Linux的LVM(Logical Volume Manager) 学习笔记

在Linux系统规划管理中,存储管理是一个非常重要的方面。日常运维过程中,两个方面的现实要求经常围绕这一个过程:动态空间管理和零散的存储硬件资源。

和Windows不同,Linux存储目录结构和磁盘结构是分离的。各个磁盘设备是被“装载mount”到指定的mount point上,我们经常可以看到一个“目录”的空间是多大。但是,存储是动态变化的过程。一个目录现在留足1G空间就够了,但是日后难保不会有2G的需要。如果使用传统的一些方法,变化过程就是比较复杂的。

另一方面,多年的信息化给企业信息中心遗留下存储设备通常是零散、大小不一的。往往需要一个目录空间很大,但是只有一些零散的小存储盘。如何整合这些零散存储资源,对操作系统管理而言是一个问题。

在Linux环境中,一种存储池“Storage Pool”机制的技术,就可以帮助我们进行存储资源的管理和调整。LVM(Logical Volume Manager)逻辑卷管理器是Linux提供的逻辑存储池。

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Linux系统中对逻辑卷(LVM)的实现

1、LVM概述

在LVM中,有几个概念需要了解熟悉。

PV(Physical Volume)物理卷就是实际对应的物理存储设备。我们最常见的就是磁盘分区等存储设备。传统的存储管理方式是将物理设备格式化后,就直接mount到一个目录上。在LVM中,PV是一个基础物理单位,也是存储池的基本组成部分。存储分区要成为PV,需要调用LVM命令方法,在分区中记录相应的元数据信息。

LVG(Logical Volume Group)逻辑卷组是LVM的重要组成部分。从结构上看,LVG位于PV和LV(Logical Volume)的中间,也是Linux存储池的核心。若干个PV可以组成一个LVG。在分配LV(Logical Volume)的时候,也是在一个特定的LVG上进行分配,和PV的对应关系是通过LVM进行自动的管理对应。

LV(Logical Volume)逻辑卷是建立在LVG基础上的分配空间。LV是从LVG的基础上进行分配的,本质上是通过软件方法进行管理的空间组。正是由于通过LVM控制,我们可以实现动态的LV大小调整,从存储池中进行空间补充、回收。注意:LV适合LVG对应的,一个LV对操作系统和我们而言,是一个独立的存储空间。但是实质上,一个LV可能是一个PV的部分空间,也可能是跨多个PV。

下图摘自Red Hat的网站资料(RedHat.com/magazine/009jul05/features/lvm2/),详细说明了LVM几个核心概念的关系。

Linux的LVM(Logical Volume Manager) 学习笔记

下面介绍一下PE和LE。PE(Physical Extents)是PV的基本组成。每一个PV都是通过多个固定大小尺寸的PE组成。而LE(Logical Extent)与LV的关系类似,一个LV由多个固定大小的LE组成。目前LVM版本下,PE和LE的大小是相同的(注意!),默认都是4M。

PE和LE的机制就解决了LV横跨多个PV的对应问题。LVG解决的就是LE和PE对应问题。

在Linux中管理LVM主要通过LVM管理工具和Linux内核支持。目前我们常见的Linux版本中,逻辑卷功能已经非常成熟。下面我们通过实验介绍一下最基本的LVM使用。

2、环境准备和配置

我们选择Linux 2.6内核版本进行试验,也就是redhat 5.3。

[root@SimpleLinux ~]# uname -r

2.6.18-128.el5

使用LVM,要求内核中支持LVM,并且安装了LVM管理相关的rpm包。我们可以使用rpm –qa进行验证。

[root@SimpleLinux ~]# rpm -qa | grep lvm

system-config-lvm-1.1.5-1.0.el5

lvm2-2.02.40-6.el5

此时系统中,存储环境如下:

[root@SimpleLinux ~]# df -h

FilesystemSizeUsed Avail Use% Mounted on

/dev/sda148G11G35G23% /

tmpfs449M0449M0% /dev/shm

[root@SimpleLinux ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 54.3 GB, 54390718464 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 6612 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device BootStartEndBlocksIdSystem

/dev/sda1*1642051568618+83Linux

/dev/sda2642166111534207+82Linux swap / Solaris

Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device BootStartEndBlocksIdSystem

/dev/sdb1110458388607+8eLinux LVM

Disk /dev/sdc: 11.3 GB, 11331395584 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 1377 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Disk /dev/sdc doesn't contain a valid partition table

当前系统中包括三个盘,sda-c。其中sda已经被使用,我们在sdb和sdc上进行试验。为了便于样式,我们将sdc进行进一步格式化,分割为五个分区。

[root@SimpleLinux ~]# fdisk /dev/sdc

Device contains neither a valid DOS partition table, nor Sun, SGI or OSF disklabel

Building a new DOS disklabel. Changes will remain in memory only,

until you decide to write them. After that, of course, the previous

content won't be recoverable.

The number of cylinders for this disk is set to 1377.

There is nothing wrong with that, but this is larger than 1024,

and could in certain setups cause problems with:

1) software that runs at boot time (e.g., old versions of LILO)

2) booting and partitioning software from other OSs

(e.g., DOS FDISK, OS/2 FDISK)

Warning: invalid flag 0x0000 of partition table 4 will be corrected by w(rite)

Command (m for help): n

Command action

eextended

pprimary partition (1-4)

p

Partition number (1-4): 1

First cylinder (1-1377, default 1):

Using default value 1

Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-1377, default 1377): +2000M

(篇幅原因,省略部分……)

Command (m for help): w

The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

Syncing disks.

[root@SimpleLinux ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 54.3 GB, 54390718464 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 6612 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device BootStartEndBlocksIdSystem

/dev/sda1*1642051568618+83Linux

/dev/sda2642166111534207+82Linux swap / Solaris

Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device BootStartEndBlocksIdSystem

/dev/sdb1110458388607+8eLinux LVM

Disk /dev/sdc: 11.3 GB, 11331395584 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 1377 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device BootStartEndBlocksIdSystem

/dev/sdc112441959898+83Linux

/dev/sdc2245488195993083Linux

/dev/sdc3489732195993083Linux

/dev/sdc473313775180962+5Extended

/dev/sdc57339761959898+83Linux

/dev/sdc69771377322100183Linux

下面就可以进行逻辑卷实验。

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