Linux下的逻辑卷管理

　　摘　要：逻辑卷管理（Logic Volume Manager，LVM）是UNIX家族里一种优秀且被广为采用的分区管理方案，故Linux支持LVM是必然的。介绍逻辑卷管理的概念、实现机理。结合实际事例，在Linux下运用LVM处理硬盘空间分区的问题。表明LVM的独特优点，可以极大地方便分区管理。
　　
　　关键词：Linux；逻辑卷；LVM；分区
　　
　　Linux开始于芬兰赫尔辛基大学的Linus Torvalds的业余爱好。自从1992年发布第一个正式版以来，这只“企鹅”以其自由开放的代码和卓越的性能，赢得了全世界越来越多的电脑迷的青睐。许许多多的软、硬件制造商和爱好者都参与了Linux的推广和发展。逻辑卷管理，就是在这样的情形下，被Linux采用集成的。
　　
　　在各种商业UNIX系统中，譬如AIX，HP－UNIX，Tru64 UNIX等系统中，逻辑卷管理已经被广泛采用，成了事实上的一个标准。2001年1月，Linux 2．4．0内核发布，开始支持逻辑卷管理，使得Linux新内核更适应于服务器的应用。近期发布的RH7．3在安装时已经把逻辑卷管理作为单独安装模块供用户选择，进一步表明LVM应用上的趋势。
　　
　　1　逻辑卷管理简介
　　
　　逻辑卷管理（Logic Volume Manager），简称LVM，是与传统的静态分区完全不同的磁盘管理方法。如果给其下定义的话，就是一系列用于建立和控制逻辑卷区域的操作系统命令、库函数和其它工具的集合。逻辑卷管理（LVM）把实际性物理磁盘数据映射到一个简单而灵活的虚拟性的逻辑存储视图上，藉以控制磁盘资源。这样，也就是重新考虑了管理文件系统和卷的方法，系统在文件系统管理中增加了一个额外的抽象层，不需要深入细节的了解，可以实现虚拟分区或者动态建立一个逻辑卷以及更改卷的大小，允许文件系统跨越磁盘等功能。因此，相对与传统的磁盘和分区，对磁盘存储，LVM提供了一个更高的视角。这给了系统管理员向应用程序和用户分配空间以更高的灵活性。现在的Linux以标准兼容的方式提供了LVM的支持，让商业UNIX使用者至少感到有些熟悉。
　　
　　1．1　基本原理
　　
　　逻辑卷有几个基本概念：物理卷，卷组，物理分区，逻辑卷和逻辑分区。
　　卷组（Volume Group（VG））：卷组是lvm里的最高抽象级。它把逻辑卷和物理卷集中在一个管理单位里面。
　　
　　物理卷（physical volume（PV））：通常一个物理卷就是一块硬盘，或者看起来象一块硬盘的设备，如软件raid设备。
　　
　　逻辑卷（Logical Volume（LV）：等同于非lvm系统下的分区，lv可以看作标准的块设备，可以包含一个文件系统（如／home）。
　　
　　物理盘区（Physical Extents（PE））：每个物理卷被分成很多数据集合块，就是PE，PE的大小等同于卷组里的LV的大小。
　　
　　逻辑盘区（logical extent（LE））：每个逻辑卷被分成很多数据块，叫逻辑盘区。
　　
　　如图1、2所示，它们各自的关系是：一个独立的物理硬盘称为一个物理卷（PV），名为hda1，hdc1等。所有的物理卷属于一个称为diskvg的卷组（VG）。在卷组中的所有物理卷被划分成大小一样的物理盘区（PEs）。在每个卷组内，定义了几个逻辑卷（LVs）。逻辑卷是位于物理卷上的信息集合，在逻辑卷上的数据对用户来说是连续的，但在实际物理卷上的分布可能是不连续的。每个逻辑卷由一个或多个逻辑盘区（LEs）组成，如果逻辑卷做了镜像，那就要分配附加的物理盘区用于存储逻辑盘区的附加拷贝。逻辑卷可用于很多文件系统，如图中的ext2，xfs等等。
　　　
　　
　　2　LVM的应用
　　
　　2．1　配置、编译和安装
　　
　　对于2．4以后的内核，LVM已经被模块集成了，只需要编译内核时选上LVM就可以了。使用者可能不希望使用自带的（或发行版提供的）2．4内核所包括的LVM支持，而想使用最新的LVM版本，那么要将LVMtar文件中的补丁程序应用到当前的内核源码树即可。
　　使用的环境为一台高校BBS服务器，RH7．1，使用内核2．4．18，依据如下步骤安装LVM。
　　
　　在“Multi－device support（RAIDand LVM）”部分中选中它，这样才可以找到LVM选项：
　　
　　［＊］Multiple devices driver support（RAIDand LVM）
　　．．．．然后将看到以下选项，您也应该启用它们：＜＊＞Logical volume manager（LVM）support
　　
　　完成后，保存内核配置，并执行标准内核编译例程，然后重新引导。这样，已启用了内核LVM支持；现在，需要编译和安装用户磁盘空间工具。这一步很简单。
　　先转到lvm的目录下。
　　
　　另外还有一步，它是可选的。如果要做的不仅是测试LVM，还需要将以下几行添加到启动rc脚本中。
　　
　　这些行将浏览所有可用的卷组并激活它们。然后，将以下这行添加到关机rc脚本中，并确保它在卸装了所有文件系统后执行。
　　／sbin／vgchange－a n
　　
　　如果只是测试LVM，可以跳过这些步骤。只是要记住，在每次重新引导后，在逻辑卷可以使用前，需要以root输入“vgscan”和“vgchange－a y”。
　　
　　2．2　碰到的实际空间问题及解决
　　
　　该服务器使用QUANTUM30GB硬盘，有20GB用于ftp服务，现在由于BBS数据的逐步增大，拟取消ftp服务，用于增加BBS数据分区。由于BBS的新数据均被添加到／home目录下，所以解决办法就是把／home目录转移到逻辑卷里。
　　
　　①首先对20GB的硬盘空间（这里是／dev／hda5）进行分区，将分区的分区类型设置为“8E”（正规LVM分区类型），然后重新启动系统，以重新读取分区表。
　　接下来，将这20GB的分区初始化成物理卷，然后，使用这个物理卷创建一个卷组，最后，在卷组上分配一些范围，创建将包含新文件系统并存放当前／home中所有文件的逻辑卷。
　　
　　②用pvcreate命令将／dev／hda5初始化成物理卷。
　　
　　③然后创建卷组并向该卷组添加／dev／hda5，创建卷组之后，才可以创建所需数量的逻辑卷。这里将卷组称为“bbs”。
　　
　　④可以用vgdisplay来查看卷组的详细信息。现在用lvcreat命令创建逻辑卷，大小为10G，名字为“lvhome”。
　　
　　⑤然后，在逻辑卷上创建文件系统：mke2fs／dev／bbs／lvbbs。
　　
　　⑥下面的步骤，就是把逻辑卷mount上一个跟分区的目录，进入单用户模式拷贝／home目录的数据到逻辑卷上。修改／etc／fstab文件，以保证下次启动使用该分区。
　　
　　3　结论
　　
　　逻辑卷在linux下的采用使得管理文件系统变得非常容易，虽然配置LVM略显麻烦。假如日后数据进一步增大，则只需要简单使用lvextend命令给逻辑卷增加容量即可，这种增加，不需要重启，不需要把运行级别降低到1，甚至不需要umount分区。LVM的这些优点和特性。随着在实际管理中进一步地应用、发掘，就可以领略到LVM方便分区管理的优越之处。