如何使用LVM卷管理Linux系統中的磁盤

在Linux服務器中，當現有硬盤的分區規劃不能知足要求時，就須要對硬盤中的分區進行從新規劃和調整，有時候還須要添加新的硬盤設備來擴展存儲空間。

實現上述操做要用到fdisk磁盤及分區管理工具，fdisk是大多數Linux系統中自帶的基本工具之一。下面經過爲Linux主機新增一塊硬盤並創建分區的過程，介紹fdisk工具的使用。

1、檢測並確認新硬盤

掛接好新的硬盤設備並啓動主機後，Linux系統會自動檢測並加載該硬盤，無需額外安裝驅動。執行「fdisk -l」命令能夠進行查看，確認新增硬盤的設備名稱。

「fdisk -l」命令的做用是列出當前系統中全部硬盤設備及其分區的信息。

【例1】：執行「fdisk -l」命令，確認系統新識別的硬盤設備(/dev/sdb)。

上述輸出信息中包含了各硬盤的總體狀況和分區狀況，其中「/dev/sda」爲原有的硬盤設備，而「/dev/sdb」爲新增的硬盤，新的硬盤設備還未進行初始化，沒有包含有效的分區信息。

對於已有的分區，將經過列表的方式輸出如下信息。

Device：分區的設備文件名稱。

Boot：是不是引導分區，是，則有「*」標識。

Start：該分區在硬盤中的起始位置（柱面數）。

End：該分區在硬盤中的結束位置（柱面數）。

Blocks：分區的大小，以Blocks（塊）爲單位，默認的塊大小爲1024字節。

Id：分區類型的ID標記號，對於ext3分區爲83，LVM分區爲8e。

System：分區類型。

識別到新的硬盤設備後，接下來就能夠在該硬盤中創建新的分區了。在Linux系統中，分區和格式化的過程是相對獨立的。

2、規劃硬盤中的分區

在硬盤設備中建立、刪除、更改分區等操做一樣經過fdisk命令進行，只要使用硬盤的設備文件做爲參數，便可進入到交互式的分區管理界面中，以下圖。

在該操做界面中的提示符後，用戶能夠輸入特定的分區操做指令，完成各項分區管理任務，例如輸入「m」指令後，能夠查看各類操做指令的幫助信息，以下圖。

在分區過程當中經常使用的一些交互操做指令有：

一、m：查看操做指令的幫助信息

二、p：列表查看分區信息

三、n：新建分區

四、d：刪除分區

五、t：變動分區類型

六、w：保存分區設置並退出

七、q：放棄分區設置並退出

在以上操做中應注意的有：

【1】：選擇分區號時，主分區和擴展分區的序號只能在1-4之間。分區起始位置通常由fdisk默認識別便可，結束位置或大小可使用「+sizeM」或「+sizeK」的形式，如「+20 000M」表示將該分區的容量設置爲20GB。

【2】：在執行刪除分區時必定要慎重，應首先使用p指令查看分區的序號，確認無誤後再進行刪除。若是擴展分區被刪除，則擴展分區之下的邏輯分區也將同時會被刪除。所以建議從最後一個分區開始進行刪除，以避免fdisk識別的分區序號發生紊亂。

【3】：使用「t」更改分區類型時，只要依次指定分區序號及更改後分區類型的ID標記號便可。若是不知道分區類型對應的ID號，能夠輸入「l」指令列表查看各類分區類型所對應的標記號，

Linux系統中最經常使用的兩種文件系統ext三、swap的ID號分別爲8三、82.

【4】：變動硬盤（特別是正在使用的硬盤）的分區設置之後，建議最好將系統進行重啓，或者執行「partprobe」命令使操做系統獲知新的分區表狀況。在有些Linux操做系統中，若不進行這些操做，可能會致使格式化分區時對硬盤中已有數據的損壞，嚴重者甚至引發系統崩潰。

#partprobe   /dev/sdb

3、格式化分區

mkfs命令：

用途：建立文件系統（格式化）

格式：mkfs -t 文件系統類型  分區設備

mkswap命令

用途：建立交換文件系統

格式：mkswap  分區設備

實際上mkfs命令是一個前端工具，能夠自動加載不一樣的程序來建立各類類型的分區，然後端包括有多個與mkfs命令相關的工具程序，例如支持FAT1六、FAT32分區格式的mkfs.vfat程序等。

【例2】：查看「/sbin」目錄中與mkfs相關的工具程序。

【例3】：在「/dev/sdb1」分區中建立ext3文件系統。

#mkfs  -t   ext3  /dev/sdb1

等同於執行「mkfs.ext3   /dev/sdb1」

【例4】：建立並啓用交換分區，並經過free命令觀察交換空間的變化。

4、掛載、卸載文件系統

一、mount命令

用途：掛載文件系統、ISO鏡像到指定文件夾

格式：mount  [-t 類型]   存儲設備  掛載點目錄

     mount -o  loop    ISO鏡像文件    掛載點目錄

二、umount命令

用途：卸載已掛載的文件系統

格式：umount    存儲設備位置

     umount    掛載點目錄

三、查看已掛載分區的使用狀況

      df   -hT

在Linux系統中，對各類存儲設備中的資源訪問都是經過目錄結構進行的，雖然系統核心可以經過「設備文件」的方式操縱各類設備，可是對於用戶來講，還須要增長一個「掛載」的過程，才能像正常訪問目錄同樣訪問存儲設備中的資源。

固然，在安裝Linux操做系統的過程當中，自動創建或識別的分區一般會由系統自動完成掛載。然而對於後來新增長的硬盤分區、USB盤、光盤等設備，有時候還須要管理員手動進行掛載，實際上用戶訪問的是通過格式化後創建的文件系統。掛載一個分區時，必須爲其制定一個目錄做爲掛靠點，用戶經過這個目錄訪問設備中的文件、目錄數據。

在Linux系統中，U盤設備被模擬成SCSI設備，所以與掛載普通SCSI硬盤中的分區並無明顯區別。若不肯定所添加的U盤設備文件，能夠先執行「fdisk -l」命令進行查看確認。

使用不帶任何參數或選項的mount命令時，將顯示出當前系統中已掛載的各個文件系統的相關信息。

proc、sysfs、tmpfs等文件系統是Linux運行所須要的臨時文件系統，並無實際的硬盤分區與其相對應，所以也稱爲「僞文件系統」。例如proc映射了內存及cpu寄存器中的部分數據。

【設置文件系統的自動掛載】：

/etc/fstab配置文件：包含了須要開機後自動掛載的文件系統記錄。以下圖：

系統中的「/etc/fstab」文件能夠視爲mount命令的配置文件，其中存儲了文件系統的靜態掛載數據。Linux系統每次開機時，會自動讀取這個文件的內容，自動掛載所指定的文件系統。

在「/etc/fstab」文件中，每一行記錄對應一個分區或設備的掛載配置信息，從左到右包括六個字段（使用空格或製表符分隔），各部分的含義以下所述：

第一字段：設備名或設備卷標名。

第二字段：文件系統的掛載點目錄的位置。

第三字段：文件系統類型，如ext三、swap等。

第四字段：掛載參數，即mount命令「-o」選項後可以使用的參數，如defaults、rw等。

第五字段：表示文件系統是否須要dump備份，通常設爲1時表示須要，設爲0時將被dump所忽略。

第六字段：該數字用於決定在系統啓動時進行磁盤檢查的順序，0表示不進行檢查，1表示優先檢查，2表示其次檢查。對於根分區應設爲1，其餘分區設爲2.

【例5】：修改「/etc/fstab」文件，添加自動掛載「/dev/sdb1」分區的配置行。

#vi  /etc/fstab

在文件末尾添加以下行內容：

/dev/sdb1    /mailbox     ext3      default     0  0

1、LVM概述

     LVM是Linux系統中對磁盤分區進行管理的一種邏輯機制，它是創建再硬盤和分區之上，文件系統之下的一個邏輯層，在創建文件系統時屏蔽了下層的磁盤分區佈局，可以在保持現有數據不變的狀況下動態調整磁盤容量，從而提升了磁盤管理的靈活性。

在安裝RHEL5系統的過程當中選擇自動分區時，默認就會採用LVM分區方案，不須要再進行手動配置。若是有特殊須要，也可使用安裝嚮導提供的磁盤定製工具調整LVM分區。須要注意的是，「/boot」分區不能基於LVM建立，必須獨立出來。

關於LVM的幾個基本術語：

一、PV（Physical Volume，物理卷）

     物理卷是LVM機制的基本存儲設備，一般對應爲一個普通分區或整個硬盤。建立物理卷時，會在分區或硬盤的頭部建立一個保留區塊，用於記錄LVM的屬性，並把存儲空間分割成默認大小爲4MB的基本單元PE，從而構成物理卷。

物理卷通常直接使用設備文件名稱，如「/dev/sdb1」、「/dev/sdb2」等。

   用於轉換成物理卷的普通分區，建議先使用fdisk工具將分區類型的ID標記號改成「8e」。如果整塊硬盤，能夠將全部磁盤空間劃分爲一個主分區後再做相應調整。

二、VG（Volume Group，卷組）

     由一個或多個物理卷組成一個總體，即成爲卷組，在卷組中能夠動態地添加或移除物理卷。許多個物理卷能夠分別組成不一樣的卷組，卷組名稱由用戶自行定義。

三、LV（Logical Volume，邏輯卷）

     邏輯卷是創建在卷組之上的，與物理卷沒有直接關係。

對於邏輯捲來講，每個卷組就是一個總體，從這個總體中「切出」一小塊空間，做爲用戶建立文件系統的基礎，這一小塊空間就稱爲邏輯卷。使用mkfs等工具在邏輯捲上建立文件系統之後，便可掛載到Linux系統中的目錄下使用。

     經過上述對物理卷、卷組、邏輯卷的解釋能夠看出，創建LVM分區管理機制的過程就是：首先，將普通分區或整個硬盤建立爲物理卷；接下來，將物理上比較分散的各物理卷的存儲空間組成一個邏輯總體，即卷組；最後，基於卷組這個總體，分割出不一樣的數據存儲空間，造成邏輯卷。而邏輯卷纔是最終用戶能夠格式化並掛載使用的存儲單位。

2、LVM的管理命令

功  能	物理卷管理	卷組管理	邏輯卷管理
Scan  掃描	pvscan	vgscan	lvscan
Create 創建	pvcreate	vgcreate	lvcreate
Display 顯示	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
Remove 刪除	pvremove	vgremove	lvremove
Extend 擴展		vgextend	lvextend
Reduce 減小		vgreduce	lvreduce

主要命令的語法

pvcreate    設備名

vgcreate    卷組名    物理卷名1    物理卷名2

lvcreate      -L    大小    -n     邏輯卷名     卷組名

lvextend     -L  +大小     /dev/卷組名/邏輯卷名

3、LVM應用實例

案例的環境和需求描述以下：

     公司準備在Internet中搭建郵件服務器，面向全國各地的員工即部分VIP客戶提供電子郵箱空間。因爲用戶數量衆多，郵件存儲須要大量的空間，考慮到動態擴容的須要，計劃增長兩塊SCSI硬盤並構建LVM邏輯卷（掛載到「/mail」目錄下）專門用於存放郵件數據。

根據上述案例環境和需求，具體操做步驟以下：

一、關閉服務器，打開機箱，正確掛接2塊SCSI新硬盤。

二、開啓服務器主機，並執行「fdisk -l」命令進行檢查，確認已識別新增的硬盤（sdb、sdc）。

三、在磁盤中進行分區，將每塊硬盤的全部空間劃分爲一個獨立的主分區，並將分區類型更改成「8e」。分好區後使用「fdisk -l」命令查看結果以下所示。

四、將「/dev/sdb1」和「/dev/sdc1」分區轉換爲物理卷。

五、將上述兩個物理卷整合，建立名爲「mail_store」的卷組。

六、在「mail_store」卷組中建立一個名爲「mail」的邏輯卷，容量大小設置爲3G。

七、使用mkfs命令在「mail」邏輯卷中建立ext3文件系統，並掛載到「/mail」目錄下。

八、動態擴展「mail」邏輯卷的容量（增長500M），並更新系統識別的文件系統大小。