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 k2 Z8 M% b/ t

如果没有用lvm，再想扩容20个G的话，

4 U; A  `3 K# {3 E7 g& P9 V3 o

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，

4 }) l8 F' T' j2 R; L5 S0 M; c
* w* E& Y3 T; _# n) P. n0 ^* }* z

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。

& A# B  c; H: x! ]
/ j/ q, `. o% q: z  y4 h5 V+ B

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，

& R- w1 y, r& R

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，

- q$ e; D' p4 N6 b2 Z

以mysql写入数据为例，

3 I+ @8 T+ D7 T7 v& f
2 x, e1 q% P- d" `6 L6 @
& N+ _8 |& `. q% _0 S

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，

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
  * A% |; D6 j% V: N

9 k. L3 P& Y; ?* T' v" j+ f" x
4 V. _7 z$ o& l& E1 G
% P2 {; T+ U, G

• 选择磁盘
  # s. f8 y0 f+ b- l; V/ i* q; d  z

! P5 j, R1 F$ a; }
1 y5 Z; D8 g1 y2 N

• 指定磁盘容量
  

# s/ s' s& j( D. W8 @
+ a+ m' `; L/ U9 v; N6 x4 k7 A3 r' p0 U

• 指定磁盘文件
  7 H6 Y) R" Y* p- z' C

! t7 A' }( ?: F' I+ _
1 F* Z# e. G0 Y

这样就多了一块40G的硬盘，

  r' }+ n" i! Z8 m. x" {

怎么把这两块硬盘变成一块？

• 查看当前磁盘大小
  df -h
  6 `3 @. Q+ C7 a4 b

% r) i# ?1 E( E& L/ w/ i" w2 Q  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
  

. K9 K+ u8 B" |/ O' \! W  n% }

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
  pvdisplay
  

6 K, q8 P" c- e  C1 F- Z
; M. F: E! ~) O. J% ^# p" z) 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。

3 ]& `7 R; `( x, F5 w
/ t# ?5 f- \5 g" ?; M

sda是第一块硬盘，

sdb是第二块硬盘，

* h, l  ?7 e9 y6 J

• 检索硬盘
  fdisk -l |grep '/dev'
  

* x5 y% f' {$ a8 O

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，

6 ~; @- ~' ^2 i" O+ X1 ^

; X6 v7 T. d2 p) R/ d; r

7 g' _* x! i; U5 b( J

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/ Y+ n8 Q2 ]5 c- `9 N3 o* D

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。

' g7 q4 @- N' Z

* R( A3 `/ c$ J) A/ |( p

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
  * g1 b9 K% I# d7 ^) P# kmkfs -t ext4 /dev/sdb1
  - q* |( x- `3 o$ j& i7 B/ w/ b

• 创建物理卷（实实在在往里面写入数据的磁盘）
  pvcreate /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
  

• 查看卷组
  pvscan
  / o7 w; ?& y. }# v7 ~

6 A4 D9 e8 |% s. h; K& W3 v% W

9 x" |8 a4 [9 u+ ?# r

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，

; D4 h9 C7 v( V* g
6 u" Z& b4 x' \( q8 @4 Z
/ @; w, R3 H0 q; C( |3 K

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
  

; k3 y- D) p1 I2 ^7 x4 o

# Y  E$ x1 O# k% {6 y

• 添加成功之后，查看卷组
  

, K$ Z% v& O0 L" f: |+ m/ L
: o5 M/ `8 s5 R5 u+ @0 t

可以看到/dev/sdb1已经添加到卷组中了

• 查看卷组的情况
  & Q& g- g! H& G. P3 O( T/ j

6 `& q8 }9 g4 O) a6 |3 B. f

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
  

# o6 k" m7 e$ [1 F
+ E3 W1 r- x9 A+ y
' [2 M; z8 j, n( [* U3 Y

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
  ' v* y# Z( |4 R  r9 A- r

/ v  t7 d, a$ e% B8 w1 d4 z1 O

增加10个G之后，这个lv逻辑卷的大小为29G了，

# p7 w* h+ s' a: y! \, f" ~& D

还需要再刷新一下，

resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

7 |- k; W7 A2 p8 Q4 k) ]# H8 y$ w1 s0 p
* O1 H; A! s5 {! \2 g2 n



; C; i- M$ \% b; ?9 [* C

查看卷组

& i- A" L7 s/ h2 b+ X

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
  : v( e+ u/ @' q% ~& n; \# \7 v

& o% X' e1 U5 B/ \9 v
) A" ^0 q' E2 c
8 j/ i" G, c2 {$ M  y

查看lv大小是60G了，

  t" P/ B8 Z7 V1 `. a

再刷新下，才可以使用

# D+ b/ O- P! \$ U8 h
- b8 D/ ]& D) d  S7 B' k

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，

4 Q9 f$ T- m  s( t
% |3 K; R& _4 V8 j! B

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。