LVM逻辑卷存储器及命令

Linux下逻辑设备有RAID和LVM

如果想创建这两种类型的设备需要在分区时就选择好分区类型,下面是几种常用的分区类型:
               fd RAID
               8e  LVM
               82 SWAP
               83  LINUX

一、LVM简介

LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写,它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现。LVM将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合,相当于一个大硬盘来使用,当硬盘的空间不够使用的时候,可以继续将其它的硬盘的分区加入其中,这样可以实现磁盘空间的动态管理,相对于普通的磁盘分区有很大的灵活性。

与传统的磁盘与分区相比,LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。LVM也允许按用户组对存储卷进行管理,允许管理员用更直观的名称(如"sales'、 'development')代替物理磁盘名(如'sda'、'sdb')来标识存储卷。



二、基本术语

物理存储介质(The physical media)PE:这里指系统的存储设备:硬盘,如:/dev/hda1、/dev/sda等等,是存储系统最低层的存储单元。

物理卷(physical volume)PV:物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID),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。

卷组(Volume Group)VG:LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘,其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”(逻辑卷),LVM卷组由一个或多个物理卷组成。

逻辑卷(logical volume)LV:LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区,在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。

PE(physical extent):每一个物理卷被划分为称为PE(Physical Extents)的基本单元,具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的,默认为4MB。

LE(logical extent):逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents) 的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中,LE的大小和PE是相同的,并且一一对应。

简单来说就是:

PV:是物理的磁盘分区

VG:LVM中的物理的磁盘分区,也就是PV,必须加入VG,可以将VG理解为一个仓库或者是几个大的硬盘。

LV:也就是从VG中划分的逻辑分区



三、相关命令

pv:

pvcreate:创建pv
pvs:查看当前系统pv状态
pvdisplay:详细查看系统pv状态
pvscan:扫描系统上有多少个pv
pvmove:移动pv上的数据
pvremove:覆盖某个pv的源数据


vg:
vgcreate:创建卷组
     vgcreate  VG_NAME  /dev/sda10 /dev/sda11
          -s:指定PE大小,默认为4M
vgremove:
vgextend:把一个物理卷添加进卷组
vgreduce:删除某个pv,如果这个pv上有数据,需提前pvmove
vgs:查看当前系统vg状态
vgdisplay:详细查看系统vg状态
vgscan:


lv:

lvcreate:
          lvcreate -n LV_NAME  -L #G  VG_NAME
lvs:
lvdisplay:
lvremove:


一、扩展逻辑卷:
lvextend  扩展逻辑卷时首先应该扩展实际的边界后再扩展逻辑边界,这个命令就是扩展实际边界的
          -L [+]#  /path/to/LV


resize2fs     
          resize2fs  /path/to/LV

二、缩减逻辑卷:

注意:不能在线缩减,得先卸载;
          确保缩减后的空间大小依然能存储原有数据;
          在缩减之前应该先检查文件系统,以确保文件系统处于一致性状态;
     resize2fs  /path/to/LV

     lvreduce    -L [+]#  /path/to/LV

步骤  1、df  -lh
        2、umount
        3、e2fsck  -f
        4、 resize2fs
        5、lvreduce
        6、mount
        7、df  -lh

三、快照卷
1、生命周期为整个数据访问时长:在这段时长内,数据的增长量不能超出快照卷大小。 

lvcreate
          -s
          -p  r|w

lvcreate  -L #  -n  SLV_NAME    -s  -p  r  /path/to/LV
### 创建LVM逻辑卷并部署RAID 10实现存储扩容与数据冗余备份 #### LVM逻辑卷的创建 LVM逻辑卷管理器)允许用户动态地调整存储容量,适合于需要灵活扩展和缩减存储空间的场景。以下是创建LVM逻辑卷的具体过程: 1. **扫描物理卷** 使用命令 `pvscan` 扫描系统中已有的物理卷(PV)。如果需要新增硬盘作为物理卷,可以使用 `pvcreate` 命令将硬盘或分区初始化为物理卷[^5]。 2. **创建卷组** 使用 `vgcreate` 命令将一个或多个物理卷组合成一个卷组(VG)。例如,将 `/dev/sdb1` 和 `/dev/sdc1` 组合成名为 `vg_storage` 的卷组: ```bash vgcreate vg_storage /dev/sdb1 /dev/sdc1 ``` 3. **划分逻辑卷** 在卷组中创建逻辑卷(LV)。可以通过指定大小或百分比来分配空间。例如,创建一个大小为 15GB 的逻辑卷 `lv1`: ```bash lvcreate -L 15G -n lv1 vg_storage ``` 或者使用卷组剩余空间的百分比创建逻辑卷: ```bash lvcreate -l 100%FREE -n lv1 vg_storage ``` 4. **格式化与挂载逻辑卷** 创建完成后,对逻辑卷进行文件系统格式化(如 ext4 或 xfs),然后挂载到指定目录: ```bash mkfs.ext4 /dev/vg_storage/lv1 mount /dev/vg_storage/lv1 /mnt ``` #### 部署RAID 10实现数据冗余与性能提升 RAID 10 是一种结合了 RAID 1(镜像)和 RAID 0(条带化)的技术,能够提供高性能的同时保证数据冗余。以下是部署 RAID 10 的步骤: 1. **准备硬盘** 确保有足够的硬盘用于构建 RAID 10。通常需要至少 4 块硬盘。例如,使用 `/dev/sdd`, `/dev/sde`, `/dev/sdf`, `/dev/sdg`。 2. **创建RAID设备** 使用 `mdadm` 工具创建 RAID 10 设备。以下命令将上述 4 块硬盘配置为 RAID 10: ```bash mdadm --create --verbose /dev/md0 --level=10 --raid-devices=4 /dev/sdd /dev/sde /dev/sdf /dev/sdg ``` 3. **格式化与挂载RAID设备** 对新创建的 RAID 设备进行文件系统格式化,并挂载到指定目录: ```bash mkfs.ext4 /dev/md0 mount /dev/md0 /data ``` 4. **持久化配置** 将 RAID 配置信息保存到 `/etc/mdadm.conf` 文件中,以确保系统重启后 RAID 设备仍然可用: ```bash mdadm --detail --scan >> /etc/mdadm.conf ``` #### 结合LVM与RAID 10 为了进一步增强灵活性,可以将 RAID 10 设备作为物理卷加入 LVM 卷组。具体步骤如下: 1. **将RAID设备初始化为物理卷** ```bash pvcreate /dev/md0 ``` 2. **扩展卷组** 将 RAID 10 设备添加到现有的卷组中: ```bash vgextend vg_storage /dev/md0 ``` 3. **扩展逻辑卷** 根据需求扩展逻辑卷的空间: ```bash lvextend -L +10G /dev/vg_storage/lv1 ``` 4. **调整文件系统大小** 扩展逻辑卷后,需要调整文件系统以使用新增的空间: ```bash resize2fs /dev/vg_storage/lv1 # 对于ext4文件系统 xfs_growfs /dev/vg_storage/lv1 # 对于xfs文件系统 ``` ### 注意事项 - 如果磁盘损坏需要更换,RAID 10 的镜像特性可以保证数据不丢失,只需替换故障磁盘并重建 RAID 阵列即可[^3]。 - 当磁盘 I/O 性能不足时,可以通过增加更多磁盘并重新配置 RAID 10 来提高性能[^4]。 ```python # 示例代码:检查逻辑卷状态 lvdisplay /dev/vg_storage/lv1 ```
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