磁盘体系结构和磁盘阵列技术(RAIDLVM)及分区实践
2024-06-09 17:24:08
目录
- 磁盘知识层次图
- 磁盘物理结构
- 磁盘的外部结构
- 磁盘的内部结构
- 计算磁盘大小
- 磁盘分区
- 磁盘分区概述
- MBR分区表
- GPT分区表
- 典型Linux分区
- 磁盘分区实践
- 磁盘小于2T（MBR）
- 磁盘大于2T（GPT）
- 调整swap分区
- 磁盘阵列技术
- RAID
- RAID 0
- RAID 1
- RAID 5
- RAID 10
- LVM
- LVM概述
- LVM部署命令
- LVM部署实践
- 新建逻辑卷
- 扩容逻辑卷
- 缩小逻辑卷
磁盘知识层次图
磁盘物理结构
磁盘的外部结构
磁盘主轴：决定磁盘转速
磁盘盘片：用于存储数据
磁盘磁头：用于读写数据
磁盘接口：用于连接主板或阵列卡
磁盘的内部结构
磁头：用来写入和读取数据
- 磁头数量等于盘面数量
- 采用径向运动读写数据
磁道：用来存储用户数据
- 同一盘面不同半径的同心圆为磁道
- 最外面的同心圆为0磁道，从外向内从0开始顺序编号
- 磁盘默认按照磁道寻找数据（磁头径向运动为机械运动）
扇区：用来存储用户数据
- 磁盘存储最小单位（系统存储最小单位是block）
- 默认磁盘扇区从1扇区开始，扇区大小通常为512字节
柱面：用来存储用户数据
- 不同盘面上相同位置的磁道组成
- 磁盘默认按照柱面从外向内进行读写，而不是按盘面进行
- 定位时，首先确定柱面、再确定盘面、然后确定扇区
- 写数据时，当前柱面的当前磁道写满后，开始在当前柱面的下一个磁道写入，只有当前柱面写满后才将磁头移动到下一个柱面
计算磁盘大小
[root@localhost Desktop]# fdisk -lDisk /dev/sda: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x0003ac3fDevice Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 411647 204800 83 Linux
/dev/sda2 411648 2508799 1048576 82 Linux swap / Solaris
/dev/sda3 2508800 104857599 51174400 83 Linux
如上所示：磁盘/dev/sda拥有104857600个扇区，每个扇区为512字节，因此磁盘大小 = 扇区数量 * 扇区大小
[root@localhost Desktop]# echo $((104857600*512))
53687091200
磁盘分区
磁盘分区概述
磁盘分区表主要有两种格式：MBR分区表和GPT分区表
MBR分区表
MBR（Master Boot Record，主引导记录），位于整个磁盘0柱面0磁道的0扇区，在512Byte的主引导记录中，MBR又可以分为三部分：
- pre-boot区（BOOTLOADER引导程序）：占446字节，负责检查硬盘分区表是否完好、寻找可引导分区并负责将可引导分区的引导扇区（DBR）装入内存，开始系统的启动。
- Partition table区（分区表）：占64字节，每个分区占16字节（因此一块磁盘最多可以分4个主分区活3个主分区+1个扩展分区，一个扩展分区可以分为多个逻辑分区），记录了分区的类型、大小和起始位置等内容。
- 有效标志：两个字节。
MBR分区的缺点：
- MBR分区不支持容量大于2.2TB的分区；
- MBR仅有一个主引导扇区，一旦被破坏很难恢复；
- MBR内存放开机管理程序的区块仅有446bytes，无法容纳更多的程序代码。
GPT分区表
早期的扇区大小只有512bytes，目前已有4K的扇区设计出现，为了兼容所有的磁盘，在扇区的定义上一般使用逻辑区块地址（Logical Block Adderss，LBA）处理。GPT格式将磁盘所有区块以LBA（预设为516bytes）来规划，第一个LBA称为LBA0。
与MBA仅使用第一个512bytes区块来记录不同，GPT使用了34个LBA区块来记录分区信息，并使用整个磁盘最后33个LBA区块作一个备份。
LBA0（MBA相容模块）：与MBA格式相似，该兼容区块也分为两个部分：
- 在之前与446bytes相似的区块放置第一阶段的开机管理程序；
- 在原本分区表的记录区内放入一个特殊标志的分区以此表示该磁盘为GPT格式。
LBA1（GPT表头记录）：记录分区表本身的位置和大小，同时记录备份用的GPT分区。并放置了分区表的校验机制码（CRC32），操作系统可以通过该码判断GPT是否正确，如果有错误可以透过该记录区取得备份分区表恢复GPT正常运作。
LBA2-33（实际记录分区信息）：从LBA2区块开始，每个LBA都可以记录4个分区记录，因此在默认情况下，总共可以有4*32=128个分区记录。因此GPT分区没有所谓的主分区、扩展分区、逻辑分区的概念。每个分区记录拥有128bytes空间，GPT在每个分区记录中记载开始/结束的扇区号码的大小为64bits，因此每个分区的最大容量为2^64 *512bytes。
注意：GPT不可以使用fdisk管理工具，可以使用gdisk和parted命令。
典型Linux分区
第一个部分：启动区（boot block），主要为Linux开机服务。Linux开机启动后会首先载入MBR，随后MBR从硬盘的启动区加载开机管理程序。一般为了方便管理，即使某个分区没有安装操作系统，也会预留启动区。
第二个部分：超级区（super block），记录文件系统的整体信息，包括inode和block的总量、剩余量、使用量，以及文件系统的类型与相关信息等。
第三个部分：inodes区，inode记录文件的权限和属性，一个文件对应一个inode，inode中包含多个指针指向属于该文件的各个data block。
最后一个部分：data blocks区，实际记录文件的内容，大文件会占用多个数据块。
磁盘分区完毕后需要进行格式化之后操作系统才能使用这个文件系统，因为每种操作系统所设定的文件属性/权限不同，为了存放这些文件所需的数据，需要将分区格式化称为操作系统能够使用的文件系统格式（格式化称为不同的文件系统，inode和block的分配方式有所不同）。
磁盘分区实践
磁盘小于2T（MBR）
准备磁盘环境：添加一块20G的磁盘
检查系统是否识别磁盘：fdisk -l(查看磁盘、分区信息)
[root@localhost Desktop]# fdisk -lDisk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytesDisk /dev/sda: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0x0003ac3f ......分区规划：分4个区，3个主分区和1个逻辑分区，每个分区2G
对磁盘进行分区处理：fdisk /dev/sdb
[root@localhost Desktop]# fdisk /dev/sdb Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command.Device does not contain a recognized partition table Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xe10ba6b2.新建第一主分区： Command (m for help): n 新建分区 Partition type:p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)e extended Select (default p): 默认为主分区 Using default response p Partition number (1-4, default 1): 分区编号默认为1 First sector (2048-41943039, default 2048): 第一分区起始扇区 Using default value 2048 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +2G 设置分区大小为2G Partition 1 of type Linux and of size 2 GiB is set新建第二主分区： Command (m for help): n 新建分区 Partition type:p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)e extended Select (default p): 默认为主分区 Using default response p Partition number (2-4, default 2): 分区编号默认为2 First sector (4196352-41943039, default 4196352): 第二分区起始扇区 Using default value 4196352 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (4196352-41943039, default 41943039): +2G 设置分区大小为2G Partition 2 of type Linux and of size 2 GiB is set新建第三主分区： Command (m for help): n 新建分区 Partition type:p primary (2 primary, 0 extended, 2 free)e extended Select (default p): 默认为主分区 Using default response p Partition number (3,4, default 3): 分区编号默认为3 First sector (8390656-41943039, default 8390656): 第三分区起始扇区 Using default value 8390656 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (8390656-41943039, default 41943039): +2G 设置分区大小为2G Partition 3 of type Linux and of size 2 GiB is set新建扩展分区： Command (m for help): n 新建分区 Partition type:p primary (3 primary, 0 extended, 1 free)e extended Select (default e): 默认为拓展分区 Selected partition 4 First sector (12584960-41943039, default 12584960): 扩展分区起始扇区 Using default value 12584960 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (12584960-41943039, default 41943039): 将剩余磁盘容量均分配给扩展分区 Using default value 41943039 Partition 4 of type Extended and of size 14 GiB is set新建逻辑分区： Command (m for help): n 新建分区 All primary partitions are in use Adding logical partition 5 （逻辑分区都是从编号5开始） First sector (12587008-41943039, default 12587008): 逻辑分区起始扇区 Using default value 12587008 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (12587008-41943039, default 41943039): +2G 设置该逻辑分区大小为2G Partition 5 of type Linux and of size 2 GiB is setCommand (m for help): p 打印分区表Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0xe10ba6b2Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 4196351 2097152 83 Linux（分区类型为Linux，可以使用t改变分区类型） /dev/sdb2 4196352 8390655 2097152 83 Linux /dev/sdb3 8390656 12584959 2097152 83 Linux /dev/sdb4 12584960 41943039 14679040 5 Extended /dev/sdb5 12587008 16781311 2097152 83 LinuxCommand (m for help): w 保存并退出（q为不保存退出） The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table. Syncing disks.将分区信息同步到内核：partprobe（两次使用效果更好）
[root@localhost Desktop]# partprobe /dev/sdb [root@localhost Desktop]# partprobe /dev/sdb格式化操作（创建文件系统）：mkfs.xxx命令
[root@localhost Desktop]# mkfs mkfs mkfs.cramfs mkfs.ext3 mkfs.fat mkfs.msdos mkfs.xfs mkfs.btrfs mkfs.ext2 mkfs.ext4 mkfs.minix mkfs.vfat将/dev/sdb1格式化为XFS文件系统
[root@localhost Desktop]# mkfs.xfs /dev/sdb1 meta-data=/dev/sdb1 isize=256 agcount=4, agsize=131072 blks= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1= crc=0 finobt=0 data = bsize=4096 blocks=524288, imaxpct=25= sunit=0 swidth=0 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=0 log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0将/dev/sdb1挂载到/mnt
临时挂载：mount /dev/sdb1/mnt[root@localhost Desktop]# mount /dev/sdb1 /mnt [root@localhost Desktop]# cd /mnt [root@localhost mnt]#永久挂载：vim /etc/fstab
查看挂载信息：df -h
[root@localhost ~]# df -hFilesystem Size Used Avail Use% Mounted on/dev/sda3 49G 4.5G 45G 10% /devtmpfs 979M 0 979M 0% /devtmpfs 993M 144K 993M 1% /dev/shmtmpfs 993M 9.0M 984M 1% /runtmpfs 993M 0 993M 0% /sys/fs/cgroup/dev/sda1 197M 123M 74M 63% /boottmpfs 199M 8.0K 199M 1% /run/user/0/dev/sr0 4.1G 4.1G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64/dev/sdb1 2.0G 33M 2.0G 2% /mnt```
磁盘大于2T（GPT）
准备磁盘环境：添加一块3T的磁盘
使用parted命令进行分区
[root@localhost Desktop]# parted /dev/sdb GNU Parted 3.1 Using /dev/sdb Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.(parted) help 查看可以使用的命令 align-check TYPE N check partition N for TYPE(min|opt) alignmenthelp [COMMAND] print general help, or help on COMMANDmklabel,mktable LABEL-TYPE create a new disklabel (partition table) mkpart PART-TYPE [FS-TYPE] START END make a partitionname NUMBER NAME name partition NUMBER as NAMEprint [devices|free|list,all|NUMBER] display the partition table, available devices, free space,all found partitions, or a particular partitionquit exit programrescue START END rescue a lost partition near START and ENDrm NUMBER delete partition NUMBERselect DEVICE choose the device to editdisk_set FLAG STATE change the FLAG on selected devicedisk_toggle [FLAG] toggle the state of FLAG on selected deviceset NUMBER FLAG STATE change the FLAG on partition NUMBERtoggle [NUMBER [FLAG]] toggle the state of FLAG on partition NUMBERunit UNIT set the default unit to UNITversion display the version number and copyright information of GNUParted(parted) mklabel gpt 将分区表格式修改为GPT (parted) print 显示分区信息 Model: VMware, VMware Virtual S (scsi) Disk /dev/sdb: 3221GB Sector size (logical/physical): 512B/512B Partition Table: gpt 确认分区表为gpt Disk Flags: Number Start End Size File system Name Flags(parted) mkpart primary 0 100G 创建起始地址从0开始、大小为100G的主分区 Warning: The resulting partition is not properly aligned for best performance. Ignore/Cancel? ignore (parted) print 显示分区信息 Model: VMware, VMware Virtual S (scsi) Disk /dev/sdb: 3221GB Sector size (logical/physical): 512B/512B Partition Table: gpt Disk Flags: Number Start End Size File system Name Flags1 17.4kB 100GB 100GB primary 分区已创建(parted) quit 分区完毕，退出分区状态（parted分区操作实时生效） Information: You may need to update /etc/fstab.将分区信息同步到内核：partprobe（两次使用效果更好）
[root@localhost Desktop]# partprobe /dev/sdb [root@localhost Desktop]# partprobe /dev/sdb格式化操作（创建文件系统）：将/dev/sdb1格式化为XFS文件系统
[root@localhost Desktop]# mkfs.xfs /dev/sdb1 meta-data=/dev/sdb1 isize=256 agcount=4, agsize=6103515 blks= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1= crc=0 finobt=0 data = bsize=4096 blocks=24414058, imaxpct=25= sunit=0 swidth=0 blks naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=0 log =internal log bsize=4096 blocks=11920, version=2= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1 realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0将/dev/sdb1挂载到/mnt
临时挂载：mount /dev/sdb1/mnt[root@localhost Desktop]# mount /dev/sdb1 /mnt [root@localhost Desktop]# cd /mnt [root@localhost mnt]#永久挂载：vim /etc/fstab
调整swap分区
- 查看当前swap分区信息
[root@localhost Desktop]# free -htotal used free shared buff/cache available Mem: 1.9G 479M 1.1G 10M 355M 1.3G Swap: 1.0G 0B 1.0G - 将磁盘分出一部分空间给swap分区使用
[root@localhost Desktop]# dd if=/dev/zero of=/home/swap bs=1024M count=2 2+0 records in 2+0 records out 2147483648 bytes (2.1 GB) copied, 33.9819 s, 63.2 MB/s - 格式化新建的分区文件
[root@localhost Desktop]# mkswap /home/swap Setting up swapspace version 1, size = 2097148 KiB no label, UUID=64b710b5-6e21-4c2a-9709-bb90e53dd115 - 挂载新增的swap分区
临时挂载：[root@localhost Desktop]# swapon /home/swap swapon: /home/swap: insecure permissions 0644, 0600 suggested. [root@localhost Desktop]# free -htotal used free shared buff/cache available Mem: 1.9G 483M 1.1G 10M 412M 1.3G Swap: 3.0G 0B 3.0G永久挂载：
[root@localhost Desktop]# vim /etc/fstab /swap swap swap defaults 0 0
磁盘阵列技术
RAID
RAID（Redundant Array of Independent Disks，独立冗余磁盘阵列）通过把多个磁盘设备组合成一个容量更大、安全性更好的磁盘阵列，并把数据切割成多个区段后分别存放在各个不同的物理磁盘设备上，然后利用分散读写技术来提升磁盘阵列整体的性能，同时把多个重要数据的副本同步到不同的物理磁盘设备上，起到了非常好的数据冗余备份效果。
RAID技术虽然有非常好的数据冗余备份功能，但是也相应提高了成本支出。但是与数据本身的价值相较，RAID技术所具备的冗余备份机制带来的磁盘吞吐量的提升更被企业看重。
RAID技术针对在数据可靠性及读写性能上不同的需求制定不同方案。目前已有的RAID磁盘阵列的方案至少十几种，RAID 0、RAID 1、RAID 2、RAID 5、 RAID 10这四种是最常见的方案。
RAID 0
RAID 0技术把多块物理硬盘设备（至少两块）通过硬件或软件的方式串联在一起，组成一个大的卷组，并将数据依次写入到各个物理硬盘中。这样硬盘设备的读写性能在理想状态下会提升数倍，但其中任意一块硬盘损坏都会导致整个系统的数据遭到破坏。
RAID 0方案虽然能够有效的提升硬盘数据的吞吐速度，但是不具备数据备份和错误修复能力。
RAID 1
RAID 1技术将两块以上的硬盘设备进行绑定，在写入数据时，将数据同时写入到多块硬盘设备上（可以将其视为数据的镜像或者备份），当其中某一块硬盘发生故障后，一般会立即以热交换的方式来恢复数据的正常使用。
RAID 1方案虽然十分注重数据的安全性，但是因为在多块硬盘设备中写入了相同的数据，因此硬盘设备的利用率得以下降。
RAID 5
RAID 5技术是把硬盘设备的数据奇偶校验信息保存到其他硬盘设备中（RAID 5技术并没有备份硬盘中的真实数据信息）。RAID 5磁盘阵列组中数据的奇偶校验信息并不是单独保存到某一块硬盘设备中，而是存储到除自身以外的其他每一块硬盘设备上，这样任何一块硬盘设备损坏都可以通过存储在其他硬盘设备上的奇偶校验信息重建损坏的数据。
RAID 5方案妥协的兼顾了硬盘设备的读写速度、数据安全性与存储成本问题。
RAID 10
RAID 10技术就是RAID 1 + RAID 0技术的一个组合体，至少需要四块硬盘组成。RAID 10先分别两两制作RAID 1磁盘阵列，以保证数据的安全性；然后再对两个RAID 1磁盘阵列实施RAID 0技术，进一步提高磁盘设备的读写速度。
RAID 10方案继承了RAID 0的高读写速度和RAID 1的数据安全性，在不考虑成本的情况下RAID 10的性能超过了RAID 5，成为当前广泛使用的一种存储技术。
LVM
LVM概述
LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是Linux系统用于对硬盘分区进行管理的一种机制，其创建初衷是为了解决硬盘设备在创建分区后不易修改分区大小的缺陷。
LVM技术在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层，它提供了一个抽象的卷组，可以把多块硬盘进行卷组合并，如此用户就不必关心物理硬盘设备的底层架构和布局，即可实现对硬盘分区的动态调整。
PV（Physical Volume，物理卷）：由PE组成
- PE（Physical Extent，基本单元）
VG（Volume Group，卷组）：由PV组成
LV（Logical Volume，逻辑卷）：划分卷组
LVM部署命令
部署LVM时，需要逐个配置物理卷、卷组和逻辑卷，常用的部署命令如下：
LVM部署实践
新建逻辑卷
新添加一个硬盘，将其分出/dev/sdb1、/dev/sdb2、/dev/sdb3三个分区
[root@192 Desktop]# fdisk /dev/sdb Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command.Device does not contain a recognized partition table Building a new DOS disklabel with disk identifier 0xe3a26c29.Command (m for help): n Partition type:p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)e extended Select (default p): Using default response p Partition number (1-4, default 1): First sector (2048-41943039, default 2048): Using default value 2048 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +100M Partition 1 of type Linux and of size 100 MiB is setCommand (m for help): n Partition type:p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)e extended Select (default p): Using default response p Partition number (2-4, default 2): First sector (206848-41943039, default 206848): Using default value 206848 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (206848-41943039, default 41943039): +100M Partition 2 of type Linux and of size 100 MiB is setCommand (m for help): n Partition type:p primary (2 primary, 0 extended, 2 free)e extended Select (default p): Using default response p Partition number (3,4, default 3): First sector (411648-41943039, default 411648): Using default value 411648 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (411648-41943039, default 41943039): +100M Partition 3 of type Linux and of size 100 MiB is setCommand (m for help): pDisk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0xe3a26c29Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 206847 102400 83 Linux /dev/sdb2 206848 411647 102400 83 Linux /dev/sdb3 411648 616447 102400 83 LinuxCommand (m for help): t Partition number (1-3, default 3): Hex code (type L to list all codes): L0 Empty 24 NEC DOS 81 Minix / old Lin bf Solaris 1 FAT12 27 Hidden NTFS Win 82 Linux swap / So c1 DRDOS/sec (FAT-2 XENIX root 39 Plan 9 83 Linux c4 DRDOS/sec (FAT-3 XENIX usr 3c PartitionMagic 84 OS/2 hidden C: c6 DRDOS/sec (FAT-4 FAT16 <32M 40 Venix 80286 85 Linux extended c7 Syrinx 5 Extended 41 PPC PReP Boot 86 NTFS volume set da Non-FS data 6 FAT16 42 SFS 87 NTFS volume set db CP/M / CTOS / .7 HPFS/NTFS/exFAT 4d QNX4.x 88 Linux plaintext de Dell Utility 8 AIX 4e QNX4.x 2nd part 8e Linux LVM df BootIt 9 AIX bootable 4f QNX4.x 3rd part 93 Amoeba e1 DOS access a OS/2 Boot Manag 50 OnTrack DM 94 Amoeba BBT e3 DOS R/O b W95 FAT32 51 OnTrack DM6 Aux 9f BSD/OS e4 SpeedStor c W95 FAT32 (LBA) 52 CP/M a0 IBM Thinkpad hi eb BeOS fs e W95 FAT16 (LBA) 53 OnTrack DM6 Aux a5 FreeBSD ee GPT f W95 Ext'd (LBA) 54 OnTrackDM6 a6 OpenBSD ef EFI (FAT-12/16/ 10 OPUS 55 EZ-Drive a7 NeXTSTEP f0 Linux/PA-RISC b 11 Hidden FAT12 56 Golden Bow a8 Darwin UFS f1 SpeedStor 12 Compaq diagnost 5c Priam Edisk a9 NetBSD f4 SpeedStor 14 Hidden FAT16 <3 61 SpeedStor ab Darwin boot f2 DOS secondary 16 Hidden FAT16 63 GNU HURD or Sys af HFS / HFS+ fb VMware VMFS 17 Hidden HPFS/NTF 64 Novell Netware b7 BSDI fs fc VMware VMKCORE 18 AST SmartSleep 65 Novell Netware b8 BSDI swap fd Linux raid auto 1b Hidden W95 FAT3 70 DiskSecure Mult bb Boot Wizard hid fe LANstep 1c Hidden W95 FAT3 75 PC/IX be Solaris boot ff BBT 1e Hidden W95 FAT1 80 Old Minix Hex code (type L to list all codes): 8e Changed type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'Command (m for help): t Partition number (1-3, default 3): 2 Hex code (type L to list all codes): 8e Changed type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'Command (m for help): t Partition number (1-3, default 3): 1 Hex code (type L to list all codes): 8e Changed type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'Command (m for help): pDisk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0xe3a26c29Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 206847 102400 8e Linux LVM /dev/sdb2 206848 411647 102400 8e Linux LVM /dev/sdb3 411648 616447 102400 8e Linux LVMCommand (m for help): w The partition table has been altered!Calling ioctl() to re-read partition table. Syncing disks.pvcreate使得这三个分区支持LVM技术
[root@192 Desktop]# pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3Physical volume "/dev/sdb1" successfully createdPhysical volume "/dev/sdb2" successfully createdPhysical volume "/dev/sdb3" successfully createdvgcreate将/dev/sdb1、/dev/sdb2分区添加到vg0卷组中
root@192 Desktop]# vgcreate vg0 /dev/sdb1 /dev/sdb2Volume group "vg0" successfully createdvgdisplay查看vg0卷组的状态
[root@192 Desktop]# vgdisplay--- Volume group ---VG Name vg0System ID Format lvm2Metadata Areas 2Metadata Sequence No 1VG Access read/writeVG Status resizableMAX LV 0Cur LV 0Open LV 0Max PV 0Cur PV 2Act PV 2VG Size 192.00 MiBPE Size 4.00 MiBTotal PE 48Alloc PE / Size 0 / 0 Free PE / Size 48 / 192.00 MiBVG UUID mYC1zX-hc6o-UYcy-1NZR-A63T-Hfqv-aJrZpNlvcreate切割出一个50MB的逻辑卷设备
[root@192 Desktop]# lvcreate -n data -L 50M vg0Rounding up size to full physical extent 52.00 MiBLogical volume "data" created.将生成好的逻辑卷进行格式化，然后挂载使用（Linux系统将LVM逻辑卷设备放置在/dev/卷组名称/逻辑卷名称）
[root@192 ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/data mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Filesystem label= OS type: Linux Block size=1024 (log=0) Fragment size=1024 (log=0) Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 26624 inodes, 106496 blocks 5324 blocks (5.00%) reserved for the super user First data block=1 Maximum filesystem blocks=33685504 13 block groups 8192 blocks per group, 8192 fragments per group 2048 inodes per group Superblock backups stored on blocks: 8193, 24577, 40961, 57345, 73729Allocating group tables: done Writing inode tables: done Creating journal (4096 blocks): done Writing superblocks and filesystem accounting information: done [root@192 Desktop]# mount /dev/vg0/data /mnt [root@192 Desktop]# cd /mnt [root@192 mnt]#
扩容逻辑卷
只要卷组中有足够的资源，就可以为逻辑卷扩容（扩容前必须卸载设备和挂载点的关联）
卸载文件系统并将上述实验中的data逻辑卷扩容到100M
[root@192 ~]# umount /dev/vg0/data [root@192 ~]# lvextend -L +50M /dev/vg0/dataRounding size to boundary between physical extents: 52.00 MiBSize of logical volume vg0/data changed from 52.00 MiB (13 extents) to 104.00 MiB (26 extents).Logical volume data successfully resized.检查硬盘完整性，并重置硬盘容量
[root@192 Desktop]# e2fsck -f /dev/vg0/data e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013) 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/vg0/data: 11/13328 files (9.1% non-contiguous), 6823/53248 blocks [root@192 Desktop]# resize2fs /dev/vg0/data resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Resizing the filesystem on /dev/vg0/data to 106496 (1k) blocks. The filesystem on /dev/vg0/data is now 106496 blocks long.重新挂载并查看挂载状态
[root@192 Desktop]# mount /dev/vg0/data /mnt [root@192 Desktop]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/sda3 49G 6.5G 43G 14% / devtmpfs 979M 0 979M 0% /dev tmpfs 993M 144K 993M 1% /dev/shm tmpfs 993M 9.0M 984M 1% /run tmpfs 993M 0 993M 0% /sys/fs/cgroup /dev/sda1 197M 123M 74M 63% /boot tmpfs 199M 12K 199M 1% /run/user/0 /dev/sr0 4.1G 4.1G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64 /dev/mapper/vg0-data 97M 1.6M 89M 2% /mnt
缩小逻辑卷
相较于扩容逻辑卷，对逻辑卷进行缩容操作的丢失数据的风险更大。Linux系统规定在LVM逻辑卷进行缩容操作之前，要先检查文件系统的完整性（缩容前必须卸载设备和挂载点的关联）
卸载文件系统并检查文件系统的完整性
[root@192 Desktop]# umount /dev/vg0/data [root@192 Desktop]# e2fsck -f /dev/vg0/data e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013) 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/vg0/data: 11/24752 files (9.1% non-contiguous), 8779/106496 blocks将逻辑卷data的容量减少到60MB
[root@192 Desktop]# resize2fs /dev/vg0/data 60M resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Resizing the filesystem on /dev/vg0/data to 61440 (1k) blocks. The filesystem on /dev/vg0/data is now 61440 blocks long.[root@192 Desktop]# lvreduce -L 60M /dev/vg0/dataWARNING: Reducing active logical volume to 60.00 MiBTHIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce data? [y/n]: ySize of logical volume vg0/data changed from 104.00 MiB (26 extents) to 60.00 MiB (15 extents).Logical volume data successfully resized.重新挂载并查看挂载状态
[root@192 Desktop]# mount /dev/vg0/data /mnt [root@192 Desktop]# df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/sda3 49G 6.5G 43G 14% / devtmpfs 979M 0 979M 0% /dev tmpfs 993M 144K 993M 1% /dev/shm tmpfs 993M 9.0M 984M 1% /run tmpfs 993M 0 993M 0% /sys/fs/cgroup /dev/sda1 197M 123M 74M 63% /boot tmpfs 199M 12K 199M 1% /run/user/0 /dev/sr0 4.1G 4.1G 0 100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64 /dev/mapper/vg0-data 55M 1.3M 49M 3% /mnt
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