Docker实践(3)—浅析device mapper的thin provision

thin provision是在 kernel3.2 中引入的。它主要有以下一些特点：

（1）允许多个虚拟设备存储在相同的数据卷中，从而达到共享数据，节省空间的目的；

（2）支持任意深度的快照。之前的实现的性能为O(n)，新的实现通过一个单独的数据避免了性能随快照深度的增加而降低。

（3）支持元数据存储到单独的设备上。这样就可以将元数据放到镜像设备或者更快的SSD上。

上面3个特性正是devicemapper支持docker存储镜像的关键特性。

使用lvm管理thin provisioning

# dd if=/dev/zero of=lvm0.img bs=1024k count=256

# losetup /dev/loop7 lvm0.img

# losetup -a

/dev/loop0: [fd00]:786725 (/dev/loop0)

/dev/loop1: [fd00]:786726 (/dev/loop1)

/dev/loop7: [fd00]:420986 (/root/lvm/lvm0.img)

# pvcreate /dev/loop7

Physical volume "/dev/loop7" successfully created

# vgcreate vg_test /dev/loop7

Volume group "vg_test" successfully created

在volume group中创建一个thin pool，大小为200M：

# lvcreate -L 200M -T vg_test/mythinpool

Logical volume "lvol0" created

Logical volume "mythinpool" created

# ls /dev/mapper/* |grep mythin

/dev/mapper/vg_test-mythinpool

/dev/mapper/vg_test-mythinpool_tdata

/dev/mapper/vg_test-mythinpool_tmeta

/dev/mapper/vg_test-mythinpool-tpool

创建thin logical volume：

# lvcreate -T vg_test/mythinpool -V 300M -n lvol1

Logical volume "lvol1" created

虽然thin pool只有200M，却可以创建300M的逻辑卷。

# lvs

LV         VG      Attr       LSize   Pool       Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert

lvol1      vg_test Vwi-a-tz-- 300.00m mythinpool          0.00

mythinpool vg_test twi-a-tz-- 200.00m                     0.00

创建快照：

# lvcreate -s --name mysnapshot1 vg_test/lvol1

Logical volume "mysnapshot1" created

使用dmsetup管理thin provisioning

创建thin pool

dmsetup create pool \

--table "0 20971520 thin-pool $metadata_dev $data_dev \

$data_block_size $low_water_mark"

# dmsetup create yy_thin_pool --table '0 409600 thin-pool /dev/loop6 /dev/loop7 128 0'

# dmsetup table /dev/mapper/yy_thin_pool

0 409600 thin-pool 7:6 7:7 128 0 0

# dmsetup remove yy_thin_pool

创建thinly-provisioned volume

首先，必须发送消息给pool：

dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "create_thin 0"

这里的”0”是卷标识符，24位的数字，由调用者进行分配，如果已经存，会返回-EEXIST错误。

使用thinly-provisioned volume

创建一个20M大小的volume

dmsetup create thin --table "0 40960 thin /dev/mapper/yy_thin_pool 0"

# dmsetup table /dev/mapper/thin

0 40960 thin 253:3 0

#mkfs.ext4 /dev/mapper/thin

#mount /dev/mapper/thin /mnt/share1

/dev/mapper/thin       20M  1.2M   18M   7% /mnt/share1

Internal snapshots

创建快照

对一个active的卷创建快照，先要suspend volume。

dmsetup suspend /dev/mapper/thin

dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "create_snap 1 0"

dmsetup resume /dev/mapper/thin

dmsetup create snap --table "0 40960 thin /dev/mapper/yy_thin_pool 1"

红色部分是快照的名称。

删除volume

dmsetup remove thin

dmsetup message /dev/mapper/yy_thin_pool 0 "delete 0"

docker的结构

docker内部的存储结构大概如下：

docker在初始化过程中，会创建一个100G的用于存储数据，和一个2G的用于存储元数据的稀疏文件，然后分别附加到回环块设备/dev/loop0和/dev/loop1。然后基于回环块设备创建thin pool。

docker在创建image，会将image的信息(struct DevInfo)写到文件/var/lib/docker/devicemapper/metadata/$id，参考函数(devices *DeviceSet) registerDevice。

主要参考

［1]https://www.kernel.org/doc/Documentation/device-mapper/thin-provisioning.txt

作者：YY哥 
出处：http://www.cnblogs.com/hustcat/ 
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