基于LVM的磁盤空間管理

趙 麗

(黑龍江生態工程職業學院 計算機技術系，哈爾濱 150025)

由于linux系統的開源性、穩定性及安全性等優點，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劃通常需要在不停機狀態下完成，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操作也能被簡單地重新劃分大小[1]。系統管理員可通過使用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建邏輯卷，并且邏輯卷可以在系統處于運行狀態時擴充和縮減[2]，此功能為Linux系統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進行管理，并且可動態進行系統的擴展。

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，也可以是已創建的物理分區，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，在卷組上能創建一個或多個邏輯卷，即LVM分區。

邏輯卷(logicalvolume，LV)：LVM的邏輯卷建立在卷組之上，類似于非LVM系統中的硬盤分區，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。

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

2 創建LVM的整體流程

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

(1)添加一塊磁盤；

(2)分區并且將文件系統設定為LVM類型，需要注意LVM的分區類型為8e；

(3)創建物理卷之前，要先執行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創建卷組；

(5)利用命令lvcreate創建邏輯卷，可通過參數指定邏輯卷的大小；

(6)利用命令mkfs格式化新生成的邏輯卷并創建ext3文件系統；

(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，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命令規劃兩個分區，類型設置為“8e”；使用pvcreate命令轉換上述分區為物理卷，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 創建卷組

使用vgcreate命令創建卷組mail_store，操作如下：

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

Volume group ″ppp_vg″ successfully created

4.3 創建邏輯卷

使用lvcreate命令創建邏輯卷 mail，然后使用mkfs命令創建ext3文件系統，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命令更新系統識別的文件系統大小，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.夢工廠創造性地使用Linux LVM[J].開放系統世界，2003，(11).

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