LVM相关及使用.docx
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LVM相关及使用.docx
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LVM相关及使用
1.LVMvsRAID
LVM能提供操作系统级的镜像,配合RAID的物理级镜像
2.看内核是否安装LVM
ls/proc/lvm(这里是老版本的,不知道新版本是否如此)
3.LVM模块化的话,其模块化文件为:
/lib/modules/
Linux系统逻辑盘卷管理LVM详细介绍
一、前言
每个Linux使用者在安装Linux时都会遇到这样的困境:
在为系统分区时,如何精确评估和分配各个硬盘分区的容量,因为系统管理员不但要考虑到当前某个分区需要的容量,还要预见该分区以后可能需要的容量的最大值。
因为如果估计不准确,当遇到某个分区不够用时管理员可能甚至要备份整个系统、清除硬盘、重新对硬盘分区,然后恢复数据到新分区。
虽然现在有很多动态调整磁盘的工具可以使用,例如PartationMagic等等,但是它并不能完全解决问题,因为某个分区可能会再次被耗尽;另外一个方面这需要重新引导系统才能实现,对于很多关键的服务器,停机是不可接受的,而且对于添加新硬盘,希望一个能跨越多个硬盘驱动器的文件系统时,分区调整程序就不能解决问题。
因此完美的解决方法应该是在零停机前提下可以自如对文件系统的大小进行调整,可以方便实现文件系统跨越不同磁盘和分区。
幸运的是Linux提供的逻辑盘卷管理(LVM,LogicalVolumeManager)机制就是一个完美的解决方案。
LVM是逻辑盘卷管理(LogicalVolumeManager)的简称,它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制,LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层,来提高磁盘分区管理的灵活性。
通过LVM系统管理员可以轻松管理磁盘分区,如:
将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组(volumegroup),形成一个存储池。
管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组(logicalvolumes),并进一步在逻辑卷组上创建文件系统。
管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小,并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配,例如按照使用用途进行定义:
“development”和“sales”,而不是使用物理磁盘名“sda”和“sdb”。
而且当系统添加了新的磁盘,通过LVM管理员就不必将磁盘的文件移动到新的磁盘上以充分利用新的存储空间,而是直接扩展文件系统跨越磁盘即可。
如果在每次需要调整存储器(例如,如果每周存储器调整都需要做很大调整)时不能重新引导机器怎么办?
如果需要扩充文件系统使它能跨越多个硬盘驱动器会发生什么,或者如果在允许Apache继续提供Web页面的同时需要动态扩充或缩减卷的存储容量,您该怎么做?
在一个高度可用的动态环境中,基本的分区大小调整器无法满足这些要求。
对于这样一些和其它一些情况,“逻辑卷管理”是一种非常出色(如果不是最完美)的解决方案。
二、LVM基本术语
前面谈到,LVM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。
首先我们讨论以下几个LVM术语:
·物理存储介质(Thephysicalmedia)
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(physicalvolume)
物理卷就是指硬盘分区或者从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如我们已创建的LinuxSoftwareRAID),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,可以被LVM系统识别。
如果添加物理分区,它还包括设置正确的分区类型,以及运行pvcreate命令。
·卷组(VolumeGroup)
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。
在LVM运行时,我们可以向卷组添加物理卷,甚至从中除去它们。
不过,我们不能直接在卷组上安装或创建文件系统。
而是告诉LVM使用我们的卷组存储器池创建一个或多个“逻辑卷”。
·逻辑卷(logicalvolume)
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(physicalextent)
每一个物理卷被划分为称为PE(PhysicalExtents)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(logicalextent)
逻辑卷也被划分为被称为LE(LogicalExtents)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。
首先可以看到,物理卷(PV)被由大小等同的基本单元PE组成。
一个卷组由一个或多个物理卷组成,
从上图可以看到,PE和LE有着一一对应的关系。
逻辑卷建立在卷组上。
逻辑卷就相当于非LVM系统的磁盘分区,可以在其上创建文件系统。
下图是磁盘分区、卷组、逻辑卷和文件系统之间的逻辑关系的示意图:
和非LVM系统将包含分区信息的元数据保存在位于分区的起始位置的分区表中一样,逻辑卷以及卷组相关的元数据也是保存在位于物理卷起始处的VGDA(卷组描述符区域)中。
VGDA包括以下内容:
PV描述符、VG描述符、LV描述符、和一些PE描述符。
LVM使用该区域来记录物理范围是如何分配的,以及其它一些操作。
系统启动LVM时激活VG,并将VGDA加载至内存,来识别LV的实际物理存储位置。
当系统进行I/O操作时,就会根据VGDA建立的映射机制来访问实际的物理位置。
三、LVM原理
逻辑卷管理(LVM)指系统将物理卷管理抽象到更高的层次,常常会形成更简单的管理模式。
通过使用LVM,所有物理磁盘和分区,无论它们的大小和分布方式如何,都被抽象为单一存储(singlestorage)源。
例如,在图1所示的物理到逻辑映射布局中,最大的磁盘是80GB的,那么用户如何创建更大(比如150GB)的文件系统呢?
LVM可以将分区和磁盘聚合成一个虚拟磁盘(virtualdisk),从而用小的存储空间组成一个统一的大空间。
这个虚拟磁盘在LVM术语中称为卷组(volumegroup)。
建立比最大的磁盘还大的文件系统并不是这种高级存储管理方法的惟一用途。
还可以使用LVM完成以下任务:
*在磁盘池中添加磁盘和分区,对现有的文件系统进行在线扩展
*用一个160GB磁盘替换两个80GB磁盘,而不需要让系统离线,也不需要在磁盘之间手工转移数据
*当存储空间超过所需的空间量时,从池中去除磁盘,从而缩小文件系统
*使用快照(snapshot)执行一致的备份(本文后面会进一步讨论)
LVM2是一个新的用户空间工具集,它为Linux提供逻辑卷管理功能。
它完全向后兼容原来的LVM工具集。
在本文中,将介绍LVM2最有用的特性以及几种简化系统管理任务的方法。
(随便说一句,如果您正在寻找关于LVM的基本指南,那么可以看看LVMHowTo。
)
我们来看看LVM的结构是什么样子的。
LVM的结构
LVM被组织为三种元素:
*卷(Volume):
物理和逻辑卷和卷组
*区段(Extent):
物理和逻辑区段
*设备映射器(Devicemapper):
Linux内核模块
卷
LinuxLVM组织为物理卷(PV)、卷组(VG)和逻辑卷(LV)。
物理卷是物理磁盘或物理磁盘分区(比如/dev/hda或/dev/hdb1)。
卷组是物理卷的集合。
卷组可以在逻辑上划分成多个逻辑卷。
图2显示一个三个磁盘构成的布局。
物理磁盘0上的所有四个分区(/dev/hda[1-4])以及完整的物理磁盘1(/dev/hdb)和物理磁盘2(/dev/hdd)作为物理卷添加到卷组VG0中。
卷组是实现n-to-m映射的关键(也就是,将n个PV看作m个LV)。
在将PV分配给卷组之后,就可以创建任意大小的逻辑卷(只要不超过VG的大小)。
在图2的示例中,创建了一个称为LV0的卷组,并给其他LV留下了一些空间(这些空间也可以用来应付LV0以后的增长)。
LVM中的逻辑卷就相当于物理磁盘分区;在实际使用中,它们就是物理磁盘分区。
在创建LV之后,可以使用任何文件系统对它进行格式化并将它挂载在某个挂载点上,然后就可以开始使用它了。
图3显示一个经过格式化的逻辑卷LV0被挂载在/var。
区段
为了实现n-to-m物理到逻辑卷映射,PV和VG的基本块必须具有相同的大小;这些基本块称为物理区段(PE)和逻辑区段(LE)。
尽管n个物理卷映射到m个逻辑卷,但是PE和LE总是一对一映射的。
在使用LVM2时,对于每个PV/LV的最大区段数量并没有限制。
默认的区段大小是4MB,对于大多数配置不需要修改这个设置,因为区段的大小并不影响I/O性能。
但是,区段数量太多会降低LVM工具的效率,所以可以使用比较大的区段,从而降低区段数量。
但是注意,在一个VG中不能混用不同的区段大小,而且用LVM修改区段大小是一种不安全的操作,会破坏数据。
所以建议在初始设置时选择一个区段大小,以后不再修改。
不同的区段大小意味着不同的VG粒度。
例如,如果选择的区段大小是4GB,那么只能以4GB的整数倍缩小或扩展LV。
图4用PE和LE显示与前一个示例相同的布局(VG0中的空闲空间也由空闲LE组成,尽管图中没有显示它们)
另外,请注意图4中的区段分配策略。
LVM2并非总是连续分配PE;细节参见关于lvm的Linux手册页。
系统管理员可以设置不同的分配策略,但是一般不需要这么做,因为默认策略(名为一般分配策略(normalallocationpolicy))使用符合常规的规则,比如不把并行的条带放在同一物理卷上。
如果决定创建第二个LV(LV1),那么最终的PE布局可能像图5这样。
设备映射器
设备映射器(也称为dm_mod)是一个Linux内核模块(也可以是内置的),最早出现在2.6.9内核中。
它的作用是对设备进行映射——LVM2必须使用这个模块。
在大多数主流发行版中,设备映射器会被默认安装,常常会在引导时或者在安装或启用LVM2/EVMS包时自动装载(EVMS是一种替代LVM的工具)。
如果没有启用这个模块,那么对dm_mod执行modprobe命令,在发行版的文档中查找在引导时启用它的方法:
modprobedm_mod。
在创建VG和LV时,可以给它们起一个有意义的名称(而不是像前面的示例那样使用VG0、LV0和LV1等名称)。
设备映射器的作用就是将这些名称正确地映射到物理设备。
对于前面的示例,设备映射器会在/dev文件系统中创建下面的设备节点:
/dev/mapper/VG0-LV0
/dev/VG0/LV0是以上节点的链接
/dev/mapper/VG0-LV1
/dev/VG0/LV1是以上节点的链接
(注意名称的格式标准:
/dev/{vg_name}/{lv_name}->/dev/mapper/{vg_name}{lv_name})。
与物理磁盘相反,无法直接访问卷组(这意味着没有/dev/mapper/VG0这样的文件,也不能执行ddif=/dev/VG0of=dev/VG1)。
常常使用lvm(8)命令访问卷组。
四、安装LVM
首先确定系统中是否安装了lvm工具:
[root@wwwroot]#rpm–qa|greplvm
lvm-1.0.3-4
如果命令结果输入类似于上例,那么说明系统已经安装了LVM管理工具;如果命令没有输出则说明没有安装LVM管理工具,则需要从网络下载或者从光盘装LVMrpm工具包。
安装了LVM的RPM软件包以后,要使用LVM还需要配置内核支持LVM。
RedHat默认内核是支持LVM的,如果需要重新编译内核,则需要在配置内核时,进入Multi-deviceSupport(RAIDandLVM)子菜单,选中以下两个选项:
#Multipledevicesdriversupport(RAIDandLVM)
<*>Logicalvolumemanager(LVM)Support
然后重新编译内核,即可将LVM的支持添加到新内核中。
为了使用LVM,要确保在系统启动时激活LVM,幸运的是在RedHat7.0以后的版本,系统启动脚本已经具有对激活LVM的支持,在/etc/rc.d/rc.sysinit中有以下内容:
#LVMinitialization
if[-e/proc/lvm-a-x/sbin/vgchange-a-f/etc/lvmtab];then
action$"SettingupLogicalVolumeManagement:
"/sbin/vgscan&&
/sbin/vgchange-ay
fi
其中关键是两个命令,vgscan命令实现扫描所有磁盘得到卷组信息,并创建文件卷组数据文件/etc/lvmtab和/etc/lvmtab.d/*;vgchange-ay命令激活系统所有卷组。
如果只是想测试一下(或者挽救某个系统),那么可以使用以下命令启动LVM2:
清单1.启动LVM2的基本命令
#thisshouldloadtheDevice-mappermodule
modprobedm_mod
#thisshouldfindallthePVsinyourphysicaldisks
pvscan
#thisshouldactivetealltheVolumeGroups
vgchange-ay
如果打算将根文件系统放在一个LVMLV中,那么还要注意initial-ramdisk映像。
同样,发行版常常会负责处理这个问题——在安装LVM2包时,它们常常会重新构建或更新initrd映像,在其中添加适当的内核模块和启动脚本。
但是,可能
需要查看发行版的文档,确保系统支持LVM2根文件系统。
注意,通常只有当探测到根文件系统在一个VG中时,initial-ramdisk映像才会启用LVM。
这种探测常常是通过分析root=内核参数执行的。
不同的发行版以不同的方式判断根文件系统是否在卷组中。
细节参见发行版的文档。
如果不确定的话,就需要检查initrd或initramdisk的配置。
五、创建和管理LVM
要创建一个LVM系统,一般需要经过以下步骤:
1、创建分区
使用分区工具(如:
fdisk等)创建LVM分区,方法和创建其他一般分区的方式是一样的,区别仅仅是LVM的分区类型为8e(或LinuxLVM)。
2、创建物理卷
创建物理卷的命令为pvcreate,利用该命令将希望添加到卷组的所有分区或者磁盘创建为物理卷。
将整个磁盘创建为物理卷的命令为:
#pvcreate/dev/hdb
将单个分区创建为物理卷的命令为:
#pvcreate/dev/hda5
3、创建卷组
创建卷组的命令为vgcreate,将使用pvcreate建立的物理卷创建为一个完整的卷组:
#vgcreateweb_document/dev/hda5/dev/hdb
vgcreate命令第一个参数是指定该卷组的逻辑名:
web_document。
后面参数是指定希望添加到该卷组的所有分区和磁盘。
vgcreate在创建卷组web_document以外,还设置使用大小为4MB的PE(默认为4MB),这表示卷组上创建的所有逻辑卷都以4MB为增量单位来进行扩充或缩减。
由于内核原因,PE大小决定了逻辑卷的最大大小,4MB的PE决定了单个逻辑卷最大容量为256GB,若希望使用大于256G的逻辑卷则创建卷组时指定更大的PE。
PE大小范围为8KB到512MB,并且必须总是2的倍数(使用-s指定,具体请参考manvgcreate)。
查看刚刚创建的VG的基本信息:
#vgdisplay–vweb_document
4、激活卷组
为了立即使用卷组而不是重新启动系统,可以使用vgchange来激活卷组:
#vgchange-ayweb_document
5、添加新的物理卷到卷组中
当系统安装了新的磁盘并创建了新的物理卷,而要将其添加到已有卷组时,
就需要使用vgextend命令:
#vgextendweb_document/dev/hdc1
这里/dev/hdc1是新的物理卷。
6、从卷组中删除一个物理卷
要从一个卷组中删除一个物理卷,首先要确认要删除的物理卷没有被任何逻辑卷正在使用,就要使用pvdisplay命令察看一个该物理卷信息:
如果某个物理卷正在被逻辑卷所使用,就需要将该物理卷的数据备份到其他地方,然后再删除。
删除物理卷的命令为vgreduce:
#vgreduceweb_document/dev/hda1
7、创建逻辑卷
既然卷组已经准备好了,就可以像使用磁盘一样用它创建分区(LV)、删除分区和重新设置分区大小——注意,卷组是一个抽象实体,只有LVM工具集能够看到它们。
使用lvcreate创建一个新的逻辑卷
创建LVM逻辑卷非常容易,而且一旦创建它以后,我们就可以把文件系统放在它上面、安装它,然后开始使用卷来存储文件。
使用"lvcreate"命令来创建逻辑卷,指定新卷的名称、所希望的卷的大小,以及希望这个特定逻辑卷所属的卷组。
然后,LVM系统从我们指定的卷组中分配存储量来创建准备使用的新卷。
创建新卷后,可以将ext2或ReiserFS文件系统放在上面、安装它,然后照我们喜欢的方式使用它。
#lvcreate-L1500–nwww1web_document
该命令就在卷组web_document上创建名字为www1,大小为1500M的逻
辑卷,并且设备入口为/dev/web_document/www1(web_document为卷组名,www1
为逻辑卷名)。
创建这个LV之后,可以检查它的设备活动点。
#ls–l/dev/web_document
#ls–l/dev/mapper
如果希望创建一个使用全部卷组的逻辑卷,则需要首先察看该卷组的PE数,然后在创建逻辑卷时指定:
#vgdisplayweb_document|grep"TotalPE"
TotalPE45230
#lvcreate-l45230web_document-nwww1
8、创建文件系统
笔者推荐使用reiserfs文件系统,来替代ext2和ext3:
创建了文件系统以后,就可以加载并使用它:
#mkdir/data/wwwroot
#mount/dev/web_document/www1/data/wwwroot
如果希望系统启动时自动加载文件系统,则还需要在/etc/fstab中添加内
容:
/dev/web_document/www1/data/wwwrootreiserfsdefaults12
9、删除一个逻辑卷
删除逻辑卷以前首先需要将其卸载,然后删除:
#umount/dev/web_document/www1
#lvremove/dev/web_document/www1
lvremove--doyoureallywanttoremove"/dev/web_document/www1"?
[y/n]:
y
lvremove--doingautomaticbackupofvolumegroup"web_document"
lvremove--logicalvolume"/dev/web_document/www1"successfully
removed
10、扩展逻辑卷大小
LVM提供了方便调整逻辑卷大小的能力,扩展逻辑卷大小的命令是lvextend:
#lvextend-L12G/dev/web_document/www1
lvextend--extendinglogicalvolume"/dev/web_document/www1"to12GB
lvextend--doingautomaticbackupofvolumegroup"web_document"
lvextend--logicalvolume"/dev/web_document/www1"successfully
extended
上面的命令就实现将逻辑卷www1的大小扩招为12G。
#lvextend-L+1G/dev/web_document/www1
lvextend--extendinglogicalvolume"/dev/web_document/www1"to13GB
lvextend--doingautomaticbackupofvolumegroup"web_document"
lvextend--logicalvolume"/dev/web_document/www1"successfullyextended
上面的命令就实现将逻辑卷www1的大小增加1G。
在扩展LV之后,不要忘记扩展文件系统(这样才能实际使用增加的空间)。
根据文件系统类型,这个操作可以在文件系统挂载状态下在线执行。
增加了逻辑卷的容量以后,就需要修改文件系统大小以实现利用扩充的空间。
笔者推荐使用reiserfs文件系统来替代ext2或者ext3。
因此这里仅仅讨论reiserfs的情况。
Reiserfs文件工具提供了文件系统大小调整工具:
resize_reiserfs。
对于希望调整被加载的文件系统大小:
#resize_reiserfs-f/dev/web_document/www1一般建议最好将文件系统卸载,调整大小,然后再加载:
#umount/dev/web_document/www1
#resize_reiserfs/dev/web_document/www1
#mount-treiserfs/dev/web_document/www1/data/wwwroot
对于使用ext2或ext3文件系统的用户可以考虑使用工具ext2resize。
11、减少逻辑卷大小
使用lvreduce即可实现对逻辑卷的容量,同样需要首先将文件系统卸载:
#umount/data/wwwroot
#resize_reiserfs-s-2G/dev/web_document/www1
#lvreduce-L-2G/dev/web_docum
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