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JunJiang江骏

Staff Engineer @ Ant Group. Machine Learning GDE(Google Developer Expert). Focus on machine learning platform and training framework optimization.

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LVM 基础

tags: LVM Linux

Linux 磁盘操作的基本概念和命令

我极力推荐一个系列文章：

linux磁盘管理学习笔记（上） linux磁盘管理学习笔记（中）：df命令、du命令 linux磁盘管理学习笔记（下）：linux分区、挂载

第一篇文章介绍了磁盘的基本知识；第二篇介绍了两个最常用的命令，df(display free disk space)，du(display disk usage statistics)；第三篇主要就是介绍最简单的分区工具 fdisk。

我总结一下后两篇的精髓：

df -ha #关键是看懂输出的结果
# Filesystem 表示该文件系统在哪个分区，所以列出设备名称
# 1k-blocks 说明下面数字单位是1kb，可使用-h或-m来改变容量单位
# Used 已使用的硬盘空间
# Available 剩下的磁盘空间大小
# Use% 磁盘用了多少
# Mounted on 挂载点
du -sh [目录名] #查看目录大小
fdisk [-l] [设备名] #要学会不断按'm'看自己需要什么命令
# 另外，要知道光把盘分出来是不够的，还要用 mkfs 之类的命令把盘格式化后，并挂载，才能使用。

LVM 的名词概念

首先推荐一篇文章：点击这里

我其实也是通过这篇文章弄明白了 LVM 里 pv(Physical Volume)、vg(Volume Group) 和 lv(Logical Volumes) 的概念。

简单来说：

  • Physical Volume: 物理卷。就是磁盘上真的分区，磁盘是真的按那样分了区。（用 pvdisplay 查看）
  • Volumn Group: 卷组。就是把多个 PV 加到一个组里，以后把这整个卷当作一个“大硬盘”来使。（用 vgdisplay 查看）
  • Logical Volumn: 逻辑卷。是把上面组合出来的“大硬盘”重新分区，得到一个或多个逻辑卷。（用 lvdisplay 查看）

结合下面这张图，这三个名词的关系瞬间就清晰了：

接下来，我们用两个很实用的应用情景来介绍 LVM 的使用。

情景：将两块硬盘合并成一个大分区

有的时候，我们希望把两块甚至更多的硬盘组成一块大的硬盘来用。

假设从 /dev 里看到，你希望合并的两块硬盘叫 /dev/sdb 和 /dev/sdc，把它们合并成一块叫 KVM 的大硬盘，格式化后，挂载在 /kvm 下使用。

查看硬盘详细信息：

hdparm -i <device>

步骤：

#####1) 创建 Volumn Group 把 /dev/ 里的 sdb 和sdc 这两块磁盘整合作为一个组，当作一个“大硬盘”，取名为 KVM。

vgcreate KVM /dev/sdb /dev/sdc

如果系统识别出 /dev/sdb 还没有分区，那么会自动帮你把这整块 disk 分为一个区，相当于帮你敲了命令 fdisk /dev/sdb。
这时候，我们用 vgdisplay 就可以看到我们刚才创建的这个 Volumn Group 了。

（关于 fdisk 的详细用法，可参考这里 ）

#####2) 创建 lv (logic volumn) 这一步其实是从上面合并出来的这一个组(相当于“大硬盘”)里，选用里面的空间创建出一个逻辑卷。相当于对这个组里的硬盘重新规划（对大硬盘重新分区）。我们这里是希望直接把两块盘当作一块盘，所以要使用整个 Volumn Group 可用空间里的100%。

# 如果是全新的，那么FREE=VG，随便我们用哪一个作为标准
lvcreate -l 100%FREE -n <lvname> <vgname>
# 或
lvcreate -l 100%VG -n <lvname> <vgname>
# 或
# 用vgdisplay查看free的PE数后
lvcreate -l <PE数> -n <lvname> <vgname>

（关于 lvcreate 命令的详细介绍，查阅这里。）

#####3) 创建文件系统 就是把刚才做出来的逻辑卷(logic volumn)（重新分出来的区）格式化成真正能用的文件系统。

mkfs -t ext4 /dev/KVM/<lvname>
  • -t 为格式化成的文件系统type。
  • ext4 优于 ext3，所以首选 ext4。
  • 默认会保留磁盘空间的5%给super-user使用，如果这个文件系统只是给应用使用，可以考虑取消这块特区。用命令：mkfs.ext4 -m 0 /dev/KVM/<lvname> 但这样今后会容易产生磁盘碎片。

#####4) 创建要挂载到的目标目录

mkdir /kvm

#####5) 挂载

mount /dev/KVM/<lvname> /kvm

挂载完后，/kvm 目录下默认是空的，或只有一个 lost+fount 这样的“奇怪”目录。这已经挂载成功了。因为 /dev/KVM/<lvname> 这个文件系统里本来就是空的嘛。 这样，在 /kvm 里的任何文件，实际上就已经是存储到 /dev/KVM/<lvname> 这个逻辑卷(LV)里了。

#####6) 设置开机自动挂载 修改 /etc/fstab 添加：

/dev/mapper/KVM-images /kvm ext4 defaults 0 0

说明：

/dev/device        mountpoint    type     rules     dump      order
文件系统            挂载点         分区类型  挂载选项    dump选项  fsck选项

  • 文件系统（第一列）： 要用df命令查出来的名字

  • 挂载选项（第四列）： rules 是指挂载时的规则。下面列举几个常用的：
    auto - 开机自动挂载
    default - 按照大多数永久文件系统的缺省值设置挂载定义
    noauto - 开机不自动挂载。（请注意光驱和软驱只有在装有介质时才可以进行挂载，因此它是 noauto。）
    nouser - 只有超级用户可以挂载
    ro - 按只读权限挂载
    rw - 按可读可写权限挂载
    user - 任何用户都可以挂载

  • dump选项（第五列）： 这一项为0，就表示从不备份。如果上次用 dump 备份，将显示备份至今的天数。

  • fsck选项（最后一列）： order 指 fsck（启动时fsck检查的顺序）。为0就表示不检查，/ 分区永远都是1，其它的分区只能从2开始，当数字相同就同时检查（但不能有两1）。

下面是一个 fstab 文件的例子：

#e.g.
/dev/hda2     /           ext3    defaults   0   1
/dev/hda3     swap        swap    defaults   0   0
/dev/hda5     /usr        ext3    defaults   0   0
/dev/fdo      /mnt/flopy  ext3    noauto     0   0
/dev/cdrom    /mnt/cdrom  iso9660 noauto,ro  0   0

情景2：在不影响现有文件系统的前提下给磁盘扩容

考虑到篇幅，把这个情景单独写在一篇文章里：LVM 实战：磁盘扩容

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