怎么理解LVM逻辑卷
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LVM是Linux环境中对磁盘分区进行管理的一种机制,是建立在硬盘和分区之上、文件系统之下的一个逻辑层,可提高磁盘分区管理的灵活性。RHEL5默认安装的分区格式就是LVM逻辑卷的格式,需要注意的是/boot分区不能基于LVM创建,必须独立出来。
一.LVM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。
①PE (Physical Extend) 物理拓展
②PV (Physical Volume) 物理卷
③VG (Volume Group) 卷组
④LV (Logical 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PE,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 目录下看到我们的LV信息,例如 /dev/vgname/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直接可以格式化后挂载使用
(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
二、创建LVM逻辑卷
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。
三、拉伸一个逻辑卷
我们知道相比于传统磁盘管理方式的各种问题,使用LVM逻辑卷来管理我们的磁盘,我们可以对其进行动态的管理。在传统的磁盘管理方式中,我们如果出现分区大小不足的情况下,我们此时只能通过加入一块物理硬盘,然后对其进行分区,因为加入的硬盘作为独立的文件系统存在,所以对原有分区并没有影响,如果此时我们需要扩大分区,就只能先将之前的分区先卸载掉,然后将所有的信息转移到新的分区下,最后再将新的分区挂载上去,如果是在生产环境下,这样是非常麻烦的。正因为如此,我们才出现了LVM的磁盘管理方式,可以动态的对我们的磁盘进行管理。
我们首先来看下动态拉伸一个逻辑卷的示意图:
我们从上图可以看到,我们在对逻辑卷进行拉伸时,其实质就是向逻辑卷中增加PE的数量,而PE的数量是由VG中剩余PE的数量所决定的。
【注意:】逻辑卷的拉伸操作可以在线进行,不需要卸载掉我们的逻辑卷
这样的好处就是当我们的逻辑卷的大小不够用时,我们不需要对其进行卸载,就可以动态的增加我们的逻辑卷的大小,并不会对我们的系统产生任何影响。例如如果我们的服务器上运行着一个重要的服务或者数据库,并要求我们7*24小时不间断保持在线,那么这样的动态增加逻辑卷的大小就非常的有必要了。
接下来我们来看看拉伸逻辑卷的步骤:
因为我们的逻辑卷的拉伸操作是可以在线进行的,所以这里我们先将逻辑卷挂载上,并在使用情况下动态的拉伸我们的逻辑卷
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本文标题:怎么理解LVM逻辑卷
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