LV 的條帶大小大于所使用的 LTG 的大小，并且顯著地擴展了有效條帶大小的范圍。Version 5.3 添加了對 2 MB、4 MB、8 MB、16 MB、32 MB、64 MB 和 128 MB 的條帶大小的支持，以對以前的 AIX 發布版中 4 KB、8 KB、16 KB、32 KB、64 KB、128 KB、256 KB、512 KB 和 1 MB 的條帶大小選項進行補充。

在 AIX 5L Version 5.2 中，通過 chvg 或 mkvg 命令的 -L 標志來設置 LTG 大小。在 AIX 5L Version 5.3 中，通過 varyonvg 命令對其進行設置，并且使用 -M 標志。因此，所創建的 LTG 大小稱為可變 LTG 大小。

下面的命令將 tmpvg VG 的 LTG 大小設置為 512 KB：

# varyonvg -M512K tmpvg

LTG 大小的單位指定為 K 或 M，分別表示 KB 或 MB。當使用 -M 標志設置 LTG 大小時，如果磁盤的最大傳輸大小小于該 LTG 大小，那么 varyonvg 和 extendvg 命令可能會執行失敗。要找出您的磁盤所支持的最大 LTG 大小，可以使用帶 -M 標志的 lquerypv 命令。其輸出結果給出了以 KB 為單位的 LTG 大小，如下面的示例所示。

# /usr/sbin/lquerypv -M hdisk0
            256
            

lspv 命令將這個相同的值顯示為 MAX REQUEST，如下面的清單 1 所示。

# lspv hdisk0
            PHYSICAL VOLUME: 	hdisk0 			VOLUME GROUP: 	rootvg
            PV IDENTIFIER: 000bc6fdbff92812   VG IDENTIFIER 000bc6fd00004c00000000fda469279d
            PV STATE: 		active
            STALE PARTITIONS: 	0 			ALLOCATABLE: yes
            PP SIZE: 		16 megabyte(s) 		LOGICAL VOLUMES: 9
            TOTAL PPs: 		542 (8672 megabytes) 	VG DESCRIPTORS: 2
            FREE PPs: 		431 (6896 megabytes) 	HOT SPARE: no
            USED PPs: 		111 (1776 megabytes) 	MAX REQUEST: 256 kilobytes
            FREE DISTRIBUTION:      108..76..30..108..109
            USED DISTRIBUTION:      01..32..78..00..00
            

通過 lsvg 命令，可以列舉正在使用的 LTG 的值，如下面的清單 2 所示。

            # lsvg rootvg
            VOLUME GROUP:	        rootvg 	        VG IDENTIFIER:
            000bc6fd00004c00000000fda469279d
            VG STATE:               active 	        PP SIZE: 16 megabyte(s)
            VG PERMISSION: 	        read/write 	TOTAL PPs: 542 (8672 megabytes)
            MAX Lvs: 		256 		FREE PPs: 431 (6896 Megabytes)
            LVs: 			9 		USED PPs: 111 (1776 megabytes)
            OPEN LVs: 		8 		QUORUM: 2
            TOTAL PVs: 		1 		VG DESCRIPTORS: 2
            STALE PVs: 		0 		STALE PPs: 0
            ACTIVE PVs: 		1 		AUTO ON: yes
            MAX PPs per VG: 	32512
            MAX PPs per PV: 	1016 		MAX PVs: 32
            LTG size (Dynamic): 	256 kilobyte(s) AUTO SYNC: no
            HOT SPARE: 		no 		BB POLICY: relocatable

請注意，在 lsvg 命令的輸出結果中，將 AIX 5L Version 5.3 中創建的 VG 的 LTG 大小顯示為 Dynamic，如上面的清單 2 所示。

缺省情況下，AIX 5L Version 5.3 將創建具有可變 LTG 大小的 VG。如果您需要將其導入到以前的 AIX 發布版，您首先需要通過 mkvg 或 chvg 的 -I 選項禁用可變 LTG，然后依次使用 varyoffvg 和 exportvg 命令，否則對以前的發布版執行的 importvg 命令將會失敗。

地理分布的邏輯卷管理器 (GLVM) (5300-03)

它擴展了 LVM 的鏡像功能并支持使用 TCP/IP 網絡連接的遠程 AIX 系統中的邏輯卷。應用程序數據完整的副本可以在遠程系統上快速地、輕松地重新聯機。

mirscan 命令 (5300-03)

這個命令用來搜索和修正無效的或無法執行 I/O 操作的物理分區。它在下列情況下非常有用：

1. 基礎存儲上的物理分區無法執行 I/O 操作，但很長時間內并沒有對該物理分區進行 I/O 操作?？蛻粜枰环N監測和修正這種情況的方法。
2. 將要更換一塊磁盤?？蛻粜枰_保不會從系統中刪除最近的有效數據副本。

單個根卷組上的多個 AIX 實例（多個基本操作系統）(5300-03)

該特性允許用戶在正在運行的 rootvg 中創建一個新的 AIX 基本操作系統 (BOS) 實例。建立于正在運行的 rootvg 上的這個新的實例，包含了私有的和共享的數據。備用磁盤安裝中也提供了類似的特性。盡管有些相似之處，但多個基本操作系統在下列一些非常重要的方面存在著區別：

• 新的實例構建于正在運行的根卷組（類似于 alt_disk_install 克隆操作）。
• 新的實例位于當前的根卷組（例如，相同的磁盤）中。
• rootvg 中的某些數據可以在實例之間進行共享。

回滾功能（僅在 JFS2 文件系統中可用）(5300-03)

將整個文件系統恢復到一個有效的指定時間點的快照（目標快照）?；貪L操作嘗試恢復目標快照時刻的快照。該目標快照之后進行的快照將丟失。

JFS2 的磁盤配額支持

通過實現磁盤使用配額來控制永久存儲的使用，AIX 5L Version 5.3 擴展了 JFS2 的功能。

可以基于每個文件系統為單獨的用戶和組設置磁盤配額。

版本 5.3 還引入了限制類的概念。它允許對每個文件系統限制進行配置，提供了刪除舊的或失效的配額記錄的方法，并通過專用的 SMIT 面板提供了全面的支持。它還提供了一種方法來定義一組磁盤塊和文件分配的硬、軟限制，以及軟限制強制實施為硬限制前的過渡期。

同一系統中可以同時使用 JFS2 和 JFS 的配額支持。

縮小文件系統

AIX 5L Version 5.3 支持動態地縮小 JFS2 文件系統。當文件系統的大小減少時，該文件系統所處的 LV 的大小也會減少。

JFS2 logredo 的可擴展性

AIX 5L Version 5.3 在 logredo 方面提供了下列增強，以改進性能并支持大量的文件系統：

• 支持卷組中的次要編號大于 512
• 支持寫時拷貝和緩存式更新，以減少 I/O 活動
• 支持縮小文件系統

JFS2 文件系統檢查靈活性

AIX 5L Version 5.3 增強了 Helper 的實現，它專門為 JFS2 文件系統執行文件系統檢查。新的代碼更好地利用了系統資源，并且包括了提高可擴展性和性能的算法。

針對 NFS V4 的 JFS2 ACL 支持

從 AIX 5L Version 5.3 開始，Enhanced Journaled File System 支持 NFS version 4 的 ACL。這樣使得您可以為文件系統對象建立細粒度的訪問控制，并且支持繼承特性。

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結束語

AIX 5L Version 5.3 中具有許多本文中尚未介紹的特性。希望本文帶給您的是您所期望的最新 AIX 版本的新加強功能。