基于LVM的磁盤空間管理

趙 麗

(黑龍江生態(tài)工程職業(yè)學院 計算機技術系，哈爾濱 150025)

由于linux系統(tǒng)的開源性、穩(wěn)定性及安全性等優(yōu)點，已有大部分用戶加入到linux使用者的陣營，但在安裝linux系統(tǒng)時，通常會遇到硬盤空間的分派問題，并且硬盤空間的擴展及規(guī)劃通常需要在不停機狀態(tài)下完成，以上的這些情況，可采用LVM(邏輯卷管理器)來解決。

LVM(Logical Volume Manager，邏輯卷管理器)是一種把硬盤驅動器空間分配成邏輯卷的方法，通過此種方式可使硬盤不必進行分區(qū)操作也能被簡單地重新劃分大小[1]。系統(tǒng)管理員可通過使用LVM方便地為應用程序及用戶分配存儲空間，同時使用LVM可以按需改變邏輯卷的大小或添加移除邏輯卷。LVM的另一個優(yōu)點是可以為所管理的邏輯卷提供特定的命名標識。LVM允許在機器的物理存儲資源之外創(chuàng)建邏輯卷，并且邏輯卷可以在系統(tǒng)處于運行狀態(tài)時擴充和縮減[2]，此功能為Linux系統(tǒng)管理員提供了相當大的存儲器靈活性。綜上，使用LVM可靈活方便地對存儲系統(tǒng)進行管理，并且可動態(tài)進行系統(tǒng)的擴展。

1 LVM術語及結構

1.1 術語

物理卷(physicalvolume，PV)：物理卷是LVM的基本存儲設備，它可以是硬盤分區(qū)，也可以是已創(chuàng)建的物理分區(qū)，甚至可以是整個硬盤，包含LVM相關的管理參數是物理卷與普通物理存儲介質的區(qū)別。

卷組(volumegroup，VG)：卷組是存儲池，由一個或多個物理卷組成，在卷組上能創(chuàng)建一個或多個邏輯卷，即LVM分區(qū)。

邏輯卷(logicalvolume，LV)：LVM的邏輯卷建立在卷組之上，類似于非LVM系統(tǒng)中的硬盤分區(qū)，它是一個標準的塊設備，在邏輯卷之上可以建立多種類型的文件系統(tǒng)。

物理塊(physicalextent，PE)：物理卷是LVM尋址的最小單元，它是以大小相等的物理塊作為存儲的基本單位的。

邏輯塊(logicalextent，LE)：在同一個卷組中，LE的大小和PE的大小是相等的，并且存在一一對應的映射關系。

1.2 結構

LVM是建立在磁盤分區(qū)和文件系統(tǒng)之間的一個邏輯層，它可為文件系統(tǒng)屏蔽下層磁盤分區(qū)布局，提供一個邏輯的盤卷，再在盤卷上來建立文件系統(tǒng)[3]。LVM的結構如圖1如示：

2 創(chuàng)建LVM的整體流程

啟動LVM需要創(chuàng)建分區(qū)、創(chuàng)建物理卷、激活卷組、創(chuàng)建邏輯卷及文件系統(tǒng)，流程可見圖2，具體操作步驟如下：

(1)添加一塊磁盤；

(2)分區(qū)并且將文件系統(tǒng)設定為LVM類型，需要注意LVM的分區(qū)類型為8e；

(3)創(chuàng)建物理卷之前，要先執(zhí)行vgscan，即卷組掃描并生成邏輯卷所需的文件，之后再利用pvcreate命令創(chuàng)建相應的物理卷，物理卷數量依具體情況而定；

(4)利用命令vgcreate創(chuàng)建卷組；

(5)利用命令lvcreate創(chuàng)建邏輯卷，可通過參數指定邏輯卷的大??；

(6)利用命令mkfs格式化新生成的邏輯卷并創(chuàng)建ext3文件系統(tǒng)；

(7)利用命令mount將邏輯卷掛載到相應目錄下。

3 LVM常用的管理操作

3.1 在卷組中增加新的物理卷

隨著存儲信息的增加，卷組空間不足的情況便會出現，解決這樣的問題可以通過加入新的物理卷的方法來擴大卷組容量。先使用pvcreate命令對待加入的設備進行初始化，接下來使用vgextend命令進行擴容即可。

3.2 從卷組中移除物理卷

要從卷組中移除一個物理卷，首先要使用pvdisplay進行查看，確認邏輯卷沒有正在使用即將移除的物理卷，如果邏輯卷正在使用即將移除的物理卷，就需要將該物理卷的數據轉移到其他地方，然后再移除；如果物理卷處于空閑狀態(tài)，使用vgreduce命令即可將物理卷從卷組中移除即可。

3.3 在物理卷之間的數據轉移

當發(fā)現邏輯卷下的某個磁盤有錯誤時，或有更換大容量或更高速的物理設備等需求時，可使用命令pvmove完成物理卷之間的數據轉移。在數據轉移前需要確保目標卷的空間要大于待轉移卷的大小。

3.4 擴展及刪除邏輯卷

LVM可通過命令lvextent方便地調整邏輯卷的大小。邏輯卷擴展操作后并不會馬上生效，需要使用命令resize2fs重新加載邏輯卷，但該命令只可用于ext2/ext3的文件系統(tǒng)的重新加載；刪除邏輯卷的命令是lvremove。

3.5 移除卷組及刪除物理卷

在進行移除卷組的操作前要確認該卷組中已經沒有任何邏輯卷，亦可在操作前使用命令vgchange將卷組停止，移除卷組的命令為vgremove；在刪除物理卷的命令是pvremove，但在刪除操作執(zhí)行前必須確認該物理卷已從卷組中移除了。

4 LVM使用方法實例

以上是LVM的術語、創(chuàng)建過程及管理方法，從下面的實例可以更好地理解LVM的使用方法。某公司的郵件服務器由于用戶數量增加，郵件存儲的硬盤空間需要擴展，針對這樣的情況考慮使用動態(tài)擴容的方法解決這個問題，計劃增加兩塊160G的SCSI硬盤，將其掛載到“/mail”目錄下后使用LVM邏輯卷的方法進行管理。解決此問題的操作方法如下：

4.1 轉化物理卷

使用fdisk命令規(guī)劃兩個分區(qū)，類型設置為“8e”；使用pvcreate命令轉換上述分區(qū)為物理卷，操作如下：

[root@localhost ～]# fdisk -l /dev/sdb /dev/sdc| grep ″LVM″

/dev/sdb1 1 9660 77593918+ 8e Linux LVM

/dev/sdc1 1 9660 77593918+ 8e Linux LVM

[root@localhost ～]# pvcreate /dev/sdb1

Physical volume ″/dev/sdb1″ successfully created

[root@localhost ～]# pvcreate /dev/sdc1

Physical volume ″/dev/sdc1″ successfully created

4.2 創(chuàng)建卷組

使用vgcreate命令創(chuàng)建卷組mail_store，操作如下：

[root@localhost ～]# vgcreate ppp_vg /dev/sdb1 /dev/sdc1

Volume group ″ppp_vg″ successfully created

4.3 創(chuàng)建邏輯卷

使用lvcreate命令創(chuàng)建邏輯卷 mail，然后使用mkfs命令創(chuàng)建ext3文件系統(tǒng)，操作如下：

[root@localhost ～]# lvcreate -L 160G -n ppp_lv ppp_vg

/dev/cdrom: open failed: Read-only file system

Logical volume ″mail″ created

[root@localhost ～]# mkfs -t ext3 /dev/ppp_vg/ppp_lv

4.4 邏輯卷擴容

使用lvextend命令為邏輯卷 mail擴充容量，然后使用resize2fs命令更新系統(tǒng)識別的文件系統(tǒng)大小，操作如下：

[root@localhost ～]# lvextend -L +10G /dev/mail_store/mail

[root@localhost ～]# resize2fs /dev/mail_store/mail

從以上操作可以看出，LVM在磁盤空間管理上是簡單易行的，作為linux系統(tǒng)使用者應深入進行研究，本文只從應用層面上進行了描述，并通過實例說明LVM的操作方法，實際上LVM還可以提供更高層次的磁盤存儲解決方案，使系統(tǒng)管理員可以更方便靈活地分配存儲空間。

參考文獻：

[1]張進奎，等.在Linux下如何不停機進行磁盤空間的管理[J].中國科技信息，2005，(1).

[2]陳小暉.夢工廠創(chuàng)造性地使用Linux LVM[J].開放系統(tǒng)世界，2003，(11).

[3]李翔.Linux下邏輯盤卷管理詳解[J].開放系統(tǒng)世界， 2003，(8).