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本篇內(nèi)容主要講解“l(fā)inux 中 lvm 的概念是什么”，感興趣的朋友不妨來看看。本文介紹的方法操作簡(jiǎn)單快捷，實(shí)用性強(qiáng)。下面就讓丸趣 TV 小編來帶大家學(xué)習(xí)“l(fā)inux 中 lvm 的概念是什么”吧!
在 linux 中，LVM 全稱“Logical Volume Manager”，中文意思為“邏輯卷管理”，是 Linux 環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制；LVM 是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，可用來提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。
本教程操作環(huán)境：linux5.9.8 系統(tǒng)、Dell G3 電腦。
什么是 LVM
LVM（Logical Volume Manager），即邏輯卷管理，是 Linux 環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制，LVM 是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，來提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。通過 LVM 系統(tǒng)管理員可以輕松管理磁盤分區(qū)，如：將若干個(gè)磁盤分區(qū)連接為一個(gè)整塊的卷組（volume group），形成一個(gè)存儲(chǔ)池。管理員可以在卷組上隨意創(chuàng)建邏輯卷組（logical volumes），并進(jìn)一步在邏輯卷組上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。管理員通過 LVM 可以方便的調(diào)整存儲(chǔ)卷組的大小，并且可以對(duì)磁盤存儲(chǔ)按照組的方式進(jìn)行命名、管理和分配。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的磁盤，通過 LVM 管理員就不必將磁盤的文件移動(dòng)到新的磁盤上以充分利用新的存儲(chǔ)空間，而是直接擴(kuò)展文件系統(tǒng)跨越磁盤即可。
一般來說，物理磁盤或分區(qū)之間是分隔的，數(shù)據(jù)無法跨盤或分區(qū)，而各磁盤或分區(qū)的大小固定，重新調(diào)整比較麻煩。LVM 可以將這些底層的物理磁盤或分區(qū)整合起來，抽象成容量資源池，以劃分成邏輯卷的方式供上層使用，其最主要的功能即是可以在無需關(guān)機(jī)無需重新格式化（準(zhǔn)確地說，原來的部分無需格式化，只格式化新增的部分）的情況下彈性調(diào)整邏輯卷的大小。
LVM 的實(shí)現(xiàn)過程如下圖：
LVM 名詞解釋
PV(physical volume)：物理卷在邏輯卷管理系統(tǒng)最底層，可為整個(gè)物理硬盤或?qū)嶋H物理硬盤上的分區(qū)。它只是在物理分區(qū)中劃出了一個(gè)特殊的區(qū)域，用于記載與 LVM 相關(guān)的管理參數(shù)。
VG(volume group)：卷組建立在物理卷上，一卷組中至少要包括一物理卷，卷組建立后可動(dòng)態(tài)的添加卷到卷組中，一個(gè)邏輯卷管理系統(tǒng)工程中可有多個(gè)卷組。
LV(logical volume)：邏輯卷建立在卷組基礎(chǔ)上，卷組中未分配空間可用于建立新的邏輯卷，邏輯卷建立后可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和縮小空間。
PE(physical extent)：物理區(qū)域是物理卷中可用于分配的最小存儲(chǔ)單元，物理區(qū)域大小在建立卷組時(shí)指定，一旦確定不能更改，同一卷組所有物理卷的物理區(qū)域大小需一致，新的 pv 加入到 vg 后，pe 的大小自動(dòng)更改為 vg 中定義的 pe 大小。
LE(logical extent)：邏輯區(qū)域是邏輯卷中可用于分配的最小存儲(chǔ)單元，邏輯區(qū)域的大小取決于邏輯卷所在卷組中的物理區(qū)域的大小。由于受內(nèi)核限制的原因，一個(gè)邏輯卷（Logic Volume）最多只能包含 65536 個(gè) PE（Physical Extent），所以一個(gè) PE 的大小就決定了邏輯卷的最大容量，4 MB(默認(rèn)) 的 PE 決定了單個(gè)邏輯卷最大容量為 256 GB，若希望使用大于 256G 的邏輯卷，則創(chuàng)建卷組時(shí)需要指定更大的 PE。在 Red Hat Enterprise Linux AS 4 中 PE 大小范圍為 8 KB 到 16GB，并且必須總是 2 的倍數(shù)。
LVM 的寫入模式
LVM 有兩種寫入模式：線性模式和條帶模式。
線性模式即寫完一個(gè)設(shè)備后再寫另一個(gè)設(shè)備
條帶模式就有點(diǎn)類似于 RAID0，即數(shù)據(jù)是被分散寫入到 LVM 各成員設(shè)備上的。
因?yàn)闂l帶模式的數(shù)據(jù)不具有安全性，且 LVM 并不強(qiáng)調(diào)讀寫性能，故 LVM 默認(rèn)為線性模式，這樣即使一個(gè)設(shè)備壞了，其它設(shè)備上的數(shù)據(jù)還在。
LVM 的工作原理
LVM 在每個(gè)物理卷頭部都維護(hù)了一個(gè) metadata，每個(gè) metadata 中都包含了整個(gè) VG（volume group：卷組）的信息，包括每個(gè) VG 的布局配置，PV（physical volume：物理卷）的編號(hào)，LV（logical volume：邏輯卷）的編號(hào)，以及每個(gè) PE（physical extends：物理擴(kuò)展單元）到 LE（logical extends：物理擴(kuò)展單元）的映射關(guān)系。同一個(gè) VG 中的每個(gè) PV 頭部的信息都是相同的，這樣有利于故障時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。
LVM 對(duì)上層文件系統(tǒng)提供 LV 層，隱藏了操作細(xì)節(jié)。對(duì)文件系統(tǒng)而言，對(duì) LV 的操作與原先對(duì) partition 的操作沒有差別。當(dāng)對(duì) LV 進(jìn)行寫入操作的時(shí)候，LVM 定位相應(yīng)的 LE，通過 PV 頭部的映射表將數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)的 PE 上。LVM 最大的特點(diǎn)就是可以對(duì)磁盤進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。因?yàn)檫壿嬀淼拇笮∈强梢詣?dòng)態(tài)調(diào)整的，而且不會(huì)丟失現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。我們?nèi)绻略黾恿擞脖P，其也不會(huì)改變現(xiàn)有上層的邏輯卷。關(guān)鍵在于 PE 和 LE 之間建立映射關(guān)系，不同的映射規(guī)則決定了不同的 LVM 存儲(chǔ)模型。LVM 支持多個(gè) PV 的 stripe 和 mirror。
LVM 的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
文件系統(tǒng)可以跨多個(gè)磁盤，因此文件系統(tǒng)大小不會(huì)受物理磁盤的限制。
可以在系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)下動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展文件系統(tǒng)的大小。
可以增加新的磁盤到 LVM 的存儲(chǔ)池中。
可以以鏡像的方式冗余重要的數(shù)據(jù)到多個(gè)物理磁盤。
可以方便的導(dǎo)出整個(gè)卷組到另外一臺(tái)機(jī)器。
缺點(diǎn)：
在從卷組中移除一個(gè)磁盤的時(shí)候必須使用 reducevg 命令（這個(gè)命令要求 root 權(quán)限，并且不允許在快照卷組中使用）。
當(dāng)卷組中的一個(gè)磁盤損壞時(shí)，整個(gè)卷組都會(huì)受到影響。
因?yàn)榧尤肓祟~外的操作，存貯性能受到影響。
創(chuàng)建 PV/VG/LV 的方法
1、將各物理磁盤或分區(qū)的系統(tǒng)類型設(shè)為 Linux LVM，其 system ID 為 8e，通過 fdisk 工具中的 t 命令設(shè)置
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n
Partition type:
p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
e extended
Select (default p): p
Partition number (2-4, default 2): 2
First sector (20973568-62914559, default 20973568):
Using default value 20973568
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (20973568-62914559, default 62914559): +5G
Command (m for help): t
Partition number (1,2, default 2): 2
Hex code (type L to list all codes): 8e # 指定 system id 為 8e
Changed type of partition Linux to Linux LVM
Command (m for help): p
/dev/sdb1 2048 20973567 10485760 8e Linux LVM
/dev/sdb2 20973568 31459327 5242880 8e Linux LVM
Command (m for help): w
...2、將各物理磁盤或分區(qū)初始化為 PV（physical volume，物理卷）
這一階段可使用的命令為 pvcreate、pvremove、pvscan、pvdisplay（pvs）
1）pvcreate：創(chuàng)建物理卷
用法：pvcreate [option] DEVICE
選項(xiàng)：
-f：強(qiáng)制創(chuàng)建邏輯卷，不需用戶確認(rèn)
-u：指定設(shè)備的 UUID
-y：所有問題都回答 yes
例 pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2
2）pvscan：掃描當(dāng)前系統(tǒng)上的所有物理卷
用法：pvscan [option]
選項(xiàng)：
-e：僅顯示屬于輸出卷組的物理卷
-n：僅顯示不屬于任何卷組的物理卷
-u：顯示 UUID
3）pvdisplay：顯示物理卷的屬性
用法：pvdisplay [PV_DEVICE]
4）pvremove：將物理卷信息刪除，使其不再被視為一個(gè)物理卷
用法：pvremove [option] PV_DEVICE
選項(xiàng)：
-f：強(qiáng)制刪除
-y：所有問題都回答 yes
例 pvremove /dev/sdb1
5）pv 創(chuàng)建和刪除例子
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2} # 將兩個(gè)分區(qū)初始化為物理卷
Physical volume /dev/sdb1 successfully created.
Physical volume /dev/sdb2 successfully created.
[root@localhost ~]# pvscan
PV /dev/sdb2 lvm2 [5.00 GiB]
PV /dev/sdb1 lvm2 [10.00 GiB]
Total: 2 [15.00 GiB] / in use: 0 [0 ] / in no VG: 2 [15.00 GiB]
[root@localhost ~]# pvdisplay /dev/sdb1 # 顯示物理卷 sdb1 的詳細(xì)信息
/dev/sdb1 is a new physical volume of 10.00 GiB
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdb1
VG Name
PV Size 10.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0 # 由于 PE 是在 VG 階段才劃分的，所以此處看到的都是 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID GrP9Gi-ubau-UAcb-za3B-vSc3-er2Q-MVt9OO
[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdb2 # 刪除 sdb2 的物理卷信息
Labels on physical volume /dev/sdb2 successfully wiped.
[root@localhost ~]# pvscan # 可以看到 PV 列表中已無 sdb2
PV /dev/sdb1 lvm2 [10.00 GiB]
Total: 1 [10.00 GiB] / in use: 0 [0 ] / in no VG: 1 [10.00 GiB]
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb2
Physical volume /dev/sdb2 successfully created.3、創(chuàng)建 VG（volume group，卷組）。
卷組將多個(gè)物理卷整合起來（屏蔽了底層細(xì)節(jié)），并劃分 PE（physical extend）
PE 是物理卷中的最小存儲(chǔ)單元，有點(diǎn)類似于文件系統(tǒng)中的 block，PE 大小可指定，默認(rèn)為 4M。這一階段用到的命令有 vgcreate、vgscan、vgdisplay、vgextend、vgreduce
1）vgcreate：創(chuàng)建卷組
用法：vgcreate [option] VG_NAME PV_DEVICE
選項(xiàng)：
-s：卷組中的物理卷的 PE 大小，默認(rèn)為 4M
-l：卷組上允許創(chuàng)建的最大邏輯卷數(shù)
-p：卷級(jí)中允許添加的最大物理卷數(shù)
例 vgcreate -s 8M myvg /dev/sdb1 /dev/sdb2
2）vgscan：查找系統(tǒng)中存在的 LVM 卷組，并顯示找到的卷組列表
3）vgdisplay：顯示卷組屬性
用法：vgdisplay [option] [VG_NAME]
選項(xiàng)：
-A：僅顯示活動(dòng)卷組的信息
-s：使用短格式輸出信息
4）vgextend：動(dòng)態(tài)擴(kuò)展 LVM 卷組，它通過向卷組中添加物理卷來增加卷組的容量
用法：vgextend VG_NAME PV_DEVICE
例 vgextend myvg /dev/sdb3
5）vgreduce：通過刪除 LVM 卷組中的物理卷來減少卷組容量，不能刪除 LVM 卷組中剩余的最后一個(gè)物理卷
用法：vgreduce VG_NAME PV_DEVICE
6）vgremove：刪除卷組，其上的邏輯卷必須處于離線狀態(tài)
用法：vgremove [-f] VG_NAME
-f：強(qiáng)制刪除
7）vgchange：常用來設(shè)置卷組的活動(dòng)狀態(tài)
用法：vgchange -a n/y VG_NAME
-a n 為休眠狀態(tài)，休眠之前要先確保其上的邏輯卷都離線；
-a y 為活動(dòng)狀態(tài)
8）vg 創(chuàng)建例子
[root@localhost ~]# vgcreate -s 8M myvg /dev/sdb{1,2}
Volume group myvg successfully created
[root@localhost ~]# vgscan
Reading volume groups from cache.
Found volume group myvg using metadata type lvm2
[root@localhost ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name myvg
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 1
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 0
Open LV 0
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 14.98 GiB
PE Size 8.00 MiB
Total PE 1918
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 1918 / 14.98 GiB
VG UUID aM3RND-aUbQ-7RjC-dCci-JiS4-Oj2Z-wv9poA4、在卷組上創(chuàng)建 LV（logical volume，邏輯卷）
為了便于管理，邏輯卷對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件保存在卷組目錄下，為 /dev/VG_NAME/LV_NAME。LV 中可以分配的最小存儲(chǔ)單元稱為 LE（logical extend），在同一個(gè)卷組中，LE 的大小和 PE 是一樣的，且一一對(duì)應(yīng)。這一階段用到的命令有 lvcreate、lvscan、lvdisplay、lvextend、lvreduce、lvresize
1）lvcreate：創(chuàng)建邏輯卷或快照
用法：lvcreate [選項(xiàng)] [參數(shù)]
選項(xiàng)：
-L：指定大小
-l：指定大小（LE 數(shù)）
-n：指定名稱
-s：創(chuàng)建快照
-p r：設(shè)置為只讀（該選項(xiàng)一般用于創(chuàng)建快照中）
注：使用該命令創(chuàng)建邏輯卷時(shí)當(dāng)然必須指明卷組，創(chuàng)建快照時(shí)必須指明針對(duì)哪個(gè)邏輯卷
例 lvcreate -L 500M -n mylv myvg
2）lvscan：掃描當(dāng)前系統(tǒng)中的所有邏輯卷，及其對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件
3）lvdisplay：顯示邏輯卷屬性
用法：lvdisplay [/dev/VG_NAME/LV_NAME]
4）lvextend：可在線擴(kuò)展邏輯卷空間
用法：lvextend -L/-l 擴(kuò)展的大小 /dev/VG_NAME/LV_NAME
選項(xiàng)：
-L：指定擴(kuò)展（后）的大小。例如，-L +800M 表示擴(kuò)大 800M，而 -L 800M 表示擴(kuò)大至 800M
-l：指定擴(kuò)展（后）的大小（LE 數(shù)）
例 lvextend -L 200M /dev/myvg/mylv
5）lvreduce：縮減邏輯卷空間，一般離線使用
用法：lvexreduce -L/-l 縮減的大小 /dev/VG_NAME/LV_NAME
選項(xiàng)：
-L：指定縮減（后）的大小
-l：指定縮減（后）的大小（LE 數(shù)）
例 lvreduce -L 200M /dev/myvg/mylv
6）lvremove：刪除邏輯卷，需要處于離線（卸載）狀態(tài)
用法：lvremove [-f] /dev/VG_NAME/LV_NAME
-f：強(qiáng)制刪除
7）lv 創(chuàng)建例子
[root@localhost ~]# lvcreate -L 2G -n mylv myvg
Logical volume mylv created.
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE /dev/myvg/mylv [2.00 GiB] inherit
[root@localhost ~]# lvdisplay
--- Logical volume ---
LV Path /dev/myvg/mylv
LV Name mylv
VG Name myvg
LV UUID 2lfCLR-UEhm-HMiT-ZJil-3EJm-n2H3-ONLaz1
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost.localdomain, 2019-07-05 13:42:44 +0800
LV Status available
# open 0
LV Size 2.00 GiB
Current LE 256
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 253:05、格式化邏輯卷并掛載
[root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/myvg/mylv
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
[root@localhost ~]# mkdir /data
[root@localhost ~]# mount
mount mountpoint
[root@localhost ~]# mount /dev/myvg/mylv /data
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 50G 1.5G 49G 3% /
devtmpfs 903M 0 903M 0% /dev
tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs 912M 8.6M 904M 1% /run
tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
tmpfs 183M 0 183M 0% /run/user/0
/dev/mapper/myvg-mylv 2.0G 6.0M 1.8G 1% /data到此，相信大家對(duì)“l(fā)inux 中 lvm 的概念是什么”有了更深的了解，不妨來實(shí)際操作一番吧！這里是丸趣 TV 網(wǎng)站，更多相關(guān)內(nèi)容可以進(jìn)入相關(guān)頻道進(jìn)行查詢，關(guān)注我們，繼續(xù)學(xué)習(xí)！
