LVM的基本概念

实战场景:对于生产环境下的服务器来说,如果存储数据的分区磁盘空间不够了怎么办?

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答:只能换一个更大的磁盘。 如果用了一段时间后, 空间又不够了,怎么办?再加一块更大的?换磁盘的过程中,还需要把数据从一个硬盘复制到另一个硬盘,过程太慢了。 

解决方案:使用LVM在线动态扩容

LVM的工作原理

LVM( Logical Volume Manager)逻辑卷管理,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。管理员利用LVM可以在磁盘不用重新分区的情况下动态调整文件系统的大小,并且利用LVM管理的文件系统可以跨越磁盘,当服务器添加了新的磁盘后,管理员不必将原有的文件移动到新的磁盘上,而是通过LVM可以直接扩展文件系统跨越磁盘

它就是通过将底层的物理硬盘封装起来,然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。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,而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。

LVM常用的术语

物理存储介质(The physical media):LVM存储介质可以是磁盘分区,整个磁盘,RAID阵列或SAN磁盘,设备必须初始化为LVM物理卷,才能与LVM结合使用

物理卷PV(physical volume):物理卷就是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,创建物理卷它可以用硬盘分区,也可以用硬盘本身;

卷组VG(Volume Group)  :一个LVM卷组由一个或多个物理卷组成  

逻辑卷LV(logical volume)  :LV建立在VG之上,可以在LV之上建立文件系统

PE(physical extents)  :PV物理卷中可以分配的最小存储单元,PE的大小是可以指定的,默认为4MB

LE(logical extent)  : LV逻辑卷中可以分配的最小存储单元,在同一个卷组中,LE的大小和PE是相同的,并且一一对应

最小存储单位总结:

名称            最小存储单位  

硬盘            扇区(512字节)   

文件系统     block(1K或4K ) #mkfs.ext4  -b 2048  /dev/sdb1  ,最大支持到4096

raid            chunk  (512K)   #mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -c 512 -x 1 /dev/sde{1,2,3,5}

LVM           PE   (4M)    # vgcreate -s 4M  vg1 /dev/sdb{1,2}

LVM主要元素构成:

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总结:多个磁盘/分区/raid—>多个物理卷PV—>合成卷组VG—>从VG划出逻辑卷LV—>格式化LV挂载使用

LVM优点

使用卷组,使多个硬盘空间看起来像是一个大的硬盘

使用逻辑卷,可以跨多个硬盘空间的分区  sdb1 sdb2  sdc1  sdd2  sdf

在使用逻辑卷时,它可以在空间不足时动态调整它的大小

在调整逻辑卷大小时,不需要考虑逻辑卷在硬盘上的位置,不用担心没有可用的连续空间

可以在线对LV,VG 进行创建,删除,调整大小等操作。LVM上的文件系统也需要重新调整大小。

允许创建快照,可以用来保存文件系统的备份。

RAID+LVM一起用:LVM是软件的卷管理方式,而RAID是磁盘管理的方法。对于重要的数据,使用RAID来保护物理的磁盘不会因为故障而中断业务,再用LVM用来实现对卷的良性的管理,更好的利用磁盘资源。

创建LVM的基本步骤

1) 物理磁盘被格式化为PV,(空间被划分为一个个的PE) #PV包含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) #VG包含PV

3) 在VG中创建LV逻辑卷,基于PE创建,(组成LV的PE可能来自不同的物理磁盘) #LV基于PE创建

4) LV直接可以格式化后挂载使用    #格式化挂载使用

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

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作者:WaterBear
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来源:雷霆运维
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