linux的lvm分區(qū)有什么優(yōu)缺點(diǎn)

這篇文章主要講解了“l(fā)inux的lvm分區(qū)有什么優(yōu)缺點(diǎn)”，文中的講解內(nèi)容簡單清晰，易于學(xué)習(xí)與理解，下面請(qǐng)大家跟著小編的思路慢慢深入，一起來研究和學(xué)習(xí)“l(fā)inux的lvm分區(qū)有什么優(yōu)缺點(diǎn)”吧！

linux的lvm分區(qū)指的就是“邏輯卷管理”，lvm的英文全稱為“Logical Volume Manager”，是Linux環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制；LVM是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，來提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。

一、什么是LVM

LVM（Logical Volume Manager），即邏輯卷管理，是Linux環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制，LVM是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，來提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。通過LVM系統(tǒng)管理員可以輕松管理磁盤分區(qū)，如：將若干個(gè)磁盤分區(qū)連接為一個(gè)整塊的卷組（volume group），形成一個(gè)存儲(chǔ)池。管理員可以在卷組上隨意創(chuàng)建邏輯卷組（logical volumes），并進(jìn)一步在邏輯卷組上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。管理員通過LVM可以方便的調(diào)整存儲(chǔ)卷組的大小，并且可以對(duì)磁盤存儲(chǔ)按照組的方式進(jìn)行命名、管理和分配。當(dāng)系統(tǒng)添加了新的磁盤，通過LVM管理員就不必將磁盤的文件移動(dòng)到新的磁盤上以充分利用新的存儲(chǔ)空間，而是直接擴(kuò)展文件系統(tǒng)跨越磁盤即可。

一般來說，物理磁盤或分區(qū)之間是分隔的，數(shù)據(jù)無法跨盤或分區(qū)，而各磁盤或分區(qū)的大小固定，重新調(diào)整比較麻煩。LVM可以將這些底層的物理磁盤或分區(qū)整合起來，抽象成容量資源池，以劃分成邏輯卷的方式供上層使用，其最主要的功能即是可以在無需關(guān)機(jī)無需重新格式化（準(zhǔn)確地說，原來的部分無需格式化，只格式化新增的部分）的情況下彈性調(diào)整邏輯卷的大小。
LVM的實(shí)現(xiàn)過程如下圖：

二、LVM名詞解釋

PV(physical volume)：物理卷在邏輯卷管理系統(tǒng)最底層，可為整個(gè)物理硬盤或?qū)嶋H物理硬盤上的分區(qū)。它只是在物理分區(qū)中劃出了一個(gè)特殊的區(qū)域，用于記載與LVM相關(guān)的管理參數(shù)。

VG(volume group)：卷組建立在物理卷上，一卷組中至少要包括一物理卷，卷組建立后可動(dòng)態(tài)的添加卷到卷組中，一個(gè)邏輯卷管理系統(tǒng)工程中可有多個(gè)卷組。

LV(logical volume)：邏輯卷建立在卷組基礎(chǔ)上，卷組中未分配空間可用于建立新的邏輯卷，邏輯卷建立后可以動(dòng)態(tài)擴(kuò)展和縮小空間。

PE(physical extent)：物理區(qū)域是物理卷中可用于分配的最小存儲(chǔ)單元，物理區(qū)域大小在建立卷組時(shí)指定，一旦確定不能更改，同一卷組所有物理卷的物理區(qū)域大小需一致，新的pv加入到vg后，pe的大小自動(dòng)更改為vg中定義的pe大小。

LE(logical extent)：邏輯區(qū)域是邏輯卷中可用于分配的最小存儲(chǔ)單元，邏輯區(qū)域的大小取決于邏輯卷所在卷組中的物理區(qū)域的大小。由于受內(nèi)核限制的原因，一個(gè)邏輯卷（Logic Volume）最多只能包含65536個(gè)PE（Physical Extent），所以一個(gè)PE的大小就決定了邏輯卷的最大容量，4 MB(默認(rèn)) 的PE決定了單個(gè)邏輯卷最大容量為 256 GB，若希望使用大于256G的邏輯卷，則創(chuàng)建卷組時(shí)需要指定更大的PE。在Red Hat Enterprise Linux AS 4中PE大小范圍為8 KB 到 16GB，并且必須總是 2 的倍數(shù)。

三、LVM的寫入模式

LVM有兩種寫入模式：線性模式和條帶模式。

• 線性模式即寫完一個(gè)設(shè)備后再寫另一個(gè)設(shè)備

• 條帶模式就有點(diǎn)類似于RAID0，即數(shù)據(jù)是被分散寫入到LVM各成員設(shè)備上的。
  因?yàn)闂l帶模式的數(shù)據(jù)不具有安全性，且LVM并不強(qiáng)調(diào)讀寫性能，故LVM默認(rèn)為線性模式，這樣即使一個(gè)設(shè)備壞了，其它設(shè)備上的數(shù)據(jù)還在。

四、LVM的工作原理

LVM在每個(gè)物理卷頭部都維護(hù)了一個(gè)metadata，每個(gè)metadata中都包含了整個(gè)VG（volume group：卷組）的信息，包括每個(gè)VG的布局配置，PV（physical volume：物理卷）的編號(hào)，LV（logical volume：邏輯卷）的編號(hào)，以及每個(gè)PE（physical extends：物理擴(kuò)展單元）到LE（logical extends：物理擴(kuò)展單元）的映射關(guān)系。同一個(gè)VG中的每個(gè)PV頭部的信息都是相同的，這樣有利于故障時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)恢復(fù)。

LVM對(duì)上層文件系統(tǒng)提供LV層，隱藏了操作細(xì)節(jié)。對(duì)文件系統(tǒng)而言，對(duì)LV的操作與原先對(duì)partition的操作沒有差別。當(dāng)對(duì)LV進(jìn)行寫入操作的時(shí)候，LVM定位相應(yīng)的LE，通過PV頭部的映射表將數(shù)據(jù)寫入到相應(yīng)的PE上。LVM最大的特點(diǎn)就是可以對(duì)磁盤進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。因?yàn)檫壿嬀淼拇笮∈强梢詣?dòng)態(tài)調(diào)整的，而且不會(huì)丟失現(xiàn)有的數(shù)據(jù)。我們?nèi)绻略黾恿擞脖P，其也不會(huì)改變現(xiàn)有上層的邏輯卷。關(guān)鍵在于PE和LE之間建立映射關(guān)系，不同的映射規(guī)則決定了不同的LVM存儲(chǔ)模型。LVM支持多個(gè)PV 的stripe和mirror。

五、LVM的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：

• 文件系統(tǒng)可以跨多個(gè)磁盤，因此文件系統(tǒng)大小不會(huì)受物理磁盤的限制。

• 可以在系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)下動(dòng)態(tài)的擴(kuò)展文件系統(tǒng)的大小。

• 可以增加新的磁盤到LVM的存儲(chǔ)池中。

• 可以以鏡像的方式冗余重要的數(shù)據(jù)到多個(gè)物理磁盤。

• 可以方便的導(dǎo)出整個(gè)卷組到另外一臺(tái)機(jī)器。

缺點(diǎn)：

• 在從卷組中移除一個(gè)磁盤的時(shí)候必須使用reducevg命令（這個(gè)命令要求root權(quán)限，并且不允許在快照卷組中使用）。

• 當(dāng)卷組中的一個(gè)磁盤損壞時(shí)，整個(gè)卷組都會(huì)受到影響。

• 因?yàn)榧尤肓祟~外的操作，存貯性能受到影響。

六、創(chuàng)建PV/VG/LV的方法

1、將各物理磁盤或分區(qū)的系統(tǒng)類型設(shè)為Linux LVM，其system ID為8e，通過fdisk工具中的t命令設(shè)置

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb ...
Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
Select (default p): p
Partition number (2-4, default 2): 2First sector (20973568-62914559, default 20973568): 
Using default value 20973568Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (20973568-62914559, default 62914559): +5G
...
Command (m for help): t
Partition number (1,2, default 2): 2Hex code (type L to list all codes): 8e  # 指定system id為8eChanged type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'...
Command (m for help): p
...
/dev/sdb1            2048    20973567    10485760   8e  Linux LVM
/dev/sdb2        20973568    31459327     5242880   8e  Linux LVM
Command (m for help): w
...

2、將各物理磁盤或分區(qū)初始化為PV（physical volume，物理卷）

這一階段可使用的命令為pvcreate、pvremove、pvscan、pvdisplay（pvs）

1）pvcreate：創(chuàng)建物理卷

用法：pvcreate [option] DEVICE

  選項(xiàng)：

      -f：強(qiáng)制創(chuàng)建邏輯卷，不需用戶確認(rèn)

      -u：指定設(shè)備的UUID

      -y：所有問題都回答yes

  例 pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2

2）pvscan：掃描當(dāng)前系統(tǒng)上的所有物理卷

用法：pvscan [option]

  選項(xiàng)：

      -e：僅顯示屬于輸出卷組的物理卷

      -n：僅顯示不屬于任何卷組的物理卷

      -u：顯示UUID

3）pvdisplay：顯示物理卷的屬性

 用法：pvdisplay [PV_DEVICE]

4）pvremove：將物理卷信息刪除，使其不再被視為一個(gè)物理卷

 用法：pvremove [option] PV_DEVICE

  選項(xiàng)：

      -f：強(qiáng)制刪除

      -y：所有問題都回答yes

  例 pvremove /dev/sdb1

5）pv創(chuàng)建和刪除例子

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2}  # 將兩個(gè)分區(qū)初始化為物理卷
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
[root@localhost ~]# pvscan 
  PV /dev/sdb2                      lvm2 [5.00 GiB]
  PV /dev/sdb1                      lvm2 [10.00 GiB]
  Total: 2 [15.00 GiB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 2 [15.00 GiB]
[root@localhost ~]# pvdisplay /dev/sdb1   # 顯示物理卷sdb1的詳細(xì)信息
  "/dev/sdb1" is a new physical volume of "10.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               
  PV Size               10.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   # 由于PE是在VG階段才劃分的，所以此處看到的都是0
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               GrP9Gi-ubau-UAcb-za3B-vSc3-er2Q-MVt9OO
   
[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdb2   # 刪除sdb2的物理卷信息
  Labels on physical volume "/dev/sdb2" successfully wiped.
[root@localhost ~]# pvscan     # 可以看到PV列表中已無sdb2
  PV /dev/sdb1                      lvm2 [10.00 GiB]
  Total: 1 [10.00 GiB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 1 [10.00 GiB]
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb2 
  Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.

3、創(chuàng)建VG（volume group，卷組）。卷組將多個(gè)物理卷整合起來（屏蔽了底層細(xì)節(jié)），并劃分PE（physical extend）

PE是物理卷中的最小存儲(chǔ)單元，有點(diǎn)類似于文件系統(tǒng)中的block，PE大小可指定，默認(rèn)為4M。這一階段用到的命令有vgcreate、vgscan、vgdisplay、vgextend、vgreduce

1）vgcreate：創(chuàng)建卷組

 用法：vgcreate [option] VG_NAME PV_DEVICE

  選項(xiàng)：

      -s：卷組中的物理卷的PE大小，默認(rèn)為4M

      -l：卷組上允許創(chuàng)建的最大邏輯卷數(shù)

      -p：卷級(jí)中允許添加的最大物理卷數(shù)

  例 vgcreate -s 8M myvg /dev/sdb1 /dev/sdb2

2）vgscan：查找系統(tǒng)中存在的LVM卷組，并顯示找到的卷組列表

3）vgdisplay：顯示卷組屬性

  用法：vgdisplay [option] [VG_NAME]

  選項(xiàng)：

      -A：僅顯示活動(dòng)卷組的信息

      -s：使用短格式輸出信息

4）vgextend：動(dòng)態(tài)擴(kuò)展LVM卷組，它通過向卷組中添加物理卷來增加卷組的容量

 用法：vgextend VG_NAME PV_DEVICE

  例 vgextend myvg /dev/sdb3

5）vgreduce：通過刪除LVM卷組中的物理卷來減少卷組容量，不能刪除LVM卷組中剩余的最后一個(gè)物理卷

 用法：vgreduce VG_NAME PV_DEVICE

6）vgremove：刪除卷組，其上的邏輯卷必須處于離線狀態(tài)

  用法：vgremove [-f] VG_NAME

  -f：強(qiáng)制刪除

7）vgchange：常用來設(shè)置卷組的活動(dòng)狀態(tài)

  用法：vgchange -a n/y VG_NAME

  -a n為休眠狀態(tài)，休眠之前要先確保其上的邏輯卷都離線；

  -a y為活動(dòng)狀態(tài)

8）vg創(chuàng)建例子

[root@localhost ~]# vgcreate -s 8M myvg /dev/sdb{1,2}
  Volume group "myvg" successfully created
[root@localhost ~]# vgscan
  Reading volume groups from cache.
  Found volume group "myvg" using metadata type lvm2
[root@localhost ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               myvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               14.98 GiB
  PE Size               8.00 MiB
  Total PE              1918
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1918 / 14.98 GiB
  VG UUID               aM3RND-aUbQ-7RjC-dCci-JiS4-Oj2Z-wv9poA

4、在卷組上創(chuàng)建LV（logical volume，邏輯卷）

為了便于管理，邏輯卷對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件保存在卷組目錄下，為/dev/VG_NAME/LV_NAME。LV中可以分配的最小存儲(chǔ)單元稱為LE（logical extend），在同一個(gè)卷組中，LE的大小和PE是一樣的，且一一對(duì)應(yīng)。這一階段用到的命令有l(wèi)vcreate、lvscan、lvdisplay、lvextend、lvreduce、lvresize

1）lvcreate：創(chuàng)建邏輯卷或快照

  用法：lvcreate [選項(xiàng)] [參數(shù)]

  選項(xiàng)：

      -L：指定大小

      -l：指定大?。↙E數(shù)）

      -n：指定名稱

      -s：創(chuàng)建快照

      -p r：設(shè)置為只讀（該選項(xiàng)一般用于創(chuàng)建快照中）

  注：使用該命令創(chuàng)建邏輯卷時(shí)當(dāng)然必須指明卷組，創(chuàng)建快照時(shí)必須指明針對(duì)哪個(gè)邏輯卷         

  例 lvcreate -L 500M -n mylv myvg

2）lvscan：掃描當(dāng)前系統(tǒng)中的所有邏輯卷，及其對(duì)應(yīng)的設(shè)備文件

3）lvdisplay：顯示邏輯卷屬性

  用法：lvdisplay [/dev/VG_NAME/LV_NAME]

4）lvextend：可在線擴(kuò)展邏輯卷空間

  用法：lvextend -L/-l 擴(kuò)展的大小 /dev/VG_NAME/LV_NAME  

  選項(xiàng)：

      -L：指定擴(kuò)展（后）的大小。例如，-L +800M表示擴(kuò)大800M，而-L 800M表示擴(kuò)大至800M

      -l：指定擴(kuò)展（后）的大?。↙E數(shù)）

  例 lvextend -L 200M /dev/myvg/mylv

5）lvreduce：縮減邏輯卷空間，一般離線使用

 用法：lvexreduce -L/-l 縮減的大小 /dev/VG_NAME/LV_NAME  

  選項(xiàng)：

      -L：指定縮減（后）的大小

      -l：指定縮減（后）的大小（LE數(shù)）

  例 lvreduce -L 200M /dev/myvg/mylv

6）lvremove：刪除邏輯卷，需要處于離線（卸載）狀態(tài)

  用法：lvremove [-f] /dev/VG_NAME/LV_NAME

  -f：強(qiáng)制刪除

7）lv創(chuàng)建例子

[root@localhost ~]# lvcreate -L 2G -n mylv myvg  
  Logical volume "mylv" created.
[root@localhost ~]# lvscan 
  ACTIVE            '/dev/myvg/mylv' [2.00 GiB] inherit
[root@localhost ~]# lvdisplay 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/myvg/mylv
  LV Name                mylv
  VG Name                myvg
  LV UUID                2lfCLR-UEhm-HMiT-ZJil-3EJm-n2H3-ONLaz1
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost.localdomain, 2019-07-05 13:42:44 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                2.00 GiB
  Current LE             256
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

5、格式化邏輯卷并掛載

[root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/myvg/mylv
...                        
Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
...
[root@localhost ~]# mkdir /data
[root@localhost ~]# mount
mount       mountpoint  
[root@localhost ~]# mount /dev/myvg/mylv /data
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1               50G  1.5G   49G   3% /
devtmpfs               903M     0  903M   0% /dev
tmpfs                  912M     0  912M   0% /dev/shm
tmpfs                  912M  8.6M  904M   1% /run
tmpfs                  912M     0  912M   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                  183M     0  183M   0% /run/user/0
/dev/mapper/myvg-mylv  2.0G  6.0M  1.8G   1% /data

PS：更新

一、LV邏輯卷擴(kuò)容后，必須對(duì)掛載目錄在線擴(kuò)容。

使用 resize2fs或xfs_growfs 對(duì)掛載目錄在線擴(kuò)容
resize2fs 針對(duì)文件系統(tǒng)ext2 ext3 ext4
xfs_growfs 針對(duì)文件系統(tǒng)xfs

xfs在線擴(kuò)容

xfs_growfs /dev/mapper/vg--BHG-lv01
meta-data=/dev/mapper/vg--BHG-lv01 isize=512    agcount=4, agsize=32000 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0data     =                       bsize=4096   blocks=128000, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blksnaming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0data blocks changed from 128000 to 256000

ext4在線擴(kuò)容

[root@localhost /]# resize2fs /dev/mapper/vg--BHG-lv02
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/mapper/vg--BHG-lv02 is mounted on /BHGPOS-data; on-line resizing required
old_desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 3
The filesystem on /dev/mapper/vg--BHG-lv02 is now 5242880 blocks long.

感謝各位的閱讀，以上就是“l(fā)inux的lvm分區(qū)有什么優(yōu)缺點(diǎn)”的內(nèi)容了，經(jīng)過本文的學(xué)習(xí)后，相信大家對(duì)linux的lvm分區(qū)有什么優(yōu)缺點(diǎn)這一問題有了更深刻的體會(huì)，具體使用情況還需要大家實(shí)踐驗(yàn)證。這里是億速云，小編將為大家推送更多相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的文章，歡迎關(guān)注！