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Linux Stratis 存储管理

本节将介绍 Red Hat 8 中引入的下一代卷管理解决方案 Stratis。

1. Stratis 简介

Stratis 是一种新型的本地存储管理解决方案，旨在简化存储配置并提供类似 ZFS 和 Btrfs 的高级功能。它通过在后台整合现有的存储技术（如 LVM 和 XFS），为系统管理员提供一个更易于使用和功能更丰富的接口。

架构对比：LVM vs. Stratis

Stratis 的核心优势在于其简化的架构。传统的 LVM 存储栈层次较多，管理相对复杂，而 Stratis 将多个层次合并为一个统一的“存储池”，大大降低了管理的复杂度。

图示解读:

• LVM 架构: 从底向上依次是：硬盘 -> 分区 -> 物理卷 (PV) -> 卷组 (VG) -> 逻辑卷 (LV) -> 文件系统。管理员需要分别对这些层次进行操作。
• Stratis 架构: 从底向上依次是：一个或多个块设备 (Block devices) -> 单一的存储池 (Pool) -> 一个或多个文件系统 (Filesystem)。管理员的大部分操作都集中在“池”和“文件系统”这两个简单的概念上。

核心概念

• 块设备 (Block Devices): 指的是底层的物理存储，例如硬盘 (/dev/sda) 或磁盘分区 (/dev/sdb1)。
• 池 (Pool): 由一个或多个块设备组成，是 Stratis 的核心存储单元。它汇集了所有物理存储，形成一个统一的、可灵活分配的资源池。
• 文件系统 (Filesystems): 从池中创建，供用户实际使用。Stratis 的文件系统默认是精简配置 (thin-provisioned) 的，这意味着它们只在实际写入数据时才占用池空间，并且可以按需自动增长，无需手动扩容。

主要优势

• 简化管理: 将复杂的存储层次抽象为“池”和“文件系统”，命令更直观。
• 精简配置: 默认开启，提高了存储利用率。
• 快照与回滚: 支持对文件系统创建写时复制 (copy-on-write) 快照，便于备份和恢复。
• 池化管理: 轻松添加新磁盘来扩展存储池的容量。

2. 安装与配置 Stratis

以下是安装和启用 Stratis 服务的基本步骤。

步骤 1: 安装 Stratis 软件包

使用 yum 或 dnf 安装 stratis-cli 和 stratisd。

yum/dnf install stratis-cli stratisd

步骤 2: 启动并启用 Stratis 服务

使用 systemctl 启动并设置为开机自启。

systemctl enable --now stratisd

注意: enable --now 相当于同时执行 enable 和 start。

3. 创建 Stratis 存储池 (Pool)

存储池是由一个或多个块设备组成的。

步骤 1: 准备块设备

首先，需要有可用的块设备。例如，可以从虚拟化软件中添加两个 5GB 的新磁盘。添加后，使用 lsblk 命令验证它们在操作系统中是否可见（例如 /dev/sdb, /dev/sdc）。

lsblk

步骤 2: 创建一个新的 Stratis 池

使用 stratis pool create 命令创建一个名为 pool1 的新池，并将设备 /dev/sdb 加入其中。

stratis pool create pool1 /dev/sdb

步骤 3: 查看池列表

验证池是否已成功创建。

stratis pool list

步骤 4: 扩展存储池

如果需要增加池的容量，可以将新的块设备（例如 /dev/sdc）添加到现有池中。

stratis pool add-data pool1 /dev/sdc

检查: 再次运行 stratis pool list 可以看到池的容量增加了。

4. 创建 Stratis 文件系统

文件系统是在 Stratis 池之上创建的。

步骤 1: 创建一个新的文件系统

在 pool1 池中创建一个名为 fs1 的文件系统。

stratis filesystem create pool1 fs1

说明: 文件系统的初始大小会很小（例如 546MB），因为它采用了精简配置，会根据数据的写入自动增长。

步骤 2: 查看文件系统列表

验证文件系统是否已创建。

stratis filesystem list

步骤 3: 创建挂载点并挂载

创建一个目录作为挂载点，然后将 Stratis 文件系统挂载上去。

mkdir /bigdata
mount /dev/stratis/pool1/fs1 /bigdata
lsblk

步骤 4: 实现开机自动挂载

为了让系统重启后能自动挂载，需要将条目添加到 /etc/fstab 文件中。

注意: 下面的 UUID 是一个示例，你需要用 lsblk -o +UUID 或 blkid 命令查找你自己的文件系统 UUID。

UUID="asf-0887afgdja-" /fs1 xfs defaults,x-systemd.requires=stratisd.service 0 0

5. 创建文件系统快照

Stratis 支持为其文件系统创建快照。

步骤 1: 创建快照

为 pool1 池中的 fs1 文件系统创建一个名为 fs1-snap 的快照。

stratis filesystem snapshot pool1 fs1 fs1-snap

注意: PDF原文中的 startis 疑似为 stratis 的拼写错误，已在此修正。

步骤 2: 查看快照

可以使用 stratis filesystem list 命令查看已创建的文件系统和快照。

stratis filesystem list