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，

3 k+ M- Y) \: n2 G

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，

: E4 i9 C5 Q+ l

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。

3 |% `  S- i+ e: }  f' _3 `
$ y8 W, g( s1 J9 d1 ?' R

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，

* E" d: |, ~6 R$ d8 ^3 }
% j! y, g6 Q# ~" t$ X

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，

; J9 ]  R6 _5 B: b4 g
, ^$ T# ]9 P: C9 w* `7 ?. |

以mysql写入数据为例，

+ ?" \5 G/ W+ W- \; X
( u3 B3 L6 W. s
4 `: Y/ o2 a" u! @1 X7 E9 h. ~3 }

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，

, x* l6 I: k( W* E- K

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？

  P) y7 N) j5 D6 [* j$ @
8 @& L& p' t' J" B9 W. t: p/ B' F+ H

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
  

5 c1 i  a' u: K
2 ~* I6 c) ?% S) A- f

• 选择磁盘
  9 E! @. N) M% {0 Q* k

8 ~5 I( K3 y4 N% Z
: r6 W7 g/ o  @
3 W6 i1 v1 `; Z1 r

• 指定磁盘容量
  8 t2 a5 y7 q7 q8 E

• 指定磁盘文件
  

8 j+ U& z7 ?0 D0 J& H( U
+ C" v. U! j6 @' Q+ @. y6 _. b6 S

这样就多了一块40G的硬盘，

- M; o8 N* L$ O. g

怎么把这两块硬盘变成一块？

• 查看当前磁盘大小
  / V7 l$ k0 _# J7 Z6 U4 s) mdf -h
  ; L+ L: J. U1 {4 V

& D6 @+ B5 L3 @- _* D2 J
* I4 K4 \6 X3 \% {' |* p

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
  

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
  0 f$ g: _: n( P) x0 e1 jpvdisplay
  

5 L# u4 H0 b9 m8 ~2 O/ ~  e
; g7 f& T8 W8 d- D6 s5 M
$ j  g) F+ j, p' A" h

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。

, g+ \  Z! `  Q
9 K/ Y7 o1 h0 v7 G( M4 ?$ [- X, @2 ~% S

sda是第一块硬盘，

; ~4 N* T7 ?$ V% T$ ^- |  O8 f

sdb是第二块硬盘，

9 [& L9 l/ q0 d! s
8 f7 M/ B2 K- E1 u9 @
1 `. I$ x2 }/ T, A' W) ~7 B! I

• 检索硬盘
  fdisk -l |grep '/dev'
  , ^& s1 Y7 I+ H# x, D$ ]0 v4 V6 J

6 K( `. y8 k+ e3 {; Q; @# b
. ~8 a) {! L1 K4 R

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，

9 p1 s8 y1 ^# d4 \- D# 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。

; t9 `" w+ B# H2 t4 f, K
2 y3 t, i- o7 M

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
  5 a3 v  ]* w, [. i1 s2 q4 m/ j4 ?mkfs -t ext4 /dev/sdb1
  

8 f. G  e( L: |( G; S3 f6 D8 V

• 创建物理卷（实实在在往里面写入数据的磁盘）
  pvcreate /dev/sdb1
  % L* |) `4 u9 w2 k8 E  w" x( k把sdb1这个分区变成了物理卷，就可以往里面写了。
  " R; D& Z, N" j$ Q物理卷交给lvm管理，即逻辑卷lv
  

% D) a% Q4 A- s1 g8 p7 ?
7 \6 |1 i+ ^, U

• 查看卷组
  pvscan
  7 D) F# X5 J* n9 o0 }

6 [/ C0 Z" b! l/ k4 g& r' q- N9 x
8 C4 W9 r, O( O8 b& y3 H/ t
% n. ~  ^! r3 [8 p2 s" @

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，

- z4 i4 l* y! r* A& {3 y0 U' G# G
. H( S" q- _4 w) `

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
  

! w+ r) n7 E* F* ?/ b. |1 T- _

" A' E7 k% t7 s" `: Q- v2 c" S

• 添加成功之后，查看卷组
  

- |" m: U' M# g" I6 a
% {9 l3 w( k- h  V6 A9 A; r0 F2 v
9 |' t* [2 {0 I2 D+ A% I

可以看到/dev/sdb1已经添加到卷组中了

• 查看卷组的情况
  

- E1 n" F8 L( {3 F
* h6 W6 G6 m' i5 {& z

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
  ! [, I6 Z% k; r2 k7 {+ ]

: D- z5 t; n; W2 ~

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)
  lvextend -L +10G /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  4 ^( F! u4 W. H: j# U

8 ?6 @, ^0 s) v5 o: M$ q% _1 `

增加10个G之后，这个lv逻辑卷的大小为29G了，

7 F( n$ O2 u: E/ R, H
3 H7 v% C) O% u$ S$ ]: Q4 n7 S* j

还需要再刷新一下，

resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

* c( d# I- |9 ]

查看卷组

# {" x& h6 {$ q+ V
) T$ n' g4 U  D( B: d6 N7 V
/ Z- M5 q% O. w: P$ X) ^3 u

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
  lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  

- ]# a; G3 s1 z8 Y3 i

查看lv大小是60G了，

, L# P! B1 R' c3 t$ C

再刷新下，才可以使用

. ^, r9 ?) Y1 F' _; W7 x
9 D, v; y# ?0 Z5 Y) a( y- Q4 s( ?
; N: l! U" P& c1 E5 w2 J
- n5 T5 z$ a$ z  b; R

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，

( T" j$ U( R$ [3 _1 N  R7 G1 N1 ^

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。