什么是LVM

fudyou

LVM(Logical Volume Manager)逻辑卷管理，是一种将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续将其它的硬盘的分区加入其中，可以认为是一种磁盘空间的动态管理。

LVM必要性

如果虚拟机装的是20G的硬盘，如果不用LVM，你的磁盘是无法扩容的，不是说不能从20G变成40G，因为可以通过挂载多个硬盘的方式。

比如mysql挂载到这20G硬盘上，

如果没有用lvm，再想扩容20个G的话，

, w0 \- f& Y$ ^. ~, ~& T. E( R$ N

等于又多出了一个硬盘，2个磁盘即所谓的2个硬盘，硬盘a装的是sda，硬盘b装的是sdb。

这2个20G是独立的，并不能让一个20G扩容到40G，独立的就麻烦了：mysql往这个磁盘写，怎么让它往另外一个磁盘上写呢，写不了，因为在配置mysql数据目录的时候，就指定了往哪个目录里面写，

- M% t* v+ q( F! w$ g2 X* g
1 L& D9 g. z& Z% b' k

mysql的数据目录是/var/mysql/data，往硬盘a上的这个目录下写入数据，但不能往硬盘b的这个目录下写入数据，因为2个磁盘不能共享一个位置，只能往一个磁盘上写，除非把数据库的目录挪到另外一个磁盘上。

mysql的数据目录是/var/mysql/data，对于linux来说，叫目录挂载，在相同的目录下，不能起相同文件夹的名字，不像Windows的C、D、E盘。

在硬盘a上有了目录/var/mysql/data了，在硬盘b上就不能再有这样一个目录了，除非把硬盘a的这个目录删了。

5 F9 u; P; P4 ~5 ~5 K

2个磁盘怎么写数据？把磁盘2修改成40G，把磁盘1的数据复制过来？这也不科学，因为中间有个数据复制的过程，

, \* q) f8 Z+ ?/ k: h0 S* f4 N
" p! F6 d8 J; C+ [4 B  p

20G还可以复制，那2PB（2000T）呢？一个普通的机械硬盘，复制4TB的数据，需要72小时。

所以只能通过LVM解决了，LVM有卷和组的概念，LV是逻辑卷，VG（volume group）是卷组，PV是物理卷，卷组里面可以放磁盘，

/ e7 b) e9 E% K: r" ?0 q/ n9 V3 l" z

以mysql写入数据为例，

1 G: X% g, x7 k% m! D

vg逻辑卷组里面放了一块20G的磁盘lv，这个lv就是逻辑卷，vg是逻辑卷组，卷组里面可以放多个逻辑卷，

9 a5 l% Z) @/ z4 s6 F, S

! B, A7 x: y7 [( L4 K5 C

mysql存储数据用的是vg逻辑卷组，而不是lv逻辑卷，逻辑卷组虽然不能无限的挂载逻辑卷，但挂载几个TB还是可以的，超过几个TB的数据，不还有分库分表嘛。

接下来看下使用lvm怎么把20G扩容到60G？

) Y6 ?8 S" y; P. D6 {

虚拟机现在有一个20G的硬盘，再加一块硬盘，就和买一块硬盘插入上去是一个道理。加设备要关机，但在实际环境中，有个技术叫热插拔，不关机也可以插拔硬盘，

• 添加硬盘
  

: [, `% w, g- g2 _$ u$ e$ _& l
+ K3 p. q) Y6 R" ?- A2 }
( e! d  J4 a  f

• 选择磁盘
  

$ {: G  w3 x* c% u" }

• 指定磁盘容量
  ( b2 Y# q0 n6 b/ y. z

" G. _. R0 {6 {- e7 D  z

• 指定磁盘文件
  

& m2 v: @; h- [; Z7 D2 M
7 m; r: N& G8 s7 v$ e3 O- h
  E& x# ?0 k# t

这样就多了一块40G的硬盘，

7 X. ~# y; K7 }0 {; W' K7 Y8 c  A( M
2 n  G5 Q* `" A& k9 ?. x

怎么把这两块硬盘变成一块？

• 查看当前磁盘大小
  df -h
  

$ W4 N1 I4 p, [& c! n* l3 u

" e6 P; U1 `8 a4 H3 }1 [* l" f

有一个ubuntu-vg-ubuntu-lv，这个大小是19G，怎么把19G变成60G？

• 查看当前的逻辑卷
  lvdisplay
  + W: H9 a  j# i. |

, Z! n; c7 c9 M# r
7 M* V/ W2 U% V: D) \

ubuntu-lv这个是逻辑卷的名字，属于ubuntu-vg这个逻辑卷组，挂载到了/dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv这个路径下，大小是19G，

• 查看vg的大小
  + T1 [) s# b7 m+ Ipvdisplay
  

, c- ?& O' Y& c$ T) R
+ |9 N: r& H/ B5 H, e1 M+ \" n$ X8 e

这个逻辑组的大小也是19G，free为 0代表没有空闲空间，/dev/sda3 这个是物理卷，实实在在存储数据的硬盘。

买回新的硬盘，第一件事情就是格式化，在linux下格式化的命令是fdisk，在windows下也是fdisk，只不过都用工具替代了这个命令，这是最原始的格式化工具。

1 Q) {- K' |) {3 w9 i! m

1 e) G5 B- L& m& {

sda是第一块硬盘，

sdb是第二块硬盘，

0 a( w# I7 ?- [
# U( A3 z6 X+ v$ N" {! q% J

• 检索硬盘
  3 G1 Y. y7 ~9 G5 B2 S3 t+ R5 afdisk -l |grep '/dev'
  

# d- Y6 a$ W; U8 v' f+ ]
$ T+ w5 P) Y, }( O2 M9 }" i

可以看到有一个/dev/sdb 40G的硬盘，如果再加一个硬盘，就会看到有一个/dev/sdc，...，一直到/dev/sdz，再新增硬盘，就是/dev/sda1,/dev/sdb1....

创建新的分区

/dev/sdb是新加入的磁盘，但还不能使用，还需要对这个硬盘创建分区，

  c) w! n: L8 w- Z$ q, w7 u/ n

* S6 B5 @; E9 g- {. W+ S

新建分区，分主分区和扩展分区，一块硬盘最多可以分4个分区，要么是主分区，要么是扩展分区，一共只能分4个分区。

这里测试就分一个主分区，但从哪里开始？

' G  H9 p- g  Q: o0 u

磁盘有个簇的概念，空间有个范围，写在2000到4000的位置，那0-2000空着行不？

硬盘是个方块，里面有个碟片，碟片是圆的，上面有个机关式的会转，类似vcd、dvd一样。

坏道是怎么来的？盒子里面是个圆圈，有激光在上面读，正常在里面高速旋转，磁头就会到那个上面来，像vcd一样转转转，如果没有断电会收回去，放回到原来的位置，一断电就收不回去了，卡在这个位置上，就停下来了，卡在磁盘的盘片上，一来电，就滋滋滋，再放回去，直接拉回去，就会产生一道杠，这就是磁盘坏道的由来，所以电脑运行的好好的，就不可以突然断电，不然就会卡在那个上面 ，回不去，一开机，再拉回来，搞几次， 磁盘就坏了。

为了解决这个问题，热插拔怎么搞定这个问题的，这个后续的文章再说。

2 n/ D' ?3 z# ~* S; z6 M. b% y
0 J( P  ^5 G' i0 l4 B2 d$ K
3 `. T' U& g! B7 [5 Q& I

分一个主分区之后，再写入进去。磁盘叫sdb分了一个区，分的第一区叫sdb1，第2个区就是sdb2。

接下来就要格式化了，一开始装的时候，就是ext4文件系统，磁盘格式化的时候也是这个格式，

• 磁盘格式化
  # {! e4 Q6 J2 X$ H: wmkfs -t ext4 /dev/sdb1
  

• 创建物理卷（实实在在往里面写入数据的磁盘）
  & K1 D9 V+ R' wpvcreate /dev/sdb1
  把sdb1这个分区变成了物理卷，就可以往里面写了。
  物理卷交给lvm管理，即逻辑卷lv
  

" F& R( W3 F0 S7 D: \
/ s$ @1 H0 p$ O  f" i" v# K+ N+ u

• 查看卷组
  ' H1 C$ ~& U. p' d9 Wpvscan
  

+ ^( c1 U( ?+ l" T$ r7 K. Q0 G

7 R/ Z4 |* t% H9 l4 w# Z$ V0 n

sda这个物理卷，其实有3个分区，sda1、sda2、sda3，数据真正写在sda3上，没有空闲空间，因为在装的时候，所有的空间为19个G都给到了sda3这个分区。

/dev/sda3这个物理卷对应的逻辑卷lv属于ubuntu-vg这个卷组，/dev/sdb1这个物理卷，还没有分配卷组。

这两个磁盘总共60G的大小，有40个G还没有加入卷组，

! U; E# D0 |0 j2 {  H* G5 X
+ F+ L/ R- z1 ?: `% y

此时这个卷组只有一个逻辑卷19G，没有空闲空间，所以需要把sdb1弄到这个卷组里面，达到扩容的效果。

• 把物理卷/dev/sdb1扩展到卷组里面去
  $ }/ N& ~: [9 p. Y; B) \5 Gvgextend ubuntu-vg /dev/sdb1
  $ P: p9 p, W0 K  O1 D; i

: y. p" n% {+ V- N0 z
+ O3 Z& ?% x7 E+ ?, b) o% ?- Q" Q3 D' k

• 添加成功之后，查看卷组
  

7 T! K; L- z$ R* t

  A& ?9 [" U( P- X7 a) Y6 w) Z4 `

可以看到/dev/sdb1已经添加到卷组中了

• 查看卷组的情况
  ' ~9 I# G% E) v

' V, F% l: m6 `# h" L4 g. p2 D

这个卷组多了一块物理卷，空闲空间有40G，说明有40G的空间等待分配，把40G的空闲空间添加到原始空间里去，目前原始空间大小是19G，添加之后，就变成了60G，达到扩容的效果。

• 查看逻辑卷
  . S7 w8 C7 `& ]* l* i

$ S4 x3 n' b2 h! A2 b, h
: H( N% Z# _4 o; R/ c- u) C" r' _6 ^

物理卷写东西是通过往pv里写数据实现的，实际上通过/dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv这个路径往pv里写，这就是逻辑卷的概念。

这个路径是19G，要把它增加到60G，为这个逻辑卷lv扩容，有2种方式：

• 按照大小扩容(增加10个G)
  . i  [2 Z; h8 xlvextend -L +10G /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  & P# p! l' ~2 G+ |0 W( p8 O: f! M  s( P

. Y9 o% k2 n: S- q1 I. m+ e. L

增加10个G之后，这个lv逻辑卷的大小为29G了，

9 `7 e8 _  O' Q8 K

. B! S6 }6 q2 I$ j% N

还需要再刷新一下，

resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

0 A2 ?% C+ ^( _5 B' N: {

' l* m1 c2 ^5 B7 {

) T3 w3 @( }( ^/ c! G0 z  q* k4 Q

查看卷组

' w; G) v& R3 V2 q
/ b5 A/ c2 C" v8 m( @
. O& @4 C0 E7 K  v# b

空闲空间还有30G，一次性想把这30个G弄上去，就使用百分比的方式。

• 按照百分比扩容
  % W6 b. R# o" n9 q- [) W- h  Nlvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  5 W2 W# [4 v/ x

. B$ ^! I4 O5 M9 J. q- h, D; x

1 G  @( U! G/ o- `' {* A

查看lv大小是60G了，

6 X1 }. j! h3 e( @. ?4 s
- d( J- W4 Q  U: ^0 G' X( R

再刷新下，才可以使用

$ ]8 w- q  [$ G

$ Y1 c8 L  a8 L  y) x4 F5 n
1 o5 ~8 T. h; @, N

这样就扩容到了60G了。

小结

lvm是一种技术，它能将不同的硬盘变成一块硬盘用，有一个分组的概念，然后在组里面挂载所有的逻辑卷，逻辑卷是指向磁盘本身的，也就是说你不用lvm，就没有逻辑卷的概念。直接往硬盘里写东西，硬盘肯定是分开的 ，只有中间加入了一个概念叫逻辑卷，由逻辑卷帮你托管物理卷。真的磁盘叫物理卷，逻辑磁盘是不是真正的磁盘，和物理删除和逻辑删除是一个道理。由逻辑卷帮你操作物理卷，它来负责分发和写入，从磁盘上实现了所谓的负载均衡。

那写入的时候怎么写入呢?

mysql往里面写入数据，

+ m4 u% J, N  f+ ]( i% R
9 R" }8 E# {# p5 @. v4 e. h

创建一个user表，也许写在第一个逻辑卷里，创建一个商品表，写在第二个逻辑卷里，写到哪个磁盘，对我们来说是无感知的，因为mysql直接和卷组打交道，卷组vg帮我们做分散写。

如果下掉一块硬盘会怎样？有可能数据就读不出来了，因为是散列的往里写，没有真正的写入一块硬盘里，而是把一组数据分散写在不同的磁盘里，具体的怎么写法不知道，但就知道被分散写进去了。

一旦下掉一块硬盘，数据就可能无法读取了，一旦lvm扩容，就不可以再把硬盘卸载掉了。

不卸载可以再引申一个新的问题：磁盘坏道，因为磁盘不可能不坏吧，从而引入新的概念，热备份，后续再更新，敬请期待。