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如何在 Linux 中拦截并缓存所有磁盘写入？

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如何在 Linux 中拦截并缓存所有磁盘写入？

我犯了一个愚蠢的错误，在摆弄 LVM RAID 设置之前没有进行备份。

我尝试使用 LVM 将 RAID 5 升级到 RAID 6，但我想有些事情就是没有正常工作。我在 LVM RAID 元数据范围中找到了配置备份（当我找到它时，我真的很绝望；我实际上并不认为我会在那里找到任何有用的东西）。

我的想法是使用这些配置备份应用到 LVM vgcfgrestore，但是我想避免对所有磁盘进行写入操作，以防出现问题（即，使用错误配置进行同步/重新扫描/奇偶校验更新可能会覆盖我认为仍然存在的实际数据）。

我非常熟悉使用 OverlayFS 在文件系统级别执行此操作，但我在这里使用块设备，因此不熟悉。我一直在做一些研究，但我发现的所有内容似乎都不太适合这种情况。

  • dm-snapshot将原始数据复制到快照卷（位于 RAM 中）中，因此在发生电源故障或出现其他情况时我真的不想冒险。
  • dm-writecache似乎是个不错的选择，但似乎无法完全阻止写回（也许可以使用非常高的 autocommit_time，但我仍然担心 RAM 受限的 autocommit_blocks）。即便如此，我还是不确定什么可以发送 FLUSH 消息，但如果确实发生这种情况，那将是灾难性的。

有什么办法可以：

  1. 无限期地延迟对特定（或所有）块设备的所有写入，或者
  2. 将所有写入缓存到单独的块设备上

答案1

  1. 关闭系统电源
  2. 购买取证磁盘控制器，又称硬件写阻止设备
  3. 使用取证磁盘控制器对所有驱动器进行 1:1 复制
  4. 尝试恢复数据时处理副本
  5. 进行备份！

答案2

我设法获取了我的数据，但这并非一帆风顺——其中最主要的是驱动器上的所有数据（LVM 和 RAID 元数据除外）都是加密的，因此在尝试之前我无法手动验证我的 RAID 配置。

我使用 手动重建了 RAID 元数据中某个配置中描述的 RAID dmsetup。当我进行最后的 RAID 组装时，我使用了如下命令：

printf "%s\n" "0 23439925248 raid raid6_n_6 4 128 nosync region_size 16384 5 254:0 254:5 254:1 254:6 254:2 254:7 254:3 254:8 254:4  254:9" | dmsetup create RAID_Data

根据 dm-raid 设备的内核文档，这是完全有效的。但是，RAID6 和选项存在一个特定问题nosync，导致无法创建 raid6_n_6 设备，并留下以下 dmesg 错误：

device-mapper: table: 254:10: raid: Invalid flags combination

显然，nosync 不适用于 RAID6。

我的解决方案是：

  1. 使用以下方法为我的各个 LVM PV 设置只读循环设备：losetup -r [loop_dev] [PV_device]
  2. 用于dmsetup create使用只读循环设备重新创建 rmeta 和 rimage 设备。
  3. 创建我的最终 dm-raid 设备，删除选项nosync而不必担心同步破坏数据（因为 dm-raid 设备建立在引用只读循环设备而不是实际磁盘的 dm 设备上）。

我真的很高兴我在转换 RAID 时非常细心，否则我可能根本无法恢复数据。

对于以后偶然发现这一点的任何人：LVM 配置文件中的 region_size 和 stripe_size 是 dmsetup 的直接参数（即，它是 dm 块数，而不是 LVM 范围数）。

编辑：我最初在问题中没有明确说明导致我遇到的问题的事件。导致此问题的命令是从 raid6_n_6 转换为条带卷，这本身应该是安全的。我运行的命令是lvconvert --type striped --stripes 1 vg/lv。LVM 应该不是可能已经允许这种情况发生，但是它确实发生了。

无论如何，转换都是即时的，不需要清理。因此，我确信我的数据仍然可用，只是与卷断开连接。由于卷已转换为条带卷，因此实时系统能够自动安装和激活 LV，而不会因自动清理而导致数据丢失。当然，由于缺少块，我无法在存储所有数据的 LV 内安装加密卷（这也是我第一次发现可能存在问题）。

从实时系统中，我在 lvm.conf 中设置了一个过滤器来过滤掉真正的块设备，并将这些设备映射到只读循环设备以确保安全。

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