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简单理解LVM(Logical Volume Manager)的基本原理

导读:早就想了解下LVM的原理,正好今天碰到个与LVM相关的问题,阅读了些LVM相关的资料,总结一下与大家分享!一. LVM 架构1.基本概念介绍:PP,物理分区(Physical Partition),如硬盘的分区,或 RAID 分区。PV,物理卷(Physical Volume),是 PP 的 LVM 抽象,它维护了 PP 的结构信息,是组成 VG 的基本逻辑单元,一般一个 PV 对应一个 PP。P...。。。

早就想了解下LVM的原理,正好今天碰到个与LVM相关的问题,阅读了些LVM相关的资料,总结一下与大家分享!


一. LVM 架构


1.基本概念介绍:
  • PP,物理分区(Physical Partition),如硬盘的分区,或 RAID 分区。
  • PV,物理卷(Physical Volume),是 PP 的 LVM 抽象,它维护了 PP 的结构信息,是组成 VG 的基本逻辑单元,一般一个 PV 对应一个 PP。
  • PE,物理扩展单元(Physical Extends),每个 PV 都会以 PE 为基本单元划分。
  • VG,卷组(Volume Group),即 LVM 卷组,它可由一个或数个 PV 组成,相当于 LVM 的存储池。
  • LE,逻辑扩展单元(Logical Extends),组成 LV 的基本单元,一个 LE 对应一个 PE。
  • LV,逻辑卷(Logical Volume),它建立在 VG 之上,文件系统之下,由若干个 LE 组成。
2. LVM 原理分析
    LVM 在每个物理卷(PV)头部都维护了一个MetaData,叫做卷组描述域(VGDA,Volume Group Description Area),每个VGDA中都包含了整个VG(Volume Group)的信息,包括每个VG的布局配置、PV 的编号、LV的编号,以及每个PE到LE的映射关系。同一个VG中的每个PV头部的信息是相同的,这样有利于发生故障时进行数据恢复。
    LVM 对上层文件系统提供 LV 层,隐藏了操作细节。对文件系统而言,对 LV 的操作与原先对 Partition 的操作没有差别。当对 LV 进行写入操作时,LVM 定位相应的 LE,通过 PV 头部的映射表,将数据写入到相应的 PE 上。
    LVM 实现的关键在于在PE 和LE间建立映射关系,不同的映射规则决定了不同的LVM存储模型。LVM 支持多个PV的Stripe和Mirror,这点和软RAID的实现十分相似。
    LVM 对上层文件系统提供抽象层,隐藏了操作细节,对文件系统而言,对LV的操作与原先对分区( Partition)的操作没有差别。当对LV进行写入操作时,LVM定位相应的LE,通过PV头部的映射表,将数据写入到相应的PE上。

3. LVM 优缺点分析
(1)LVM优点
  • 文件系统可以跨多个磁盘,因此大小不会受物理磁盘的限制。
  • 可以在系统运行状态下动态地扩展文件系统大小。
  • 可以增加新磁盘到 LVM 的存储池中。
  • 可以以镜像的方式冗余重要数据到多个物理磁盘上。
  • 可以很方便地导出整个卷组,并导入到另外一台机器上。
(2)LVM缺点
  • 在从卷组中移除一个磁盘时必须使用 reducevg,否则会出问题。
  • 当卷组中的一个磁盘损坏时,整个卷组都会受影响。
  • 仅支持有限个文件系统类型的减小操作(ext3不支持减少文件系统大小的操作)。
  • 因为加入了额外的操作,存储性能会受影响(使用 Stripe 的情况另当别论)

4. 使用LVM的基本步骤
(1)在物理分区(PP)上创建物理卷(PV)
  1. pvcreate /dev/sda1   //将传统分区变为LVM中的物理卷
(2)在创建卷组(VG)
  1. vgcreate vg /dev/sda1   //将(1)中创建的物理卷加入卷组vg来完成卷组的创建
(3)从 VG 中分配空间,创建逻辑卷(LV)
  1. lvcreate -L 20G -n data vg //从卷组vg中创建大小为20G,名称为data的逻辑卷分区
(4)格式化新创建的LV为某种文件系统类型

  1. mke2fs -j /dev/vg/data     //将LV格式化为ext2文件系统类型
(5)挂载LV

  1. mount -t reiserfs /dev/vg/data /mnt/
自此,新创建的LV可用。

   至于,LVM相关的高级功能将会在后续的文章中介绍!

(编辑: ustc_dylan)

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