虚拟数据优化器VDO-编程知识

本章主要介绍虚拟化数据优化器。

什么是虚拟数据优化器VDO
创建VDO设备以节约硬盘空间

了解什么是VDO

VDO全称是Virtual Data Optimize（虚拟数据优化)，主要是为了节省硬盘空间。

现在假设有两个文件file1和 file2，大小都是10G。file1和 file2中包含了8G的相同数据，如下图中的灰色部分。这个相同数据在硬盘中存储了两份，所以这两个文件占用的硬盘空间是20G。

在没有VDO的情况下

如果采用了VDO，效果如下图所示。

在VDO存储数据

file1和 file2大小都是10G，两个文件中都有8G的相同数据。那么，这个相同数据在硬盘中只存储一份，让filel和 file2共同使用。所以，最终在硬盘上占用的空间是12G，这样一个 20G大小的硬盘，完全可以存储大于20G的文件，主要看这些文件中到底有多少相同数据。

所以，VDO实现的效果是，多个文件中有相同数据,这个相同数据只存储一份，从而实现节省硬盘空间的目的。

配置VDO

首先要安装VDO相关软件包（关于软件包的管理在后面章节中有详细讲解)，步骤如下。

挂载光盘，命令如下。

[root@rhel03 ~]# mount /dev/cdrom /mnt/
mount: /mnt: WARNING: device write-protected, mounted read-only.
[root@rhel03 ~]#

这里准备把光盘作为yum源。

编写repo文件,命令如下。

[root@rhel03 ~]# cat /etc/yum.repos.d/aa.repo 
[aa]
name=aa
baseurl=file:///mnt/AppStream
enabled=1
gpgcheck=0[bb]
name=bb
baseurl=file:///mnt/BaseOS
enabled=1
gpgcheck=0

安装VDO，命令如下。

[root@rhel03 ~]# yum -y install vdo kmod-kvdo
正在更新 Subscription Management 软件仓库。
无法读取客户身份本系统尚未在权利服务器中注册。可使用 subscription-manager 进行注册。aa                                                                                                  72 MB/s | 7.2 MB     00:00    
bb                                                                                                  83 MB/s | 2.4 MB     00:00    
上次元数据过期检查：0:00:01 前，执行于 2023年12月06日 星期三 11时12分57秒。
软件包 vdo-6.2.5.74-14.el8.x86_64 已安装。
软件包 kmod-kvdo-6.2.5.72-81.el8.x86_64 已安装。
依赖关系解决。
无需任何处理。
完毕！
[root@rhel03 ~]#

查看 VDO设备，命令如下。

[root@rhel03 ~]# vdo list[root@rhel03 ~]#

没有任何输出，说明现在还没有任何VDO设备。

因为相同数据只存储一份，大大地节省了存储空间，所以本来20G的磁盘空间现在存储 30G、40G、50G的数据是完全有可能的。

下面创建一个名称为vdo1、底层设备为/dev/sdc的VDO设备，逻辑大小为50G,命令如下。（这里我给自己虚拟机添加一块50G的硬盘用作实验）

[root@rhel03 ~]# vdo create --name vdo1 --device /dev/sdb --vdoLogicalSize 50G
Creating VDO vdo1The VDO volume can address 46 GB in 23 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 vdo1
Starting compression on VDO vdo1
VDO instance 0 volume is ready at /dev/mapper/vdo1
[root@rhel03 ~]#

上面提示的一堆信息不用管，最终能看到的是vdo1已经创建好了，可以通过/dev/mapper/vdo1来使用

再次查看有多少VDO设备，命令如下。

[root@rhel03 ~]# vdo list
vdo1
[root@rhel03 ~]#

格式化这个VDO设备,命令如下。

[root@rhel03 ~]# mkfs.xfs -K /dev/mapper/vdo1 
meta-data=/dev/mapper/vdo1       isize=512    agcount=4, agsize=3276800 blks=                       sectsz=4096  attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0=                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=13107200, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=6400, version=2=                       sectsz=4096  sunit=1 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@rhel03 ~]#

这里-K(大写）的意思类似于Windows中的快速格式化。

把这个 VDO设备挂载到/vdo1目录上，命令如下。

[root@rhel03 ~]# mkdir /vdo1
[root@rhel03 ~]# mount /dev/mapper/vdo1 /vdo1
[root@rhel03 ~]#

如果希望能永久挂载，需要写入/etc/fstab中，命令如下。

[root@rhel03 ~]# cat /etc/fstab | grep vdo
/dev/mapper/vdo1                          /vdo1                   xfs     defaults,netdev 0 0

需要注意的是，这里一定要有_netdev选项，否则重启系统时，系统是启动不起来的。查看vdo1的空间使用情况，命令如下。

[root@rhel03 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         50.0G      4.0G     46.0G   8%           99%
[root@rhel03 ~]#

这里自身就消耗了4G空间（Used那列)，因为这里不存在文件，所以空间节省率为99% (Space saving%那列)

测试VDO

往 rhel03上传一个比较大的文件，这里上传的是一个windows7的镜像，命令如下。

[root@rhel03 ~]# du -sh cn_windows_7_professional_with_sp1_x64_dvd_u_677031.iso 
1002M	cn_windows_7_professional_with_sp1_x64_dvd_u_677031.iso
[root@rhel03 ~]#

这个文件的大小是1G。

下面开始第一次把windos.iso拷贝到/vdol中并命名为file1，命令如下。

[root@rhel03 ~]# cp cn_windows_7_professional_with_sp1_x64_dvd_u_677031.iso /vdo1/file1
[root@rhel03 ~]# 
[root@rhel03 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         50.0G      5.0G     45.0G  10%           84%
[root@rhel03 ~]#

可以看到，现在消耗空间是5G。

下面开始第二次把windos.iso拷贝到/vdo1中并命名为file2，命令如下。

[root@rhel03 ~]# cp cn_windows_7_professional_with_sp1_x64_dvd_u_677031.iso /vdo1/file2
[root@rhel03 ~]#  vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         50.0G      5.0G     45.0G  10%           83%
[root@rhel03 ~]#

因为是从同一个文件拷贝的，所以file2的内容和filel的内容是完全相同的，这里磁盘使用量仍然是5G。

因为实际写入了两个1G的文件，本来应该消耗2G的空间,但是这两个文件是相同的,所以实际消耗还是1G的空间，节省了2-1=1G的空间。

下面开始第三次把windos.iso铂贝到/vdo1中并命名为file3，命令如下。

[root@rhel03 ~]# cp cn_windows_7_professional_with_sp1_x64_dvd_u_677031.iso /vdo1/file3
[root@rhel03 ~]# vdostats --hu
Device                    Size      Used Available Use% Space saving%
/dev/mapper/vdo1         50.0G      5.0G     45.0G  10%           83%
[root@rhel03 ~]# du -sh /vdo1/
3.0G	/vdo1/
[root@rhel03 ~]#

因为是从同一个文件拷贝的，所以 file1、file2、file3三个文件的内容是完全相同的，这里磁盘使用量仍然是5G。

因为实际写入了三个1G的文件，本来应该消耗3G的空间，但是这三个文件是相同的, 所以实际消耗还是1G的空间，节省了3-1=2G的空间。

要删除VDO设备，命令如下（删除设备之前要先取消挂载）

[root@rhel03 ~]# vdo remove -n vdo1 
Removing VDO vdo1
Stopping VDO vdo1