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LVM (Logical Volume Manager)

原创 Linux操作系统 作者:zhouly1861 时间:2011-04-09 10:59:42 0 删除 编辑

什么是LVM

LVM是逻辑盘卷管理(Logical Volume Manager)的简称,它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制,LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层,来提高磁盘分区管理的灵活性。通过LVM系统管理员可以轻松管理磁盘分区,如:将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组(volume group),形成一个存储池。管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组(logical volumes),并进一步在逻辑卷组上创建文件系统。管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小,并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配,例如按照使用用途进行定义:“development”和“sales”,而不是使用物理磁盘名“sda”和“sdb”。而且当系统添加了新的磁盘,通过LVM管理员就不必将磁盘的文件移动到新的磁盘上以充分利用新的存储空间,而是直接扩展文件系统跨越磁盘即可。

为什么要使用LVM

在为系统分区时,如何精确评估和分配各个硬盘分区的容量,因为系统管理员不但要考虑到当前某个分区需要的容量,还要预见该分区以后可能需要的容量的最大值。因为如果估计不准确,当遇到某个分区不够用时管理员可能甚至要备份整个系统、清除硬盘、重新对硬盘分区,然后恢复数据到新分区。

虽然现在有很多动态调整磁盘的工具可以使用,例如Partation Magic等等,但是它并不能完全解决问题,因为某个分区可能会再次被耗尽;另外一个方面这需要重新引导系统才能实现,对于很多关键的服务器,停机是不可接受的,而且对于添加新硬盘,希望一个能跨越多个硬盘驱动器的文件系统时,分区调整程序就不能解决问题。

因此完美的解决方法应该是在零停机前提下可以自如对文件系统的大小进行调整,可以方便实现文件系统跨越不同磁盘和分区。幸运的是Linux提供的逻辑盘卷管理(LVM,Logical Volume Manager)机制就是一个完美的解决方案。

说简单点就是LVM可以在不停机的情况下动态调整各个分区的大小,并且保持原有的文件系统不变。

LVM基本概念

前面谈到,LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层,来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局,提供一个抽象的盘卷,在盘卷上建立文件系统。首先我们讨论以下几个LVM术语:

物理存储介质(The physical media):这里指系统的存储设备:硬盘,如:/dev/hda、/dev/sda等等,是存储系统最低层的存储单元。
物理卷(physical volume):物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID),是LVM的基本存储逻辑块,但和基本的物理存储介质(如分区、磁盘等)比较,却包含有与LVM相关的管理参数。
卷组(Volume Group):LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘,其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”(逻辑卷),LVM卷组由一个或多个物理卷组成。
逻辑卷(logical volume):LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区,在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。
PE(physical extent):每一个物理卷被划分为称为PE(Physical Extents)的基本单元,具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的,默认为4MB。
LE(logical extent):逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents) 的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中,LE的大小和PE是相同的,并且一一对应。
首先可以看到,物理卷(PV)被由大小等同的基本单元PE组成。一个卷组由一个或多个物理卷组成,PE和LE有着一一对应的关系。逻辑卷建立在卷组上。逻辑卷就相当于非LVM系统的磁盘分区,可以在其上创建文件系统。

安装LVM

默认情况下Redhat Linux系统中是默认安装了lvm工具的

[root@a ~]# rpm -qa |grep lvm
lvm2-2.02.56-8.el5
system-config-lvm-1.1.5-4.el5
[root@a ~]#

通过查询可以知道LVM需要lvm2-2.02.56-8.el5及system-config-lvm-1.1.5-4.el5两个安装包的支持,如果没有安装一下就可以了。

LVM实验:动态扩展系统分区

新增一块硬盘,在系统不停机的情况下分配1G空间给系统LogVol00,对系统分区进行扩容,并且保证原有文件不会丢失。

这个要求在windows系统下士没办法实现的,但是通过Linux的LVM就可以非常容易实现。

先看下原有系统分区

[root@a ~]# df
文件系统               1K-块        已用     可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00
                       6983168   2909812   3712908  44% /

系统分区的VG是VolGroup00,VL是LogVol00

这里我们增加一块硬盘/dev/sdb

将/dev/sdb建立为pv

[root@a ~]# pvcreate /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created

由于系统已经有了VG:VolGroup00,这里直接将新建的pv加入到系统VG:VolGroup00

[root@a ~]# vgextend VolGroup00 /dev/sdb
  Volume group "VolGroup00" successfully extended

给LogVol00系统LV增加1G的空间

[root@a ~]# lvextend -L +1G /dev/VolGroup00/LogVol00
  Extending logical volume LogVol00 to 7.88 GB
  Logical volume LogVol00 successfully resized

LV扩容之后需要激活修改的配置

[root@a ~]# resize2fs /dev/VolGroup00/LogVol00
resize2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem at /dev/VolGroup00/LogVol00 is mounted on /; on-line resizing required
Performing an on-line resize of /dev/VolGroup00/LogVol00 to 2064384 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/VolGroup00/LogVol00 is now 2064384 blocks long.

查看扩容之后的系统分区

[root@a ~]# df -l
文件系统               1K-块        已用     可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00
                       7998912   2909816   4676232  39% /

/挂载点的总容量增加了1G,扩容成功

再来查看VolGroup00参数

[root@a ~]# vgdisplay -v VolGroup00
    Using volume group(s) on command line
    Finding volume group "VolGroup00"
  --- Volume group ---
  VG Name               VolGroup00
  System ID            
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  7
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                2
  Open LV               2
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               10.84 GB
  PE Size               32.00 MB
  Total PE              347
  Alloc PE / Size       284 / 8.88 GB
  Free  PE / Size       63 / 1.97 GB    //还有剩余空间可以分配
  VG UUID               vPFrNV-lcZz-ZiAA-oZpt-VqWZ-gIC3-RCuJG7
  
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/VolGroup00/LogVol00
  VG Name                VolGroup00
  LV UUID                9QP8xz-w6dQ-luU0-y52W-1vct-1BvG-zKjLO8
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                7.88 GB
  Current LE             252
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0
  
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/VolGroup00/LogVol01
  VG Name                VolGroup00
  LV UUID                DWTtvU-SwNi-6Vho-HetD-O2a0-hSRV-F8AYi1
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                1.00 GB
  Current LE             32
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1
  
  --- Physical volumes ---   //在这个VG中有两块物理硬盘
  PV Name               /dev/sda2    
  PV UUID               594r8z-ROTL-2VBc-DPlr-f4iG-Blx5-Vu1I81
  PV Status             allocatable
  Total PE / Free PE    252 / 0
  
  PV Name               /dev/sdb    
  PV UUID               1R1H2t-f2DP-hYCQ-hkBE-HtmD-2kZy-2Bj4TY
  PV Status             allocatable
  Total PE / Free PE    95 / 63

 

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