Linux磁盘管理:LVM逻辑卷基本概念及LVM的工作原理.docx
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1、Linux磁盘管理:LVM逻辑卷基本概念及LVM的工作原理这篇将详细讲解Linux磁盘管理机制中的LVM逻辑卷的基本概念以及LVM的工作原 理! !一、传统的磁盘管理其实在Linux操作系统中,我们的磁盘管理机制和windows上的差不多,绝大多数 都是使用MBR(Master Boot Recorder)都是通过先对一个硬盘进行分区,然后再将该分 区进行文件系统的格式化,在Linux系统中如果要使用该分区就将其挂载上去即可,win dows的话其实底层也就是自动将所有的分区挂载好,然后我们就可以对该分区进行使用了。但是这种传统的磁盘管理经常会带来很多的问题,比如说当我们使用的一个分区,其空
2、间大小已经不再够用了,这个时候我们没有办法通过拉伸分区来进行分区扩充,当然目前也 有其他第三方的磁盘管理软件可以进行磁盘的分区空间划分,但是这样会给我们的文件系统 造成很大的伤害,有时会导致文件系统崩溃等问题。对于传统的磁盘管理如果说我们碰到当 分区大小不足的时候,我们只能通过增加新的硬盘,然后在新的硬盘上创建分区,对分区进 行格式化以后,然后将之前分区的所有东西都拷贝到新的分区里面才行。但是新增加的硬盘 是作为独立的文件系统存在的,原有的文件系统并没有得到任何的扩充,上层应用只能访问 到一个文件系统。这样的方式对个人的电脑来说可能还能接受,但是如果对于生产环境下的 服务器来说,这是不可接受的
3、。因为如果要把一个分区的内容都拷贝到另一个分区上去,势 必要首先卸载掉之前的那个分区,然后*对整个分区进行拷贝,如果服务器上运行着一个重 要的服务,比如说WWW或者FTP,其要求是7*24小时运行正常的,那么卸载掉分区这是 不可想象的,同时如果该分区保存的内容非常非常的多,那么在对分区进行转移时时间可能 会耗费很久,所以,这个时候我们就会受到传统磁盘管理的限制,因为其不能够进行动态的 磁盘管理。因此,为了解决这个问题,LVM技术就诞生了!二、LVM的磁盘管理正是因为传统的磁盘管理不能对我们的磁盘空间进行动态的管理,因此就诞生出了 LV M这个技术,那么LVM到底是什么呢?它又是怎么对磁盘进行管
4、理的呢?LVM(Logical volume Manager是逻辑卷管理的简称。它是Linux环境下对磁盘 分区进行管理的一种机制。现在不仅仅是Linux系统上可以使用LVM这种磁盘管理机制, 对于其它的类UNIX操作系统,以及windows操作系统都有类似与LVM这种磁盘管理软件。LVM的工作原理其实很简单,它就是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来,然后以逻 辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中,我们的上层应用是直接访问文件系 统,从而对底层的物理硬盘进行读取,而在LVM中,其通过对底层的硬盘进行封装,当我 们对底层的物理硬盘进行操作时,其不再是针对于分区进行操作,而是通过一个叫
5、做逻辑卷 的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。比如说我增加一个物理硬盘,这个时候上层的服务 是感觉不到的,因为呈现给上次服务的是以逻辑卷的方式。LVM最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的, 而且不会丢失现有的数据。我们如果新增加了硬盘,其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为 一个动态磁盘管理机制,逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性!三、LVM的原理要想理解好LVM的原理,我们必须首先要掌握4个基本的逻辑卷概念。 PE(Physical Extend)物理拓展 PV(Physical Volume)物理卷 VG(Volume Group)卷组 LV(Logical
6、 Volume)逻辑卷我们知道在使用LVM对磁盘进行动态管理以后,我们是以逻辑卷的方式呈现给上层的 服务的。所以我们所有的操作目的,其实就是去创建一个LV (Logical Volume),逻辑卷 就是用来取代我们之前的分区,我们通过对逻辑卷进行格式化,然后进行挂载操作就可以使 用了。那么LVM的工作原理是什么呢?所谓无图无真相,咱们下面通过图来对逻辑卷的原 理进行解释!1.将我们的物理硬盘格式化成PV(Physical Volume)我们看到,这里有两块硬盘,一块是sda,另一块是sdb,在LVM磁盘管理里,我首 先要将这两块硬盘格式化为我们的PV(Physical Volume),也就是我
7、们的物理卷,其实 格式化物理卷的过程中LVM是将底层的硬盘划分为了一个一个的PE (Physical Extend), 我们的LVM磁盘管理中PE的默认大小是4M大小,其实PE就是我们逻辑卷管理的最基本 单位。比如说我有一个400M的硬盘,那么在将其格式化成PV的时候,其实际就是将这块 物理硬盘划分成了 100个的PE,因为PE默认的大小就是4M。这个就是我们的第一步操作。2.创建一个 VG(Volume Group)在将硬盘格式化成PV以后,我们第二步操作就是创建一个卷组,也就是VG (Volume Group),卷组在这里我们可以将其抽象化成一个空间池,VG的作用就是用来装PE的,我 们可
8、以把一个或者多个PV加到VG当中,因为在第一步操作时就已经将该硬盘划分成了多 个PE,所以将多个PV加到VG里面后,VG里面就存放了许许多多来自不同PV中的PE, 我们通过上面的图片就可以看到,我们格式化了两块硬盘,每个硬盘分别格式化成了 3个P E,然后将两块硬盘的PE都加到了我们的VG当中,那么我们的VG当中就包含了 6个PE, 这6个PE就是两个硬盘的PE之和。通常创建一个卷组的时候我们会为其取一个名字,也 就是该VG的名字。3.基于VG创建我们最后要使用的LV(Logical Volume)【注意】PV以及VG创建好以后我们是不能够直接使用的,因为PV、VG是我们逻辑 卷底层的东西,我
9、们其实最后使用的是在VG基础上创建的LV (Logical Volume),所以 第三步操作就是基于VG来创建我们最终要使用的LV。当我们创建好我们的VG以后,这个时候我们创建LV其实就是从VG中拿出我们指定 数量的PE,还是拿上图来说,我们看到我们此时的VG里面已经拥有了 6个PE,这时候我 们创建了我们的第一个逻辑卷,它的大小是4个PE的大小,也就是16M(因为一个PE的 默认大小是4M),而这4个PE有三个是来自于第一块硬盘,而另外一个PE则是来自第二 块硬盘。当我们创建第二个逻辑卷时,它的大小就最多只有两个PE的大小了,因为其中的 4个PE已经分配给了我们的第一个逻辑卷。所以创建逻辑卷
10、其实就是我们从VG中拿出我们指定数量的PE,VG中的PE可以来自 不同的PV,我们可以创建的逻辑卷的大小取决于VG当中PE存在的数量,并且我们创建的 逻辑卷其大小一定是PE的整数倍(即逻辑卷的大小一定要是4M的整数倍)。4 .将我们创建好的LV进行文件系统的格式化,然后挂载使用在创建好LV以后,这个时候我们就能够对其进行文件系统的格式化了,我们最终使用 的就是我们刚创建好的LV,其就相当于传统的文件管理的分区,我们首先要对其进行文件 系统的格式化操作,然后通过mount命令对其进行挂载,这个时候我们就能够像使用平常 的分区一样来使用我们的逻辑卷了。我们在创建好LV以后,我们会在/dev目录下看
11、到我们的LV信息,例如/dev/vg name/lvname,我们每创建一个VG,其会在/dev目录下创建一个以该VG名字命名的文 件夹,在该VG的基础上创建好LV以后,我们会在这个VG目录下多出一个以LV名字命名 的逻辑卷。下面我们来对整个LVM的工作原理进行一个总结:(1) 物理磁盘被格式化为PV,空间被划分为一个个的PE(2) 不同的PV加入到同一个VG中,不同PV的PE全部进入到了 VG的PE池内(3) LV基于PE创建,大小为PE的整数倍,组成LV的PE可能来自不同的物理磁盘(4) LV现在就直接可以格式化后挂载使用了(5) LV的扩充缩减实际上就是增加或减少组成该LV的PE数量,其
12、过程不会丢失原始数 据我们看到,我们这里如果要对LV进行扩充,直接加进来一块sdc硬盘,然后将其格式 化成PE,然后将该PV加入到了 VG当中,这个时候我们就可以通过增加LV中PE的数量 来动态的对LV进行扩充了,只要我们的LV的大小不要超过我们VG空余空间的大小就行 了!本篇主要讲解了传统磁盘管理与LVM动态管理磁盘机制的不同,并详细讲解了 LVM的 工作原理,在下一篇随笔当中,将会详细的讲解LVM的基本配置,包括创建PV、VG以及 VG,并动态的对我们的LV进行扩充、减少操作! !Linux磁盘管理:LVM逻辑卷的创建及使用在前面Linux磁盘管理:LVM逻辑卷基本概念及LVM的工作原理,
13、详细的讲解了 Li nux的动态磁盘管理LVM逻辑卷的基本概念以及LVM的工作原理,包括LVM中最重要的四 个基本点(PE、PV、VG以及LV),这篇随笔将会详细的讲解LVM逻辑卷的创建、使用以及 删除.一、创建LVM逻辑卷我们通过图文并茂的方式来看看如何创建我们的LVM,在上一篇随笔中,我们已经熟 悉了 LVM的工作原理,首先是要将我们的物理硬盘格式化成PV,然后将多个PV加入到创 建好的VG中,最后通过VG创建我们的LV。所以我们第一步就是将我们的物理硬盘格式化 成PV(物理卷)将物理硬盘格式化成PV (物理卷)使用的是pvcreate命令这里我已经事先虚拟化了 3快物理硬盘,每块硬盘的大
14、小为8G,通过fdisk -l命 令可以查看rootxiaoluo # fdisk -lDisk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylindersUnits = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk identifier: 0x000
15、93d90Device BootStartEndBlocksId System/dev/sdal1523419430482 Linux swap / SolarisPartition 1 does not end on cylinder boundary./dev/sda2 *52326111677619283 LinuxDisk /dev/sdb: 858 9 MB, 858 9934 592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylindersUnits = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytesSec
16、tor size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk identifier: 0x00000000Disk /dev/sdc: 8589 MB, 8589934592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylindersUnits = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes
17、/ 512 bytesI/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk identifier: 0x00000000Disk /dev/sdd: 8589 MB, 8589934592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylindersUnits = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytesSector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytesI/O size (minimum/optimal):
18、512 bytes / 512 bytesDisk identifier: 0x00000000这里我们根据上面图所示,我们先将/dev/sdb、/dev/sdc两块硬盘格式化成PVrootxiaoluo # pvcreate /dev/sdb /dev/sdcPhysical volume/dev/sdb successfully createdPhysical volume/dev/sdc successfully created创建完PV以后,我们可以使用pvdisplay(显示详细信息)、pvs命令来查看当前pv的信 息rootxiaoluo # pvdisplay/dev/sdb i
19、s a new physical volume of8.00 GiBNEW Physical volume PV Name/dev/sdbVG NamePV Size8.00 GiBAllocatableNOTotal PE0Free PE0Allocated PE0PV UUID93UEEl-cxBU-A4HC-LNSh-jp9G-uU5Q-EG8LM9PE Size0/dev/sdc is a new physical volume of8.00 GiB NEW Physicalvolume PV Name/dev/sdcVG NamePV Size8.00 GiBAllocatableN
20、OPE Size0Total PE0Free PE0Allocated PE0PV UUIDlH1vul-KBHx-H2C6-wbt1-8AdK-yHpr-bBIul5rootxiaoluo # pvsPVVGFmtAttr PSize PFree/dev/sdblvm2a-8.00g 8.00g/dev/sdclvm2a-8.00g 8.00g通过这两个命令我们可以看到我们已经创建好的PV的信息,两个PV都是86,目前 还没有使用,PFree都是8G.创建卷组(VG),并将PV加入到卷组中通过vgcreate命令在创建完PV以后,这时候我们需要创建一个VG,然后将我们的PV都加入到这个卷 组
21、当中,在创建卷组时要给该卷组起一个名字rootxiaoluo # vgcreate xiaoluo /dev/sdb /dev/sdcVolume group xiaoluo successfully created同样,在创建好VG以后,我们也可以使用vgdisplay或者vgs命来来查看VG的 信息。rootxiaoluo # vgdisplayVolume group VG NamexiaoluoSystem IDFormatlvm2Metadata Areas2Metadata Sequence No 1VG Accessre writeVG StatusresizableMAX LV
22、0Cur LV0Open LV0Max PV0Cur PV2/当前这里有两个PV,分别是我们的/dev/sdb和/dev/sdcAct PV2VG Size15.99 GiB / 当前 VG 的大小PE Size4.00 MiB / 通过这个我们也可以看到我们LVM默认的PE大小就是4MTotal PE4094/因为VG里面存放的就是各个PV中的PE,所以PE的数量就是VG大小除以默认PE的大小Alloc PE / Size0 / 0Free PE / Size4094 / 15.99 GiBVG UUIDB8eavI-21kD-Phnm-F1t1-eo4K-wgvg-T5qUbtrootxi
- 配套讲稿:
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- 关 键 词:
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