LVM（逻辑卷管理）：概述、原理、管理命令、创建步骤

LVM（逻辑卷管理）：概述、原理、管理命令、创建步骤

文章目录

  • • 1、LVM概述

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  • • 基本概念

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  • • PV (Physical Volume)

  • • VG (Volume Group)

  • • LV (Logical Volume)

  • • PE (Physical Extent)

  • • /boot分区

  • • LVM的主要优势

  • • 使用LVM的主要原因

  • • 2、LVM的管理命令

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  • • 主要命令

  • • 常用命令介绍及示例

  • •

  • • 1. 创建物理卷-pvcreate

  • • 2. 创建卷组-vgcreate

  • • 3. 在指定卷组中创建逻辑卷-lvcreate

  • • 4. 扩展一个已有的逻辑卷的大小-lvextend

  • • 3、LVM应用

  • •

  • • 推荐步骤

1、LVM概述

逻辑卷管理（Logical Volume Manager, LVM）是一种磁盘管理机制，它允许在保持现有数据不变的情况下调整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性。

LVM的优势在于它能够动态地扩展和缩小文件系统，使得系统管理员可以更灵活地管理存储资源。

基本概念

PV (Physical Volume)

物理卷是LVM的基本存储单元。它可以是一个完整的物理磁盘或磁盘分区。物理卷是LVM中用于创建卷组的基础元素。

逻辑卷(Logica Volume，LV)和物理卷(Physical Volume，PV)，可以将多个硬盘空间汇聚起来，实现硬盘空间的动态扩展。

VG (Volume Group)

卷组是由一个或多个物理卷组成的存储池。卷组将物理卷的存储空间整合在一起，为逻辑卷的创建提供统一的存储资源。卷组可以动态地添加或移除物理卷，以调整其存储容量。

LV (Logical Volume)

逻辑卷是从卷组中分配出来的存储空间。它类似于传统分区，但具有更大的灵活性。逻辑卷可以动态地调整大小，而不会影响其中的数据。逻辑卷可以用于创建和管理文件系统，从而方便地扩展或缩小存储空间。

PE (Physical Extent)

物理扩展是卷组内的最小分配单元。每个物理卷在被加入卷组时都会被划分成若干个大小相等的PE。逻辑卷也是由这些PE组成的。PE使得LVM可以灵活地管理和分配存储空间。

图片

在这里插入图片描述

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/boot分区

/boot分区用于存放引导文件，不能基于LVM创建。这个分区包含了启动操作系统所需的必要文件，包括引导加载程序和内核。由于引导过程需要直接访问这些文件，/boot分区通常使用标准的物理分区而不是LVM卷。

LVM的主要优势

  1. 1. 动态调整存储空间：LVM允许在运行时调整逻辑卷的大小，可以在系统不中断的情况下扩展或缩小存储空间。

  2. 2. 简化磁盘管理：通过将多个物理卷整合到一个卷组中，LVM简化了存储资源的管理，使得添加或移除磁盘变得更加容易。

  3. 3. 快照功能：LVM支持创建逻辑卷的快照，可以用于备份和恢复数据。这种快照机制允许捕捉逻辑卷在某个时间点的状态，从而进行一致性备份。

  4. 4. 提高存储利用率：LVM使得可以更高效地利用磁盘空间，减少碎片和未使用的存储空间。

使用LVM的主要原因

  1. 1. 灵活性

LVM提供了一种动态分配和管理存储空间的方法，可以动态调整逻辑卷的大小，方便地增加或减少存储容量，从而满足应用程序的需要。在实际应用中，如果存储空间不足或者需要扩展容量，使用LVM技术可以很方便地实现。

  1. 1. 可靠性

使用LVM技术可以提高数据的可靠性和可用性，实现热备份和数据的动态迁移。当某个物理硬盘出现故障时，可以在不停机的情况下进行数据恢复和重建，从而提高数据的可靠性。

  1. 1. 管理性

LVM提供了一种管理多个物理硬盘和多个逻辑卷的方式，可以对存储空间进行集中管理和监控。通过LVM的命令和工具，可以方便地查看和监控存储空间的使用情况，以及进行性能调优和容错管理。

  1. 1. 性能

LVM提供了一种数据块级别的数据读写操作，可以实现高效的数据存储和访问。此外，LVM还可以利用多个物理硬盘的并行处理能力，提高数据访问的速度和效率。

  1. 1. 高可用性

LVM支持在多个物理卷之间建立冗余存储(RAID)提供数据冗余和容错机制，保证数据的安全性和高可用性。

2、LVM的管理命令

主要命令

功能 物理卷管理 卷组管理 逻辑卷管理
扫描 (Scan) pvscan vgscan lvscan
创建 (Create) pvcreate vgcreate lvcreate
显示 (Display) pvdisplay vgdisplay lvdisplay
删除 (Remove) pvremove vgremove lvremove
扩展 (Extend) - vgextend lvextend
减少 (Reduce) - vgreduce lvreduce

常用命令介绍及示例

以下是LVM的常用命令介绍、选项及其示例。

1. 创建物理卷-pvcreate

介绍

pvcreate 命令用于在指定的设备上创建一个物理卷（Physical Volume），这是LVM的基础单位。

格式

1
`pvcreate [设备名1] [设备名2] ...`

选项

  • • 设备名：要创建物理卷的设备名称，如 /dev/sda1。

示例

在 /dev/sda1 和 /dev/sdb1 上创建物理卷。

1
`pvcreate /dev/sda1 /dev/sdb1`

2. 创建卷组-vgcreate

介绍

vgcreate 命令用于创建一个卷组（Volume Group），它由一个或多个物理卷组成。

格式

1
`vgcreate 卷组名 物理卷名1 物理卷名2 ...`

选项

  • • 卷组名：新卷组的名称。

  • • 物理卷名：要包含在卷组中的物理卷名称。

示例

使用物理卷 /dev/sda1 和 /dev/sdb1 创建一个名为 my_volume_group 的卷组。

1
`vgcreate my_volume_group /dev/sda1 /dev/sdb1`

3. 在指定卷组中创建逻辑卷-lvcreate

介绍

lvcreate 命令用于在指定的卷组中创建一个逻辑卷（Logical Volume）。

格式

1
`lvcreate -L 容量大小 -n 逻辑卷名 卷组名`

选项

  • • L 容量大小：逻辑卷的大小，如 10G 表示 10 GB。

  • • n 逻辑卷名：逻辑卷的名称。

  • • 卷组名：逻辑卷所属的卷组名称。

示例

在卷组 my_volume_group 中创建一个名为 my_logical_volume 的逻辑卷，大小为 10GB。

1
`lvcreate -L 10G -n my_logical_volume my_volume_group`

4. 扩展一个已有的逻辑卷的大小-lvextend

介绍

lvextend 命令用于扩展一个已有的逻辑卷的大小。

格式

1
`lvextend -L +大小 /dev/卷组名/逻辑卷名`

选项

  • • L +大小：要增加的大小，如 +5G 表示增加 5 GB。

  • • /dev/卷组名/逻辑卷名：要扩展的逻辑卷的路径。

示例

将逻辑卷 /dev/my_volume_group/my_logical_volume 的大小扩展 5GB。

1
`lvextend -L +5G /dev/my_volume_group/my_logical_volume`

3、LVM应用

推荐步骤

前提条件：先安装lvm2软件包，这是配置和管理 LVM 所需的主要软件包。

PV→VG→LV→格式化、挂载使用文件系统

步骤1：转换物理卷 (PV):

  • • 将物理硬盘 /dev/sdb 和 /dev/sdc 转换为物理卷 /dev/sdb1 和 /dev/sdc1。

步骤2：创建卷组 (VG):

  • • 将物理卷 /dev/sdb1 和 /dev/sdc1 加入到卷组 mail_store。

步骤3：创建逻辑卷 (LV):

  • • 在卷组 mail_store 中创建逻辑卷 /dev/mail_store/mbox。

步骤4：格式化和挂载使用文件系统:

  • • 将逻辑卷 /dev/mail_store/mbox 格式化为 XFS 文件系统。

  • • 将其挂载到 /mailbox 目录中。

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