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，

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，

: r1 _& k+ o( Q( ^
: w; U: I$ C1 v) c+ v) y6 f; Y

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。

! s- o( N4 c8 H9 m3 S
# ~) v/ s5 Y% h! _
* T1 T! s: {1 F% `' u* e

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，

* z) B' A2 p+ a
$ R' F4 U$ M* q5 L! V- C
' c4 t9 d4 T; H: Q/ n. S5 c' K

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，

2 Z; m2 \7 X, \! d( @+ y

以mysql写入数据为例，

$ g. y0 _5 l1 R0 S) N4 i

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，

" b2 y' B9 c2 E' X" A6 J/ k
6 O3 U- a; |! f' o- p
" j: v; q* V, s, ?+ A

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？

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
  ( B1 @" \5 G% n# n9 j( V& ]+ f

% I$ F2 W! u% I9 n

• 选择磁盘
  % }+ y$ G! T) e2 p# A! f

; X8 g. p. T$ ^/ z

* O5 p/ C1 j0 r& c1 ^4 G

• 指定磁盘容量
  6 [* L. Y* r) @: W+ Q

# l: l5 W( p  c# N) b

9 e% ?* V0 r/ ~8 U" L, y

• 指定磁盘文件
  * w7 x9 U- G0 W

( ]# q% g% ]: S8 ?( h

这样就多了一块40G的硬盘，

& N: w- F, _8 i* d& H& c

怎么把这两块硬盘变成一块？

• 查看当前磁盘大小
  * Z+ q5 A& N3 u6 \0 j( Jdf -h
  

$ q1 X: N8 c2 U: L) i- ^6 `: W
. ]! J0 w% }! D, b9 d- o" C* g

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
  

& m7 ~3 s8 \% G

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
  * \! T0 H1 T3 ?  G+ J% Hpvdisplay
  & ]# h5 M/ W; B0 L  Y

9 {' ?4 t/ M5 j
0 |1 u! e5 S' V, d

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。

' S$ F, @, g) w
5 N3 j3 i0 f! i, d2 t

sda是第一块硬盘，

; q; F/ ^2 z6 R4 T3 N

sdb是第二块硬盘，

# `% y. q2 f9 p& E, b5 V

8 O- Y2 m, f: [* ~* L7 U

• 检索硬盘
  fdisk -l |grep '/dev'
  

2 D6 f- n! L6 j9 m6 a& l* z" U

- Z, o+ ?; X: N/ [$ u+ m& O3 r/ L4 W

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，

  q9 g, h" e2 k6 L* x  k
  M* {! j6 C- @% q" ~/ y

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？

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。

1 z; s: S  q& _/ k9 j3 V- I( }3 y
  A2 k5 Q' G3 ?+ i/ u. W3 Z
; l7 ?; Y2 V- ]* s0 }

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
  mkfs -t ext4 /dev/sdb1
  ; x6 a3 E1 n2 R/ ^9 N. N' A

, m+ U$ V6 n6 A! @0 N
$ X. P0 [8 U( B. R6 z

• 创建物理卷（实实在在往里面写入数据的磁盘）
    g& R5 W. C  O+ {pvcreate /dev/sdb1
  把sdb1这个分区变成了物理卷，就可以往里面写了。
  ; @7 {5 ^4 v7 E: `$ ?+ M物理卷交给lvm管理，即逻辑卷lv
  

( w! n* s+ e+ a! v; e, y$ n% ?' g

• 查看卷组
  pvscan
  9 x% _" o% g  s) O0 h+ U

/ H3 V" A' b! {6 O0 F$ [' w

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，

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
  vgextend ubuntu-vg /dev/sdb1
  

• 添加成功之后，查看卷组
  " r+ J& ^. D/ A: ?) H( V/ a

% Q" K1 ?# a1 x8 C

可以看到/dev/sdb1已经添加到卷组中了

• 查看卷组的情况
  

  h( W, N' g) z  d, y# e

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
  

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)
  8 Q' A5 p% C" x3 |lvextend -L +10G /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  

增加10个G之后，这个lv逻辑卷的大小为29G了，

( _3 g% U0 i9 u7 Z1 w2 k) Z: t5 f
( s; o3 {" _* Y8 o
* q- C1 w  c! o1 I0 `& t

还需要再刷新一下，

resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

  @+ o) Y; [! }$ z/ V' e) q

查看卷组

0 t" y1 |+ Q) \; I) I2 f

! p8 V" _* T5 u" k+ h

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
  : j3 M1 P0 E' i# alvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  2 E- O# V" i5 I1 }( t, O

+ s8 r. k# Z# _# G+ o; i7 m5 z; o' O
3 {) y3 n* B5 r/ w+ a
! l1 l& P+ X0 a; }& g5 h2 H

查看lv大小是60G了，

- G' P' D7 ^. @7 l, |7 @8 w
6 t& G8 n; Y- O& Y

再刷新下，才可以使用

% N6 e6 z: X$ w) z

0 x% h6 v. l1 K$ T- f- @

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，

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。