Linux 磁盘管理之LVM详解

逻辑卷轴管理员(LogicalVolumeManager)想像一个情况，你在当初规划主机的时候将/home只给他50G，等到使用者众多之后导致这个filesystem不够大，此时你能怎么作？多数的朋友都是这样：再加一颗新硬盘，然后重新分割、格式化，将/home的数据完整的复制过来，然后将原本的partition卸载重新挂载新的partition。啊！好忙碌啊！若是第二次分割却给的容量太多！导致很多磁碟容量被浪费了！你想要将这个partition缩小时，又该如何作？将上述的流程再搞一遍！唉～烦死了，尤其复制很花时间ㄟ～有没有更简单的方法呢？有的！那就是我们这个小节要介绍的LVM这玩意儿！LVM的重点在於『可以弹性的调整filesystem的容量！』而并非在於效能与数据保全上面。需要文件的读写效能或者是数据的可靠性，请参考前面的RAID小节。LVM可以整合多个实体partition在一起，让这些partitions看起来就像是一个磁碟一样！而且，还可以在未来新增或移除其他的实体partition到这个LVM管理的磁碟当中。如此一来，整个磁碟空间的使用上，实在是相当的具有弹性啊！既然LVM这么好用，那就让我们来瞧瞧这玩意吧！什么是LVM：PV,PE,VG,LV的意义LVM的全名是LogicalVolumeManager，中文可以翻译作逻辑卷轴管理员。之所以称为『卷轴』可能是因为可以将filesystem像卷轴一样伸长或缩短之故吧！LVM的作法是将几个实体的partitions(或disk)透过软件组合成为一块看起来是独立的大磁碟(VG)，然后将这块大磁碟再经过分割成为可使用分割槽(LV)，最终就能够挂载使用了。但是为什么这样的系统可以进行filesystem的扩充或缩小呢？其实与一个称为PE的项目有关！底下我们就得要针对这几个项目来好好聊聊！PhysicalVolume,PV,实体卷轴我们实际的partition需要调整系统识别码(systemID)成为8e(LVM的识别码)，然后再经过pvcreate的命令将他转成LVM最底层的实体卷轴(PV)，之后才能够将这些PV加以利用！调整systemID的方是就是透过fdisk啦！VolumeGroup,VG,卷轴群组所谓的LVM大磁碟就是将许多PV整合成这个VG的东西就是啦！所以VG就是LVM组合起来的大磁碟！这么想就好了。那么这个大磁碟最大可以到多少容量呢？这与底下要说明的PE有关喔～因为每个VG最多仅能包含65534个PE而已。如果使用LVM默认的参数，则一个VG最大可达256GB的容量啊！(参考底下的PE说明)PhysicalExtend,PE,实体延伸区块LVM默认使用4MB的PE区块，而LVM的VG最多仅能含有65534个PE，因此默认的LVMVG会有4M*65534/(1024M/G)=256G。这个PE很有趣喔！他是整个LVM最小的储存区块，也就是说，其实我们的文件数据都是藉由写入PE来处理的。简单的说，这个PE就有点像文件系统里面的block大小啦。这样说应该就比较好理解了吧？所以调整PE会影响到VG的最大容量喔！LogicalVolume,LV,逻辑卷轴最终的VG还会被切成LV，这个LV就是最后可以被格式化使用的类似分割槽的咚咚了！那么LV是否可以随意指定大小呢？当然不可以！既然PE是整个LVM的最小储存单位，那么LV的大小就与在此LV内的PE总数有关。为了方便使用者利用LVM来管理其系统，因此LV的装置档名通常指定为『/dev/vgname/lvname』的样式！此外，我们刚刚有谈到LVM可弹性的变更filesystem的容量，那是如何办到的？其实他就是透过『交换PE』来进行数据转换，将原本LV内的PE移转到其他装置中以降低LV容量，或将其他装置的PE加到此LV中以加大容量！VG、LV与PE的关系有点像下图：图3.1.1、PE与VG的相关性图示如上图所示，VG内的PE会分给虚线部分的LV，如果未来这个VG要扩充的话，加上其他的PV即可。而最重要的LV如果要扩充的话，也是透过加入VG内没有使用到的PE来扩充的！实作流程透过PV,VG,LV的规划之后，再利用mkfs就可以将你的LV格式化成为可以利用的文件系统了！而且这个文件系统的容量在未来还能够进行扩充或减少，而且里面的数据还不会被影响！实在是很『福气啦！』那实作方面要如何进行呢？很简单呢！整个流程由基础到最终的结果可以这样看：图3.1.2、LVM各组件的实现流程图示如此一来，我们就可以利用LV这个玩意儿来进行系统的挂载了。不过，你应该要觉得奇怪的是，那么我的数据写入这个LV时，到底他是怎么写入硬盘当中的？呵呵！好问题～其实，依据写入机制的不同，而有两种方式：线性模式(linear)：假如我将/dev/hda1,/dev/hdb1这两个partition加入到VG当中，并且整个VG只有一个LV时，那么所谓的线性模式就是：当/dev/hda1的容量用完之后，/dev/hdb1的硬盘才会被使用到，这也是我们所建议的模式。交错模式(triped)：那什么是交错模式？很简单啊，就是我将一笔数据拆成两部分，分别写入/dev/hda1与/dev/hdb1的意思，感觉上有点像RAID0啦！如此一来，一份数据用两颗硬盘来写入，理论上，读写的效能会比较好。基本上，LVM最主要的用处是在实现一个可以弹性调整容量的文件系统上，而不是在创建一个效能为主的磁碟上，所以，我们应该利用的是LVM可以弹性管理整个partition大小的用途上，而不是著眼在效能上的。因此，LVM默认的读写模式是线性模式啦！如果你使用triped模式，要注意，当任何一个partition『归天』时，所有的数据都会『损毁』的！所以啦，不是很适合使用这种模式啦！如果要强调效能与备份，那么就直接使用RAID即可，不需要用到LVM啊！LVM实作流程LVM必需要核心有支持且需要安装lvm2这个软件，好佳在的是，CentOS与其他较新的distributions已经默认将lvm的支持与软件都安装妥当了！所以你不需要担心这方面的问题！用就对了！鸟哥使用的测试机又要出动了喔！刚刚我们才练习过RAID，必须要将一堆目前没有用到的分割槽先杀掉，然后再重建新的分割槽。并且由於鸟哥仅有一个40GB的磁碟，所以底下的练习都仅针对同一颗磁碟来作的。我的要求有点像这样：先分割出4个partition，每个partition的容量均为1.5GB左右，且systemID需要为8e；全部的partition整合成为一个VG，VG名称配置为vbirdvg；且PE的大小为16MB；全部的VG容量都丢给LV，LV的名称配置为vbirdlv；最终这个LV格式化为ext3的文件系统，且挂载在/mnt/lvm中鸟哥就不仔细的介绍实体分割了，请您自行参考第八章的fdisk来达成底下的范例：(注意：修改系统识别码请使用t这个fdisk内的命令来处理即可)[root@~]#fdisk/dev/hda==其他流程请自行参考第八章处理[root@~]#partprobe==别忘记这个动作了！粉重要！[root@~]#fdisk-lDisk/dev/hda:41.1GB,41174138880bytes255heads,63sectors/track,5005cylindersUnits=cylindersof16065*512=8225280bytesDeviceBootStartEndBlocksIdSystem/dev/hda1*11310439183Linux/dev/hda214128810241437+83Linux/dev/hda3128919255116702+83Linux/dev/hda419265005247401005Extended/dev/hda519262052102009682Linuxswap/Solaris/dev/hda62053223514699168eLinuxLVM/dev/hda72236241814699168eLinuxLVM/dev/hda82419260114699168eLinuxLVM/dev/hda92602278414699168eLinuxLVM上面的/dev/hda{6,7,8,9}这四个分割槽就是我们的实体分割槽！也就是底下会实际用到的资讯！注意看，那个8e的出现会导致system变成『LinuxLVM』哩！其实没有配置成为8e也没关系，不过某些LVM的侦测命令可能会侦测不到该partition就是了！接下来，就一个一个的处理各流程吧！PV阶段要创建PV其实很简单，只要直接使用pvcreate即可！我们来谈一谈与PV有关的命令吧！pvcreate：将实体partition创建成为PV；pvscan：搜寻目前系统里面任何具有PV的磁碟；pvdisplay：显示出目前系统上面的PV状态；pvremove：将PV属性移除，让该partition不具有PV属性。那就直接来瞧一瞧吧！#1.检查有无PV在系统上，然后将/dev/hda6~/dev/hda9创建成为PV格式[root@~]#pvscanNomatchingphysicalvolumesfound==找不到任何的PV存在喔！[root@~]#pvcreate/dev/hda{6,7,8,9}Physicalvolume/dev/hda6successfullycreatedPhysicalvolume/dev/hda7successfullycreatedPhysicalvolume/dev/hda8successfullycreatedPhysicalvolume/dev/hda9successfullycreated#这个命令可以一口气创建这四个partition成为PV啦！注意大括号的用途[root@~]#pvscanPV/dev/hda6lvm2[1.40GB]PV/dev/hda7lvm2[1.40GB]PV/dev/hda8lvm2[1.40GB]PV/dev/hda9lvm2[1.40GB]Total:4[5.61GB]/inuse:0[0]/innoVG:4[5.61GB]#这就分别显示每个PV的资讯与系统所有PV的资讯。尤其最后一行，显示的是：#整体PV的量/已经被使用到VG的PV量/剩余的PV量#2.更详细的列示出系统上面每个PV的个别资讯：[root@~]#pvdisplay/dev/hda6isanewphysicalvolumeof1.40GB---NEWPhysicalvolume---PVName/dev/hda6==实际的partition装置名称VGName==因为尚未分配出去，所以空白！PVSize1.40GB==就是容量说明AllocatableNO==是否已被分配，结果是NOPESize(KByte)0==在此PV内的PE大小TotalPE0==共分割出几个PEFreePE0==没被LV用掉的PEAllocatedPE0==尚可分配出去的PE数量PVUUIDZ13Jk5-RCls-UJ8B-HzDa-Gesn-atku-rf2biN....(底下省略)....#由於PE是在创建VG时才给予的参数，因此在这里看到的PV里头的PE都会是0#而且也没有多余的PE可供分配(allocatable)。讲是很难，作是很简单！这样就将PV创建了两个罗！简单到不行吧！^_^！继续来玩VG去！VG阶段创建VG及VG相关的命令也不少，我们来看看：vgcreate：就是主要创建VG的命令啦！他的参数比较多，等一下介绍。vgscan：搜寻系统上面是否有VG存在？vgdisplay：显示目前系统上面的VG状态；vgextend：在VG内添加额外的PV；vgreduce：在VG内移除PV；vgchange：配置VG是否启动(active)；vgremove：删除一个VG啊！