在Linux中使用LVM构建灵活的磁盘存储（第一部分）

2024-11-8

**逻辑卷管理器（LVM）**让磁盘空间管理更为便捷。如果一个文件系统需要更多的空间，可以在它的卷组中将空闲空间添加到其逻辑卷中，而文件系统可以根据你的意愿调整大小。如果某个磁盘启动失败，用于替换的磁盘可以使用卷组注册成一个物理卷，而逻辑卷扩展可以将数据迁移到新磁盘而不会丢失数据。

在Linux中创建LVM存储 在如今，每台服务器空间都会因为我们的需求增长而不断扩展。逻辑卷可以用于RAID，SAN。单个物理卷将会被加入组以创建卷组，在卷组中，我们需要切割空间以创建逻辑卷。在使用逻辑卷时，我们可以使用某些命令来跨磁盘、跨逻辑卷扩展，或者减少逻辑卷大小，而不用重新格式化和重新对当前磁盘分区。卷可以跨磁盘抽取数据，这会增加I/O数据量。

LVM特性

可以在任何时候灵活地扩展空间。
可以安装和处理任何文件系统。
可以通过迁移来恢复错误磁盘。
可以使用快照功能恢复文件系统到先前的阶段。等等……

我的服务器设置 - 需求

操作系统 —— 安装有LVM的CentOS 6.5
服务器IP地址 —— 192.168.0.200

在Linux中创建LVM磁盘存储

1. 我们已经在虚拟磁盘（VDA）中使用了带LVM的CentOS 6.5操作系统。在此，我们可以使用下列命令查看到物理卷（PV），卷组（VG），逻辑卷（LV）。

# pvs 
# vgs
# lvs

检查物理卷 下面是上面截图中各个参数的说明。

物理磁盘大小（PV Size）
用作虚拟磁盘vda的磁盘
卷组大小（VG Size）
卷组名称（vg_tecmint）
逻辑卷名称（LogVol00，LogVol01）
LogVol00分配给swap，大小1GB
LogVol01分配给/，大小16.5GB

从上面看，我们可以知道VDA磁盘中没有足够的空闲空间。

2. 为了创建一个新卷组，我们需要在这台服务器上添加额外的3个硬盘。3个驱动器不是强制使用的，只要一个就足够用来创建新的VG，并在其中创建LV了。我在这里添加了更多的磁盘，目的只是用于演示和更多命令功能的说明。

下面是我已经额外添加的磁盘。

sda, sdb, sdc

# fdisk -l

验证添加的磁盘

用于操作系统（CentOS 6.5）的默认磁盘。
默认磁盘上定义的分区（vda1 = swap），（vda2 = /）。
额外添加的磁盘Disk1，Disk2，Disk3。

各个磁盘大小都是20GB，默认的卷组的PE大小为4MB，我们在该服务器上配置的卷组使用默认PE。

卷组显示

VG Name – 卷组名称。
Format – LVM架构使用LVM2。
VG Access – 卷组为读写模式，备好待用。
VG Status – 卷组可调整大小，如果我们需要添加更多空间，我们可以扩展更多。
Cur LV – 当前卷组中有2个逻辑卷。
CurPV and Act PV – 当前使用的物理磁盘是1（vda），已被激活，因此我们可以使用该卷组。
PE Size – 磁盘的物理扩展大小，可以定义使用PE，或者GB，LVM的默认PE大小是4MB。例如，如果我们需要创建5GB大小的逻辑卷，我们可以使用总计1280 PE，你们懂我的意思么？

这里解释一下 -> 1024MB = 1GB，这样的话，1024MB x 5 = 5120PE = 5GB，然后5120/4 = 1280，4是默认的PE大小。

Total PE – 该卷组具有的PE数量。
Alloc PE – 总的PE使用量，已经使用的全部PE，4482 x 4PE = 17928。
Free PE – 这里因为已经使用，所以没有空闲PE了。

3. 只使用了vda，当前CentOS在使用lvm的vda物理磁盘中安装了**/boot，/，swap,**，该磁盘中没有空间剩余。

# df -TH

检查磁盘空间 上面的图片中显示了用于根的挂载点已使用了18GB，因此没有空闲空间可用了。

4. 那么，让我们创建新的物理卷（pv），以及名为tecmintaddvg的卷组（vg），并在其中创建逻辑卷（lv）。这里，我们可以创建4个逻辑卷，分别名为 tecmint_documents，tecmint_manager以及tecmintaddvg。

我们可以扩展当前使用的卷组以获得更多空间。但在这里，我们将要做的是，创建新的卷组，然后在里面肆意妄为吧。过会儿，我们可以看到怎样来扩展使用中的卷组的文件系统。

在使用新磁盘前，我们需要使用fdisk来对磁盘分区。

# fdisk -cu /dev/sda

c – 关闭DOS兼容模式，推荐使用该选项。
u – 当列出分区表时，会以扇区而不是柱面显示。

创建新的物理分区 接下来，请遵循以下步骤来创建新分区。

选择n来创建新分区。
选择p来创建主分区。
选择我们需要创建的分区号。
按Enter两次来使用整个磁盘空间。
我们需要修改新创建的分区类型，输入t。
选择需要修改的分区号，选择我们创建的分区号1。
这里，我们需要修改类型。我们需要创建LVM，因此我们使用LVM的类型代码8e。如果不知道类型代码，按L来列出所有类型代码。
打印我们创建的分区以确认。
这里我们可以看到Linux LVM的ID 8e。
写入修改并退出fdisk。

重复以上步骤，为另外2个磁盘sdb和sdc创建新分区。然后重启机器，使用fdisk命令来验证分区表。

# fdisk -l

验证分区表

创建物理卷

5. 现在，该使用3个磁盘来创建物理卷了。这里，我已经使用pvs命令将物理磁盘列了出来，现在只有一个默认的pvs被列出来了。

# pvs

然后，使用命令创建新的物理磁盘。

# pvcreate /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1

再次列出磁盘来查看新创建物理磁盘。

# pvs

创建物理卷

创建卷组

6. 使用可用的空闲PV来创建名为tecmintaddvg的卷组，PE大小为32。显示当前卷组，我们可以看到只有带有1个PV的一个卷组在使用。

# vgs

这将使用上面创建的3个物理卷创建名为tecmintaddvg的卷组，PE大小为32MB。

# vgcreate -s 32M tecmint_add_vg /dev/sda1 /dev/sdb1 /dev/sdc1

接下来，再次运行vgs命令来验证卷组。

# vgs

创建卷组验证卷组 理解vgs命令输出：

卷组名。
本卷组中使用的物理卷。
显示本卷组中的可用空闲空间。
卷组总大小。
本卷组中的逻辑卷，这里我们还没创建，所以是0。
SN = 卷组包含的快照数量。（后面，我们会创建一个快照。）
卷组状态，如可写，可读，可调整大小，已导出，部分的和集群的。这里是wz——意为w = 可写，z = 可调整大小。
卷组中使用的物理卷（PV）数量。

7. 使用命令来显示更多卷组信息。

# vgs -v

检查卷组信息 8. 要获取更多关于新创建的卷组信息，运行以下命令。

# vgdisplay tecmint_add_vg

列出新卷组

卷组名称
使用的LVM架构。
可读写，备好待用。
该卷组可以调整大小。
使用和激活的物理磁盘数量。
卷组总大小。
这里单个PE大小为32。
该卷组中可用的PE总数。
当前还没有在卷组中创建任何LV，因此它是空闲的。
该卷组的UUID。

创建逻辑卷

9. 现在，创建3个名为tecmint_documents,tecmint_manager和tecmint_public的逻辑卷。这里，我们可以看到如何分别以PE为单位和GB为单位来创建逻辑卷。首先，使用以下命令来列出当前逻辑卷。

# lvs

列出当前卷组 10. 这些逻辑卷处于vg_tecmint卷组中使用pvs命令来列出并查看有多少空闲空间可以创建逻辑卷。

# pvs

检查空闲空间 11. 卷组大小为54GB，而且未被使用，所以我们可以在该组内创建LV。让我们将卷组平均划分大小来创建3个逻辑卷，就是说54GB/3 = 18GB，创建出来的单个逻辑卷应该会是18GB。

方法1：使用PE创建逻辑卷

首先，让我们使用物理扩展（PE）为单位来创建逻辑卷。我们需要知道分配到该卷组的默认PE大小，以及总的可用PE大小来创建新的逻辑卷，运行下面的命令来获取使用中的卷组信息。

# vgdisplay tecmint_add_vg

创建新逻辑卷

默认分配给该卷组的PE为32MB，这里单个的PE大小为32MB。
总可用PE是1725。

只要用bc命令做一点小小的计算来看看就知道了。

# bc

1725PE/3 = 575 PE. 
575 PE x 32MB = 18400 --> 18GB

计算磁盘空间 按CRTL+D退出bc。现在让我们使用575个PE来创建3个逻辑卷。

# lvcreate -l (Extend size) -n (name_of_logical_volume) (volume_group)
# lvcreate -l 575 -n tecmint_documents tecmint_add_vg
# lvcreate -l 575 -n tecmint_manager tecmint_add_vg
# lvcreate -l 575 -n tecmint_public tecmint_add_vg

-l – 使用扩展大小创建
-n – 给逻辑卷命名

使用lvs命令来列出创建的逻辑卷。

# lvs

列出创建的逻辑卷

方法2：使用GB大小创建逻辑卷

在使用GB大小创建逻辑卷时，我们不能获得精确的大小。因此，最好的办法是用扩展。

# lvcreate -L 18G -n tecmint_documents tecmint_add_vg
# lvcreate -L 18G -n tecmint_manager tecmint_add_vg
# lvcreate -L 18G -n tecmint_public tecmint_add_vg
# lvcreate -L 17.8G -n tecmint_public tecmint_add_vg

使用lvs命令来列出创建的逻辑卷。

# lvs

验证创建的逻辑卷 这里，我们可以看到，当创建第三个LV的时候，我们不能收集到18GB空间。这是因为尺寸有小小的改变，但在使用或者尺寸来创建LV时，这个问题会被忽略。

创建文件系统

12. 要使用逻辑卷，我们需要格式化。这里我使用ext4文件系统来创建卷，并打算挂载到**/mnt**。

# mkfs.ext4 /dev/tecmint_add_vg/tecmint_documents
# mkfs.ext4 /dev/tecmint_add_vg/tecmint_public
# mkfs.ext4 /dev/tecmint_add_vg/tecmint_manager

创建Ext4文件系统 13. 让我们在**/mnt**下创建目录，并将已创建好文件系统的逻辑卷挂载上去。

# mount /dev/tecmint_add_vg/tecmint_documents /mnt/tecmint_documents/
# mount /dev/tecmint_add_vg/tecmint_public /mnt/tecmint_public/
# mount /dev/tecmint_add_vg/tecmint_manager /mnt/tecmint_manager/

使用下面的命令来列出并确认挂载点。

# df -h

挂载逻辑卷

永久挂载

现在，这些逻辑卷是临时挂载上去的，要永久挂载，我们需要添加条目到fstab中。要达到这个目的，让我们使用下面的命令来获取挂载条目

# cat /etc/mtab

在输入来自mtab中的挂载条目内容时，我们需要在fstab中做些小小的改变，修改rw为默认。

# vim /etc/fstab

我们的fstab条目应该和下面的类似，使用wq！保存并退出fstab。

/dev/mapper/tecmint_add_vg-tecmint_documents    /mnt/tecmint_documents  ext4    defaults 0 0
/dev/mapper/tecmint_add_vg-tecmint_public       /mnt/tecmint_public     ext4    defaults 0 0
/dev/mapper/tecmint_add_vg-tecmint_manager      /mnt/tecmint_manager    ext4    defaults 0 0

获取mtab挂载条目*打开fstab文件添加自动挂载条目 重启前，执行mount -a命令来检查fstab条目。