前往小程序,Get更优阅读体验!
立即前往
首页
学习
活动
专区
工具
TVP
发布
社区首页 >专栏 >Linux下块设备缓存之Bcache使用

Linux下块设备缓存之Bcache使用

作者头像
Laikee
发布2022-04-25 18:11:37
5.5K0
发布2022-04-25 18:11:37
举报
文章被收录于专栏:Laikee Tech SpaceLaikee Tech Space

Bcache简介

Bcache是Linux内核块设备层cache,支持多块HDD使用同一块SSD作为缓存盘。它让SSD作为HDD的缓存成为了可能。由于SSD价格昂贵,存储空间小,而HDD价格低廉,存储空间大,因此采用SSD作为缓存,HDD作为数据存储盘,既解决了SSD容量太小,又解决了HDD运行速度太慢的问题。 注:Bcache是从Linux-3.10开始正式并入内核主线的,因此,要使用Bcache,需要将内核升级到3.10及以上版本才行。

Bcache缓存策略

Bcache支持三种缓存策略,分别是:writeback、writethrough、writearoud,默认使用writethrough,缓存策略可动态修改。

  • writeback 回写策略:回写策略默认是关闭的,如果开启此策略,则所有的数据将先写入缓存盘,然后等待系统将数据回写入后端数据盘中。
  • writethrough 写通策略:默认的就是写通策略,此模式下,数据将会同时写入缓存盘和后端数据盘。
  • writearoud :选择此策略,数据将直接写入后端磁盘。

bcache-tools的安装与使用

bcache-tools的安装

要使用Bcache,必须安装bcache-tools工具包,由于CentOS 7的源中没有bcache-tools,因此,需要手动下载源码包进行编译。源码在这:bcache-tools,下载之后,需要安装libblkid-devel依赖包方可进行编译,通过以下命令即可安装:

yum install libblkid-devel 安装libblkid-devel包成功之后,直接编译bcache-tools安装即可。

bcache-tools的使用

使用磁盘作为Bcache磁盘前,请先确保磁盘是空的,或者磁盘中的数据无关紧要。如果磁盘中有文件系统,将会出现如下错误:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# make-bcache -C /dev/sdc
Device /dev/sdc already has a non-bcache superblock, remove it using wipefs and wipefs -a
[root@localhost ~]# 

此时,需要使用wipefs命令,擦除磁盘中的超级块中的数据,这将使得原磁盘中的数据无法继续使用,也无法进行还原,因此,使用此命令前,请确保磁盘中的数据已经备份。

擦除磁盘中的超级块信息:

创建Bcache后端磁盘(HDD):

创建Bcache缓存磁盘(SSD):

查看Bcache磁盘:

Bcache磁盘配置

格式化Bcache磁盘并挂载

要使用bcache磁盘,需要先将磁盘进行格式化,可以使用mkfs.ext4将bcache磁盘格式化成ext4,操作如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 -F /dev/bcache0
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Discarding device blocks: done                            
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
655360 inodes, 2621438 blocks
131071 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
80 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

[root@localhost ~]# 

此时,即可进行挂载,如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# mount /dev/bcache0 /mnt
[root@localhost ~]#

添加缓存盘

要为bcache后端磁盘添加缓存盘,在创建缓存盘成功之后,首先需要获取该缓存盘的cset.uuid,通过bcache-super-show命令查看:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# bcache-super-show /dev/sdc
sb.magic        ok
sb.first_sector     8 [match]
sb.csum         E9D2701DC04A0A13 [match]
sb.version      3 [cache device]

dev.label       (empty)
dev.uuid        000771bd-5c58-4713-9fba-23312efb01a8
dev.sectors_per_block   1
dev.sectors_per_bucket  1024
dev.cache.first_sector  1024
dev.cache.cache_sectors 20970496
dev.cache.total_sectors 20971520
dev.cache.ordered   yes
dev.cache.discard   no
dev.cache.pos       0
dev.cache.replacement   0 [lru]

cset.uuid       d0079bae-b749-468b-ad0c-6fedbbc742f4
[root@localhost ~]# 

如上命令结果所示,最后一行即为该缓存盘的cset.uuid,只要将此缓存盘的cset.uuid attach到bcache磁盘即可实现添加缓存操作,命令如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# echo "d0079bae-b749-468b-ad0c-6fedbbc742f4" >/sys/block/bcache0/bcache/attach 
[root@localhost ~]# 

操作完成后,可以通过lsblk命令查看结果:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME      MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb         8:16   0  10G  0 disk 
└─bcache0 253:1    0  10G  0 disk /mnt
sdc         8:32   0  10G  0 disk 
└─bcache0 253:1    0  10G  0 disk /mnt
[root@localhost ~]# 

此时可以看到,sdc下也出现了bcache0设备,即表示缓存添加成功。

删除缓存盘

要将缓存盘从当前的后端磁盘删除,只需将缓存盘的cset.uuid detach到bcache磁盘即可实现,命令如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# echo "d0079bae-b749-468b-ad0c-6fedbbc742f4" >/sys/block/bcache0/bcache/detach 
[root@localhost ~]# 

操作完成后,可以通过lsblk命令查看结果:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME      MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb         8:16   0  10G  0 disk 
└─bcache0 253:1    0  10G  0 disk /mnt
sdc         8:32   0  10G  0 disk 
[root@localhost ~]# 

此时可以看到,sdc下的bcache0设备不见了,即表示缓存删除成功。

注销缓存盘

注销缓存前,请先确保当前缓存盘没有作为缓存使用,即通过lsblk看不到缓存磁盘下面的bcahe设备,如果当前磁盘正在使用,而进行注销操作,可能导致缓存盘的数据不能及时写入后端磁盘,造成数据丢失。 通过缓存盘的cset.uuid,在/sys/fs/bcache/<cset.uuid>/unregister写入1,即可进行注销操作,操作如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# echo 1>/sys/fs/bcache/d0079bae-b749-468b-ad0c-6fedbbc742f4/unregister 
[root@localhost ~]# 

操作完成后,通过ls查看/sys/fs/bcache/d0079bae-b749-468b-ad0c-6fedbbc742f4,如果该目录不存在,则表示注销成功。

停用bcache后端磁盘

停用后端磁盘前,请先确保当前磁盘没有附加缓存盘使用,如果当前磁盘正在使用缓存磁盘而进行操作,可能导致缓存盘的数据不能及时写入后端磁盘,造成数据丢失。

卸载后端磁盘

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# umount /dev/bcache0
[root@localhost ~]# 

停用缓存磁盘

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# echo 1>/sys/block/bcache0/bcache/stop
[root@localhost ~]# 

操作完成后,通过lsblk命令查看结果:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# lsblk /dev/sdb
NAME      MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb         8:16   0  10G  0 disk 
[root@localhost ~]# 

此时,sdb设备下并无bcache磁盘,即表示bcache后端磁盘已经停用。

Bcache使用之系统配置

配置/etc/fstab

/etc/fstab文件保存着Linux系统启动过程中,使用的挂载配置,文件中的每一行都对应着系统中的一个挂载点,有关fstab文件的说明,在此不做介绍。 要想bcache磁盘在系统重启时,进行自动挂载,需要将配置写入fatab文件中,操作如下:

Bcache注意事项

writeback

使用Bcache磁盘,当缓存使用writeback写回策略,在停用后端磁盘或者注销缓存磁盘时,一定要保证缓存盘已经完全从后端磁盘移除,否则可能导致数据丢失,甚至磁盘损坏。在缓存还在工作时,不能将磁盘进行热插拔,这将导致数据异常。

make-bcache

如果使用make-bcache命令出现了如下打印,那就说明当前磁盘已经是bcache磁盘,

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# make-bcache -B /dev/sdb
Already a bcache device on /dev/sdb, overwrite with --wipe-bcache
[root@localhost ~]# 

加上 --wipe-bcache参数就可以了:make-bcache -B /dev/sdb --wipe-bcache

make-bcache支持快速创建后端磁盘和缓存磁盘,并自动化建立绑定两者的绑定关系,命令如下:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# make-bcache -B /dev/sdb -C /dev/sdc --wipe-bcache
UUID:           8e8da86d-7cda-4e06-b05b-dd7309c33cf6
Set UUID:       ff92c353-bfcf-4f51-b2b8-8eb7792d491e
version:        0
nbuckets:       20480
block_size:     1
bucket_size:        1024
nr_in_set:      1
nr_this_dev:        0
first_bucket:       1
UUID:           4df35dfa-00f7-4c27-9838-e6853cdfaf48
Set UUID:       ff92c353-bfcf-4f51-b2b8-8eb7792d491e
version:        1
block_size:     1
data_offset:        16
[root@localhost ~]# 

通过lsblk命令查看结果:

代码语言:javascript
复制
[root@localhost ~]# lsblk /dev/sdb /dev/sdc
NAME      MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb         8:16   0  10G  0 disk 
└─bcache3 253:3    0  10G  0 disk 
sdc         8:32   0  10G  0 disk 
└─bcache3 253:3    0  10G  0 disk 
[root@localhost ~]# 

此时,sdc已经作为sdb的缓存盘了,无需再进行添加缓存的操作了。

经典的Device busy

通常,在操作过程中,由于没有完全的注销缓存或者停用后端磁盘而导致出现:Can't open dev /dev/sd: Device or resource busy错误,此时,只需要找到磁盘所在的节点,缓存盘则注销,后端磁盘则停用即可。

总结

Bcache作为新的缓存方案,给系统运行速度带来了极大地改善,因此,选择Bcache作为缓存是不二之选。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划,分享自作者个人站点/博客。
原始发表:2021-08-16,如有侵权请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除

本文分享自 作者个人站点/博客 前往查看

如有侵权,请联系 cloudcommunity@tencent.com 删除。

本文参与 腾讯云自媒体同步曝光计划  ,欢迎热爱写作的你一起参与!

评论
登录后参与评论
0 条评论
热度
最新
推荐阅读
目录
  • Bcache简介
  • Bcache缓存策略
  • bcache-tools的安装与使用
    • bcache-tools的安装
      • bcache-tools的使用
      • Bcache磁盘配置
        • 格式化Bcache磁盘并挂载
          • 添加缓存盘
            • 删除缓存盘
              • 注销缓存盘
                • 停用bcache后端磁盘
                • Bcache使用之系统配置
                  • 配置/etc/fstab
                  • Bcache注意事项
                    • writeback
                      • make-bcache
                        • 经典的Device busy
                        • 总结
                        相关产品与服务
                        对象存储
                        对象存储(Cloud Object Storage,COS)是由腾讯云推出的无目录层次结构、无数据格式限制,可容纳海量数据且支持 HTTP/HTTPS 协议访问的分布式存储服务。腾讯云 COS 的存储桶空间无容量上限,无需分区管理,适用于 CDN 数据分发、数据万象处理或大数据计算与分析的数据湖等多种场景。
                        领券
                        问题归档专栏文章快讯文章归档关键词归档开发者手册归档开发者手册 Section 归档