LVM逻辑卷管理器详解

为什么要使用逻辑卷?

逻辑卷管理器是Linux系统用于对硬盘分区进行管理的一种机制,为了解决硬盘设备在创建分区后不易修改分区大小的缺陷。尽管对传统的硬盘分区进行强制扩容或缩容从理论上讲是可行的。但是却可能造成数据的丢失。LVM技术是在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层,它提供了一个抽象的卷组,可以把多块硬盘进行卷组合并。这样一来,用户不必关心物理设备和底层架构和布局,就可以实现对硬盘分区的动态调整。

LVM的技术架构图:

LVM逻辑卷管理器详解

举例理解:

比如小明家里想吃馒头但是面粉不够了,于是妈妈从隔壁老王家、老李家、老张家分别借来一些面粉,准备蒸馒头吃。首先需要把这些面粉( 物理卷[ PV, Physical Volume ] )揉成一个大面团( 卷组[ VG,Volume Group ] ),然后再把这个大面团分割成一个个小馒头( 逻辑卷[ LV, Logical Volume ] ),而且每个小馒头的重量必须是每勺面粉( 基本单元[ PE, Physical Extent ] )的倍数。

理论:

物理卷处于LVM中的最底层,可以将其理解为物理硬盘、硬盘分区或者RAID磁盘阵列,这都可以。卷组建立在物理卷之上,一个卷组可以包含多个物理卷,而且在卷组创建之后也可以继续向其中添加新的物理卷。逻辑卷是用卷组中空闲的资源建立的,并且逻辑卷在建立后可以动态地扩展或缩小空间。这就是LVM的核心理念。

物理卷(PV:Physical Volume):物理卷是底层真正提供容量,存放数据的设备,它可以是整个硬盘、硬盘上的分区等。

卷组(VG:Volume Group):卷组建立在物理卷之上,它由一个或多个物理卷组成。即把物理卷整合起来提供容量分配。一个LVM系统中可以只有一个卷组,也可以包含多个卷组。

逻辑卷(LV:Logical Volume):逻辑卷建立在卷组之上,它是从卷组中“切出”的一块空间。它是最终用户使用的逻辑设备。逻辑卷创建之后,其大小可以伸缩。

基本单元(PE:Physical Extents):具有唯一编号的PE是能被LVM寻址的最小单元。PE的大小可以指定,默认为4MB。PE的大小一旦确定将不能改变,同一个卷组中的所有的物理卷的PE的大小是一直的

部署逻辑卷

常用的LVM部署命令

功能/命令   物理卷管理   卷组管理   逻辑卷管理  
扫描   pvscan   vgscan   lvscan  
建立   pvcreate   vgcreate   lvcreate  
显示   pvdisplay   vgdisplay   lvdisplay  
删除   pvremove   vgremove   lvremove  
扩展       vgextend   lvextend  
缩小       vgreduce   lvreduce  

添加两块新硬盘设备
在虚拟机中添加两块新硬盘设备的目的,是为了更好地演示LVM理念中用户无需关心底层物理硬盘设备的特性。我们先对这两块新硬盘进行创建物理卷的操作,可以将该操作简单理解成让硬盘设备支持LVM技术,或者理解成是把硬盘设备加入到LVM技术可用的硬件资源池中,然后对这两块硬盘进行卷组合并,卷组的名称可以由用户来自定义。接下来,根据需求把合并后的卷组切割出一个约为150MB的逻辑卷设备,最后把这个逻辑卷设备格式化成EXT4文件系统后挂载使用。

[root@CentOS7-1 ~]# lsblk NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT sr0 11:0 1 1024M 0 rom vda 252:0 0 10G 0 disk ├─vda1 252:1 0 500M 0 part /boot └─vda2 252:2 0 9.5G 0 part ├─cl-root 253:0 0 9G 0 lvm / └─cl-swap 253:1 0 500M 0 lvm [SWAP] vdb 252:16 0 10G 0 disk vdc 252:32 0 10G 0 disk

第1步:创建物理卷,让新添加的两块硬盘设备支持LVM技术。

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