Linux下逻辑卷LVM的管理和RAID磁盘阵列
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LVM
LVM(Logical Volume Manager) 逻辑卷管理器,可以动态调整磁盘容量,提高磁盘管理灵活性。绝大多数分区可以基于LVM创建,但是 /boot 挂载分区不能基于LVM创建。LVM底层文件系统ID 为 8e 。
LVM的创建步骤:
- 在创建磁盘分区的第二步,创建完分区后输入 t 选择分区然后修改分区类型,再输入对应的分区类型ID: 8e 即可。
- 将磁盘分区初始化为物理卷,pvcreate /dev/sdb1 ,意思是将sdb1分区初始化为物理卷
- 将初始化的物理卷加入卷组,vgcreate myvg /dev/sdb1 ,意思是将sdb1物理卷组成myvg卷组
- 在已有的卷组中,创建逻辑卷,lvcreate -L 1G -n mylv myvg ,意思是将myvg卷组中抽出1G的空间建立逻辑卷mylv。然后给逻辑卷分配文件系统 mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv
- 修改 /etc/fstab 文件,重新挂载所有 mount -a
注:当用一整块硬盘做逻辑卷时,第一步的创建分区和指定分区类型这一步可以省略,直接从第二步开始,将整块硬盘初始化为物理卷。
LVM的组成:
- PV(Physical Volume) 物理卷,物理卷可以由整个硬盘也可以是独立分区转化而成。物理卷包括了许多默认大小为4MB的PE(Physical Extent)基本单元
- VG(Volumn Group) 卷组,卷组由一个或多个物理卷组成的整体
- LV(Logical Volume) 逻辑卷,从卷组中抽出一部分空间,可以建立文件系统
功能 | 物理卷PV | 卷组VG | 逻辑卷LV |
---|---|---|---|
创建 | pvcreate | vgcreate | lvcreate |
删除 | pvremove | vgremove | lvremove |
增大 | vgextend | lvextend / lvresize | |
减小 | vgreduce | lvresize | |
显示 | pvs | vgs | lvs |
一:LVM的创建
第一步:创建分区,并将其分区类型修改为LVM
第二步:磁盘分区初始化为物理卷,pvcreate /dev/sdb1
第三步:将初始化的物理卷加入卷组,vgcreate myvg /dev/sdb1
第四步:在已有的卷组中,创建逻辑卷,lvcreate -L 1G -n mylv myvg 。
使用命令 lvs 查看下我们创建的逻辑卷 mylv
给逻辑卷分配文件系统 mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv ,并且 blkid 查看信息。Linux中默认将所有逻辑卷链接到 /dev/mapper/ 目录下。 /dev/mapper/myvg_mylv 是 /dev/myvg/mylv 是软连接
第五步:修改/etc/fstab 文件,将逻辑卷挂载信息加进去。
mount -a 重新挂载,df -Th 查看,可以看到,我们的 /dev/mapper/myvg-mylv 已经成功挂载上了
假如我们要再建立一个逻辑卷,那么一二三步都可以不用做,直接第四步,在已有的卷组中创建逻辑券(前提是你的卷组还有剩余空间),然后剩余的步骤一样。我之后又创建了一个xfs文件系统的逻辑卷 mylv2 。
二:LVM的拉伸
拉伸有两条命令: lvextend 、lvresize 。两条命令相同的用法。
当卷组空间足够分配给逻辑卷时,拉伸LVM分为两步:
- 拉伸逻辑卷 lvresize / lvextend -L 300M /dev/myvg/mylv
- 通知文件系统 resize2fs /dev/myvg/mylv (EXT文件系统) xfs_growfs /dev/myvg/mylv (XFS文件系统)
第一步:拉伸之前,先用vgs查看卷组中剩余空间的大小,可以看到,我们还剩余1.5G
我们之前分配的 mylv 是1G ,mylv2是500M ,现在我们把mylv拉伸到1.9G,mylv2拉伸到1.1G。这样,就用完了卷组的空间了
lvresize -L 1.9G /dev/myvg/mylv
lvresize -L 1.09G /dev/myvg/mylv2
第二步:扩展完之后,我们要去通知我们的文件系统,通知完之后,可以看到逻辑卷的空间变大了
resize2fs /dev/myvg/mylv
xfs_growfs /dev/myvg/mylv2
可以看到,我们的卷组的空间已经用完了。如果我们还想扩容的话,我们就需要扩大我们的卷组空间了
卷组的扩大:
扩大卷组空间,先新建一个分区,初始化为物理卷,然后加入 myvg 卷组中。可以看到,我们卷组的空间又变大了。接下来,对LVM进行扩容和上面的一样。 vgextend myvg /dev/sdb2
三:LVM的缩小
- 将挂载的文件系统下线 umount /mnt/lvm
- 强制磁盘检查 e2fsck -f /dev/myvg/mylv
- 通知文件系统缩小 resize2fs /dev/myvg/mylv 100M
- 缩小逻辑卷 lvresize -L 100M /dev/myvg/mylv
- 重新挂载 mount -a
注:xfs文件系统的逻辑卷不能缩小
注: 当给文件系统通知的是400M ,而实际缩小到600M,这样最后挂载,实际只有400M,也就是浪费了200M
当给文件系统通知的600M ,而实际缩小到400M ,这样挂载不上,会报错 。所以给文件系统通知的大小,和实际缩小的大小一定要相同。
四:LVM的删除
- 删除或注释磁盘挂载信息 vim /etc/fstab ; 将挂载的文件系统下线 umount /mnt/lvm
- 删除逻辑卷 lvremove /dev/myvg/mylv ; 删除卷组 vgremove myvg ;删除卷组底层的物理卷 pvremove /dev/sdb1
- 删除磁盘分区 fdisk /dev/sdb ,一路狂按d和enter
- 刷新磁盘分区,partprobe /dev/sdb 如果报错,在确保主机其他文件系统正常的情况下,重启主机
五:RAID磁盘阵列的添加
RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)容错式廉价磁盘阵列。RAID技术可以通过软件或硬件实现,将多个磁盘整合成为一个较大的磁盘装置,该装置不仅有存储功能,还具有数据保护的功能。RAID具有多个不同的等级,每个等级的对整合后的磁盘实现不同的功能。常用等级有RAID5
RAID的建立
1:利用3块硬盘组建RAID5 mdadm -C /dev/md0 -n3 -l5 /dev/sd[bcd] 。
并且查看其状态 mdadm -D /dev/md0 或 cat /proc/mdstat
- -C 创建阵列存储设备
- -n 添加磁盘的数量
- -l RAID的等级
2:创建配置文件 /etc/mdadm.conf ,并且写入配置信息
3:然后把md0设备建立逻辑卷,修改配置文件 fstab,重新挂载
第一步: 建立RAID存储设备md0,并且查看其状态,记住UUID
第二步:创建配置文件 /etc/mdadm.conf ,并且写入以下的信息
ARRAY /dev/md0 UUID=417c8b54:e78b0978:35ea0e66:63fa5f12
第三步:创建逻辑卷,修改配置文件,重新全部挂载。可以看到,我们的基于RAID的逻辑卷已经成功挂载了。
/dev/myraidvg/myraidlv /mnt/raid xfs defaults 0 0
模拟RAID故障:
模拟其中一块硬盘挂了之后,数据仍然完好无损,然后重新加入一块硬盘。
先查看 RAID 状态 ,可以看到,三块硬盘都是正常的。 cat /proc/mdstat
我们先往逻辑卷里写入900M的文件,模拟生产情况下的数据
我们模拟其中的 sdb 挂了
mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb
- --fail 将设备设定为出错状态
- --remove 将设备从阵列中移除
- --add 添加设备进入阵列
可以看到 ,sdb已经挂了 。但是我们的900M的文件还是依然完好无损
那我们先把挂了的 sdb 移除,然后加上一个好的 sde 。
madam --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb
madam --manage /dev/md0 --add /dev/sde
可以看到,加上sde后,三个硬盘又组成了RAID。sde会同步其他两块硬盘上的数据
RAID阵列的停用
- umount /mnt/raid 卸载设备 ; 修改 /etc/fstab 文件中的配置信息
- 删除阵列中创建的逻辑卷,卷组,物理卷: lvremove,vgremove,pvremove
- 删除 /etc/mdadm.conf 配置文件,取消设备开机加载阵列
- 停止 md0: mdadm -S /dev/md0
- 验证 cat /proc/mdstat mdadm -D /dev/md0
注:如果取消挂载设备的时候,显示设备正忙,可以使用 fuser -mv /mnt/xxx 看看是哪个进程在使用这个挂载点,然后杀死这个进程即可。
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