linux dm 裸设备

在Linux系统中，裸设备（Raw Device Mapping，简称RDM）是一种直接映射物理存储设备到虚拟机的技术，它允许虚拟机直接访问物理存储，而不经过虚拟文件系统（如VMFS）。这种技术可以提供更高效的I/O性能，尤其适合需要高性能存储解决方案的场景，如数据库应用。

裸设备的基本概念

裸设备是一种没有经过格式化，不被Unix/Linux通过文件系统来读取的特殊字符设备。它允许应用程序直接对其进行读写操作，不经过操作系统的缓冲。这种特性使得裸设备在处理大量数据时能够提供更好的性能，因为它避免了操作系统层面的缓存和元数据管理开销。

裸设备的相关优势

• 性能优势：由于直接读写物理存储，裸设备可以显著提高I/O性能，尤其对于读写频繁的应用，如OLTP系统。
• 灵活性：裸设备提供了对底层存储的直接访问，使得用户可以更灵活地应用磁盘内策略。
• 资源节约：避免了操作系统的cache预读功能，减少了I/O操作，节约了内存资源。

裸设备的类型

• 块设备：块设备允许存储和检索固定大小的数据块，如硬盘、SSD或USB驱动器。它们是构建文件系统的基石，可以随机访问存储在设备上的任何数据块。在Linux中，裸设备通常表现为/dev/vda、/dev/vdb等。
• 字符设备：字符设备是一种可以按字符（字节）进行数据读写的设备。它们支持序列化的数据流，适用于需要逐字节处理数据的场合。
• 网络设备：网络设备负责处理数据包的发送和接收，如网卡或虚拟网络接口。这类设备使得计算机能够加入网络，与其他计算机或设备通信。
• 伪设备：伪设备不对应任何物理硬件，它们完全在软件中实现，如/dev/null或/dev/random。这些设备提供了操作系统的特殊功能。
• 设备文件：Linux将设备视为特殊类型的文件，通过虚拟文件系统(VFS)进行管理和操作。设备文件位于/dev目录下，用户可以通过文件操作函数对设备进行读写。
• 设备驱动程序：设备驱动程序是操作系统与硬件设备之间的桥梁，它包含设备服务子程序和中断处理程序两部分。在Linux中，设备驱动程序的加载和卸载，以及设备之间的关系、设备的状态管理是与用户空间通信的机制的重要组成部分。
• 设备树：Linux设备模型通过设备树(Device Tree)来描述设备之间的层次关系。设备树不仅包含了物理设备，还可能包括由软件模拟的虚拟设备。这使得开发人员可以清晰地理解设备之间的依赖关系。
• udev系统：udev是Linux的设备管理器，负责管理设备节点的创建和销毁。它允许系统在设备被热插拔时动态更新设备文件，确保应用程序总是访问最新的设备状态。