在 Linux 中使用动态磁盘
是否遇到过这样的问题，划分了
Linux 2.4 开始支持 LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器），通过 LVM，可以动态地改变“分区”（准确地说应当称之为卷）的大小，而不必担心数据移动的问题。LVM 的原理是，首先在硬盘上创建 PV（Physical Volume: 物理卷）。PV 可以创建在一个分区上，也可以创建在整个硬盘上，它由许多的 PE（Physical Extent）组成，每个 PE 的默认值为 4MB。之后将数个 PV 合在一起组成一个 VG（Volume Group: 卷组）。最后在 VG 中创建 LV（Logical Volume: 逻辑卷），它也由许多的 LE（Logical Extent）组成，LE 的大小与 PE 相同，并与 PE 一一对应。LV 就可以像普通的分区一样挂接在任何地方了。
下面我们总结一下这里出现的词汇：
LVM (Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）：Linux 中用于管理逻辑卷的功能。 PV（Physical Volume，物理卷）：数据实际保存的位置，由许多 PE 组成。 VG（Volume Group，卷组）：多个 PV 组合在一起。 LV（Logical Volume，逻辑卷）：LVM 创建的虚拟卷，由许多 LE 组成，可以像普通分区一样进行挂接，可以动态修改大小。 PE（Physical Extent）：LVM 管理的最小单位，默认为 4MB。 LE（Logical Extent）：大小与 PE 相同，并与 PE 一一对应。 制作 LVM 下面我们尝试在 Linux 下使用 LVM 来管理分区。以下操作使用的系统为 Fedora Core 3。
1. 首先用 fdisk 创建两个分区 /dev/hda7 和 /dev/hda8，选择分区大小为
Device Boot Start End Blocks Id System /dev/hdb1 1 2117 1000251 83 Linux /dev/hdb2 2118 4234 1000282+ 83 Linux 2. 使用 pvcreate 命令将分区建立为 PV。
# pvcreate /dev/hdb1 Physical volume "/dev/hdb1" successfully created # pvcreate /dev/hdb2 Physical volume "/dev/hdb2" successfully created 3. 使用 vgcreate 命令将新建的两个 PV 组合成 VG。
# vgcreate newvg /dev/hdb1 /dev/hdb2 Volume group "newvg" successfully created 之后我们可以发现在 /dev 目录下多了一个名为 newvg 的目录，这就是我们建立的 VG。
4. 使用 lvcreate 命令在 newvg 中建立一个 LV，名为 lv01，大小为
# lvcreate -L Logical volume "lv01" created 可以发现在 /dev/newvg 下多了一个名为 lv01 的符号链接，这就是 LV。
5. 在 lv01 上建立文件系统。
# mke2fs /dev/newvg/lv01 6. 挂接该文件系统。
# mount -t ext2 /dev/newvg/lv01 /root/lv 至此一个 LV 已经建立完毕。我们可以试着增大该 LV 的容量。使用 lvextend 命令将刚刚建立的 LV 增大
# lvextend -L+ Extending logical volume lv01 to 384.00 MB Logical volume lv01 successfully resized # umount /dev/newvg/lv01 # e2fsck -f /dev/newvg/lv01 e2fsck 1.36 (05-Feb-2005) Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes Pass 2: Checking directory structure Pass 3: Checking directory connectivity Pass 4: Checking reference counts Pass 5: Checking group summary information /dev/newvg/lv01: 12/65536 files (8.3% non-contiguous), 10336/262144 blocks # resize2fs /dev/newvg/lv01 resize2fs 1.36 (05-Feb-2005) Resizing the filesystem on /dev/newvg/lv01 to 393216 (1k) blocks. The filesystem on /dev/newvg/lv01 is now 393216 blocks long. # mount -t ext2 /dev/newvg/lv01 /root/lv 之后马上就可以利用 df -h 命令看到文件系统的容量改变了。
我们也可以利用 vgdisplay 命令来查看 VG 的信息。
# vgdisplay newvg --- Volume group --- VG Name newvg System ID Format lvm2 Metadata Areas 2 Metadata Sequence No 3 VG Access read/write VG Status resizable MAX LV 0 Cur LV 1 Open LV 1 Max PV 0 Cur PV 2 Act PV 2 VG Size 1.91 GB PE Size 4.00 MB Total PE 488 Alloc PE / Size 96 / 384.00 MB Free PE / Size 392 / 1.53 GB VG UUID YAlPwY-Vlfa-ZBa7-4jPQ-60Gk-Fzwi-jUW8BM LVM使用手册 1 简介 1.1 什么是LVM? LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现，目前最新版本为：稳定版 与传统的磁盘与分区相比，LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。LVM也允许按用户组对存储卷进行管理，允许管理员用更直观的名称(如"sales'、 'development')代替物理磁盘名(如'sda'、'sdb')来标识存储卷。 1.2 为什么使用LVM? LVM通常用于装备大量磁盘的系统，但它同样适于仅有一、两块硬盘的小系统。 1.2.1 小系统使用LVM的益处 传统的文件系统是基于分区的，一个文件系统对应一个分区。这种方式比较直观，但不易改变： 1.不同的分区相对独立，无相互联系，各分区空间很易利用不平衡，空间不能充分利用； 2.当一个文件系统／分区已满时，无法对其扩充，只能采用重新分区／建立文件系统，非常麻烦；或把分区中的数据移到另一个更大的分区中；或采用符号连接的方式使用其它分区的空间。 3.如果要把硬盘上的多个分区合并在一起使用，只能采用再分区的方式，这个过程需要数据的备份与恢复。 当采用LVM时，情况有所不同： 1.硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间； 2.文件系统建立在逻辑卷上，而逻辑卷可根据需要改变大小(在卷组容量范围内)以满足要求； 3.文件系统建立在LVM上，可以跨分区，方便使用； 1.2.2 大系统使用LVM的益处 在使用很多硬盘的大系统中，使用LVM主要是方便管理、增加了系统的扩展性。 在一个有很多不同容量硬盘的大型系统中，对不同的用户的空间分配是一个技巧性的工作，要在用户需求与实际可用空间中寻求平衡。 用户／用户组的空间建立在LVM上，可以随时按要求增大，或根据使用情况对各逻辑卷进行调整。当系统空间不足而加入新的硬盘时，不必把用户的数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可。同样，使用LVM可以在不停服务的情况下。把用户数据从旧硬盘转移到新硬盘空间中去。 2 LVM构成 LVM的结构简图如下： hda1 hdc1 sdc (PV:s 物理卷，一般为分区或整个硬盘) \ ｜ / \ ｜ / diskvg (VG 卷组由物理卷组成) / | \ / | \ usrlv rootlv varlv (LV:s 逻辑卷在卷组上创建) | | | ext2 reiserfs xfs (建立在逻辑卷上的文件系统) 2.1 卷组volume group (VG) 卷组是LVM中最高抽象层，是由一个或多个物理卷所组成的存储器池。 2.2 物理卷physical volume (PV) 典型的物理卷是硬盘分区，但也可以是整个硬盘或已创建的Software RAID 卷。 2.3 逻辑卷logical volume (LV) 逻辑卷相当于非LVM系统中的分区，它在卷组上建立，是一个标准的块设备，可以在其上建立文件系统。 2.4 物理块physical extent (PE) 物理卷按大小相等的“块”为单位存储，块的大小与卷组中逻辑卷块的大小相同。 2.5 逻辑块logical extent (LE) 逻辑卷按“块”为单位存储，在一卷组中的所有逻辑卷的块大小是相同的。 2.6 总述 例子：有一个卷组VG1，它的物理块大小为4MB。在这个卷组中为2个硬盘分区：/dev/hda1与/dev/hdb1，它们分别成为物理卷PV1与PV2。物理卷将按4MB为单位分块，如PV1与PV2分别可分为99与248块。在VG1上建立逻辑卷，它的大小可在1至347(99+248)块之间。当建立逻辑卷时，会建立逻辑块与物理块的一一映射关系。 2.7 映射模式 (linear/striped) 在建立逻辑卷时，可以选择逻辑块与物理块映射的策略： 1.线性映射－将把一定范围的物理块按顺序分配给逻辑卷，如 LV的LE 1 – 99映射到PV1，LE 100 – 347映射到PV2。 2.交错模式－将把逻辑块交错映射到不同的物理卷中，如 LV的LE 1映射为PV1的PE1，LE 2映射为PV2的PE1，LE 3映射为PV1的PE2...。这种方式可以提高逻辑卷的性能，但是采用这种方式建立的逻辑卷将不能在它们所在的物理卷中扩展。 2.8 Snapshots (快照) LVM提供了一个非常好的特性：snapshots。它允许管理员建立一个块设备：该设备是一逻辑卷在某一时刻冻结的精确拷贝。这个特性通常用于批处理过程(如备份)需要处理逻辑卷，但又不能停止系统。当操作完成时，snapshot设备可以被移除。这个特性要求在建立snapshot设备时逻辑卷处于相容状态。 3 LVM的一般操作 3.1 建立PV 为把一个磁盘或分区作为PV，首先应使用 pvcreate 对其初始化，如对IDE硬盘/dev/hdb， "使用整个磁盘， # pvcreate /dev/hdb 这将在磁盘上建立VG的描述符。 "使用磁盘分区，如/dev/hdb1。 使用fdisk 的t 命令把/dev/hda1的分区类型设为0x8e，然后运行： # pvcreate /dev/hdb1 这将在分区/dev/hda1上建立VG的描述符。 PV初始化命令pvcreate的一般用法为： pvcreate PV1 [ PV2 ... ] 它的参数可以是整个磁盘、分区，也可以是一loop设备。 3.2 建立VG 在使用pvcreate 建立了PV后，可以用vgcreate 建立卷组，如有PV1、PV2分别是/dev/hda1与/dev/hdb1，使用 # vgcreate testvg /dev/hda1 /dev/hdb1 将建立一个名为testvg的卷组，它由两个PV：/dev/hda1与/dev/hdb1组成。vgcreate的一般用法为： # vgcreate [options] VG_name PV1 [PV2 ...] 其中的可选项包括设置VG最大支持的LV数、PE大小(缺省为4MB)等。 注意：当使用devfs系统时，应使用设备的全名而不能是Symbol Link，如对上例应为： # vgcreate testvg /dev/ide/host0/bus0/target0/lun0/part1\ /dev/ide/host0/bus0/target1/lun0/part1 3.3 激活VG 在被激活之前，VG与LV是无法访问的，这时可用命令： # vgchange -a y testvg 激活所要使用的卷组。当不再使用VG时，可用 ＃ vgchange -a n testvg 使之不再可用。 vgchange可用来设置VG的一些参数，如是否可用( -a [y|n]选项)、支持最大逻辑卷数等。 3.4 移除VG 在移除一卷组前应确认卷组中不再有逻辑卷，首先休眠卷组： # vgchange -a n testvg 然后可用vgremove移除该卷组： # vgremove testvg 3.5 为VG增加新PV 当卷组空间不足时，可以加入新的物理卷来扩大容量，这时可用命令vgextend，如 # vgextend testvg /dev/hdc1 其中/dev/hdc1是新的PV，当然在这之前，它应使用pvcreate初始化。 3.6 从VG移除PV 在移除PV之前，应确认该PV没用被LV使用，这可用命令pvdisplay查看，如： # pvdisplay /dev/hda1 --- Physical volume --- PV Name /dev/hda1 VG Name testvg PV Size 1.95 GB / NOT usable 4 MB [LVM: 122 KB] PV# 1 PV Status available Allocatable yes (but full) Cur LV 1 PE Size (KByte) 4096 Total PE 499 Free PE 0 Allocated PE 499 PV UUID Sd44tK-9IRw-SrMC-MOkn-76iP-iftz-OVSen7 如这个PV仍在被使用，则应把数据传移到其它PV上。在确认它未被使用后，可用命令vgreduce把它从VG中删除，如： # vgreduce testvg /dev/hda1 3.7 创建LV 在创建逻辑卷前，应决定LV使用哪些PV，这可用命令vgdisplay与pvdisplay查看当前卷组与PV的使用情况。在已有的卷组上创建逻辑卷使用命令lvcreate，如： # lvcreate -L1500 -ntestlv testvg 将在卷组testvg上建立一个1500MB的线性LV，其命名为testlv，对应的块设备为/dev/testvg/testlv。 # lvcreate -i2 -I4 -l100 -nanothertestlv testvg 将在卷组testvg上建立名为anothertestlv的LV，其大小为100LE，采用交错方式存放，交错值为2，块大小为4KB。 如果需要LV使用整个VG，可首先用vgdisplay 查找 Total PE 值，然后在运行lvcreate时指定，如： # vgdisplay testvg | grep "Total PE" Total PE 10230 # lvcreate -l 10230 testvg -n mylv 将使用卷组testvg的全部空间创建逻辑卷mylv。 在创建逻辑卷后，就可在其上创建文件系统并使用它。 命令lvcreate的常用方法： lvcreate [options] -n 逻辑卷名 卷组名 [PV1 ... ] 其中的常用可选项有： "-i Stripes ：采用交错(striped)方式创建LV，其中Stripes指卷组中PV的数量。 "-I Stripe_size ：采用交错方式时采用的块大小(单位为KB)，Stripe_size必须为2的指数：2N ，N=2,3...9。 "-l LEs ：指定LV的逻辑块数。 "-L size ：指定LV的大小，其后可以用K、M、G表示KB、MB、GB。 "-s ：创建一已存在LV的snapshot卷。 "-n name ：为LV指定名称。 3.8 删除LV 为删除一个逻辑卷，必须首先从系统卸载其上的文件系统，然后可用lvremove删除，如： # umount /dev/testvg/testlv # lvremove /dev/testvg/testlv lvremove -- do you really want to remove "/dev/testvg/testlv"? [y/n]: y lvremove -- doing automatic backup of volume group "testvg" lvremove -- logical volume "/dev/testvg/testlv" successfully removed 3.9 扩展LV 为逻辑卷增加容量可用使用lvextend，即可以指定要增加的尺寸也可以指定扩容后的尺寸，如 # lvextend -L lvextend -- extending logical volume "/dev/testvg/testlv" to 12 GB lvextend -- doing automatic backup of volume group "testvg" lvextend -- logical volume "/dev/testvg/testlv" successfully extended 将扩大逻辑卷testlv的容量为12GB。 # lvextend -L+ lvextend -- extending logical volume "/dev/testvg/testlv" to 13 GB lvextend -- doing automatic backup of volume group "testvg" lvextend -- logical volume "/dev/testvg/testlv" successfully extended 将为LV testlv再增大容量1GB至13GB。 为LV扩容的一个前提是：LV所在的VG有足够的空闲存储空间可用。 在为LV扩容之后，应同时为LV之上的文件系统扩容，使二者相匹配。对不同的文件系统有相对应的扩容方法。 3.9.1 ext2/ext3 除非内核已有ext2online 补丁，否则在改变ext2/ext3文件系统的大小时应卸载它： # umount /dev/testvg/testlv # resize2fs /dev/testvg/testlv # mount /dev/testvg/testlv /home 这里假设testlv安装点为/home。在es2fsprogs-1.19或以上版本中包含resize2fs命令。 在LVM发行包中有一个称为e2fsadm的工具，它同时包含了lvextend与resize2fs的功能，如： # e2fsadm -L+ 等价于下面两条命令： # lvextend -L+ # resize2fs /dev/testvg/testlv 但用户仍需首先卸载文件系统。 3.9.2 reiserfs 与ext2不同，Reiserfs不必卸载文件系统，如： # resize_reiserfs -f /dev/testvg/testvl 3.9.3 xfs SGI XFS文件系统必须在安装的情况下才可改变大小，并且要使用安装点而不是块设备，如： # xfs_growfs /home 3.10 缩小LV 逻辑卷可扩展同样也可缩小，但应在缩小LV之前首先减小文件系统，否则将可能导致数据丢失。 3.10.1 ext2/ext3 可以使用LVM的工具e2fsadm操作，如： # umount /home # e2fsadm -L # mount /home 如果采用resize2fs，就必须知道缩少后卷的块数： # umount /home # resize2fs /dev/testvg/testvl 524288 # lvreduce -L # mount /home 3.10.2 reiserfs 在缩小reiserfs时，应首先卸载它，如： # umount /home # resize_reiserfs -s # lvreduce -L # mount -treiserfs /dev/testvg/testvl /home 3.10.3 xfs 无法实现。 3.11 在PV间转移数据 若要把一个PV |