[Linux]逻辑卷管理LVM

目录

• LVM层级
• LVM架构
• LVM原理
• LVM优缺点
• LVM实验
  • 实验说明
  • 实验环境
  • 准备磁盘分区（PP）
  • 准备物理卷（PV）
  • 准备卷组（VG）
  • 创建逻辑卷（LV）
  • 扩展LVM卷
  • 缩减LVM卷
  • 扩展一个卷组

LVM层级

LVM架构

• PP：物理分区（Physical Partition），如硬盘的分区、RAID分区。
• PV：物理卷（Physical Volume），是PP的LVM抽象，它维护了PP的结构信息，是组成VG的基本逻辑单元，一般一个PV对应一个PP。
• PE：物理扩展单元（Physical Extends），每个PV都会以PE为基本单元划分。
• VG：卷组（Volume Group），即LVM卷组，它可由一个或数个PV组成，相当于LVM的存储池。
• LE：逻辑扩展单元（Logical Volume），组成LV的基本单元，一个LE对应一个PE。
• LV：逻辑卷（Logical Volume），它建立在VG之上，文件系统之下，由若干个LE组成。

LVM原理

• LVM（Logical Volume Manager）：是Linux中一个硬盘系统工具
• LVM 在每个物理卷（PV）头部都维护了一个MetaData，叫做卷组描述域（VGDA，Volume Group Description Area），每个VGDA中都包含了整个VG（Volume Group）的信息，包括每个VG的布局配置、PV 的编号、LV的编号，以及每个PE到LE的映射关系。同一个VG中的每个PV头部的信息是相同的，这样有利于发生故障时进行数据恢复。
• LVM 对上层文件系统提供 LV 层，隐藏了操作细节。对文件系统而言，对 LV 的操作与原先对 Partition 的操作没有差别。当对 LV 进行写入操作时，LVM 定位相应的 LE，通过 PV 头部的映射表，将数据写入到相应的 PE 上。
• LVM 实现的关键在于在PE 和LE间建立映射关系，不同的映射规则决定了不同的LVM存储模型。LVM 支持多个PV的Stripe和Mirror，这点和软RAID的实现十分相似。
• LVM 对上层文件系统提供抽象层，隐藏了操作细节，对文件系统而言，对LV的操作与原先对分区（ Partition）的操作没有差别。当对LV进行写入操作时，LVM定位相应的LE，通过PV头部的映射表，将数据写入到相应的PE上。

LVM优缺点

• 优点：
  • 文件系统可以跨多个磁盘，因此大小不会受物理磁盘的限制。
  • 可以在系统运行状态下动态地扩展文件系统大小。
  • 可以增加新磁盘到 LVM 的存储池中。
  • 可以以镜像的方式冗余重要数据到多个物理磁盘上。
  • 可以很方便地导出整个卷组，并导入到另外一台机器上。
• 缺点：
  • 在从卷组中移除一个磁盘时必须使用 reducevg，否则会出问题。
  • 当卷组中的一个磁盘损坏时，整个卷组都会受影响。
  • 仅支持有限个文件系统类型的减小操作（ext3不支持减少文件系统大小的操作）。
  • 因为加入了额外的操作，存储性能会受影响（使用 Stripe 的情况另当别论）

LVM实验

实验说明

参考：https://www.linuxprobe.com/linux-lvm.html

测试在Linux中创建和管理LVM卷。

1. 在一个硬盘上创建多个逻辑卷，然后将它们挂载在/lvm-mount目录
2. 对创建好的卷调整大小
3. 用另一块硬盘增加额外的卷到LVM中

实验环境

• CentOS 7

• 系统盘20G

• 添加一块5G的硬盘

  

准备磁盘分区（PP）

• 创建3个1GB分区

• 分区需要使用“8e”类型（用于创建逻辑卷）

  

• 重复上述，实现如下

  

• 保存更改，并 fdisk-l 查看

  

• 同步分区结果

  

准备物理卷（PV）

刚创建的分区是用来存储物理卷（PV）的，LVM可以使用不同大小的物理卷。

• 创建物理卷（PV）

  

• 查看创建好的物理卷（PV），两种办法：pvs、pvdisplay

  

  

• 删除物理卷（PV）（示范，实验中不要删除）

  

准备卷组（VG）

• 使用/dev/sdb1，/dev/sdb2，/dev/sdb3创建名为“volume-group”

  

• 删除卷组，vgremove volume-group

创建逻辑卷（LV）

• 创建一个名为“LV1”的逻辑卷，大小为100M，使用上面创建卷组的空间

  

  

• 使用逻辑卷，格式化，挂载

  

  

• 若要永久挂载需要写入/etc/fstab中，参考：https://www.cnblogs.com/Skybiubiu/p/14616246.html

  

• 删除逻辑卷，先取消挂载 umount /mnt/lvm-mount，再删除逻辑卷 lvremove /dev/volume-group/LV1

  

扩展LVM卷

• 卸载逻辑卷

• 重新设置大小

• 检查磁盘错误

• 拓展文件系统

• 重新挂载逻辑卷

  

缩减LVM卷

• 卸载逻辑卷

• 检查磁盘错误

• 缩小文件系统，更新ext4信息

• 减少逻辑卷大小

  

扩展一个卷组

• 查看卷组大小

  

• 添加一块新硬盘 5G

  

• 创建一个物理卷/dev/sdc，将新物理卷增加到卷组“volume-group”上