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，

5 `( y) [3 v" R8 _0 {
/ b: @0 w/ \. ?* m; M% @
2 h$ F3 e$ V2 R9 ^5 x

如果没有用lvm，再想扩容20个G的话，

3 o( p; e) C8 E4 S
. E0 t2 I: W, o2 Z4 r

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，

- p7 K' \0 k$ \9 Q* W

/ m  n' r4 p: s  \

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。

2 b' V3 n, ]7 I9 q2 u( ^5 n

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，

9 x% r9 f& ^: K  }$ \. N
  D/ q0 s$ c, a: i$ D. u  y% t4 J

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，

& D7 t1 u' O9 K  ~) l" X" {/ R

以mysql写入数据为例，

/ [0 g; V, a# V" S$ G9 `0 w

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，

- q+ g9 x- P* x# O
% `" \4 l' @5 J8 j" a) ]+ Y2 e1 t

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
  

$ e1 i% c9 y& t% h8 t, z( B

1 Q  ~4 q; Y. E" G. Q6 P  s

• 选择磁盘
  ; U/ Q+ O: [0 j& w; b- n; C

7 d" O) |2 p8 C! E& ^. ]1 n
! g4 J6 R7 u) q3 m! u
( s; |7 x/ a; m5 q

• 指定磁盘容量
  * Q* T: w: [9 R1 o9 M+ U# b

& a5 C* R1 |! J7 X* s4 v) ]

• 指定磁盘文件
  

' }/ b) m) S3 S: K8 ]& R

+ X+ A- L; p7 [+ Z3 N2 [! g

这样就多了一块40G的硬盘，

$ \3 K: l& ~* @0 X

怎么把这两块硬盘变成一块？

• 查看当前磁盘大小
  df -h
  8 A  r. F, o. B0 V. S8 T  }; R4 f

2 [% {/ s4 x' C; ~" k

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
  " Z  H* F- V- ^, C8 X% nlvdisplay
  

( u7 u( v5 G' y# \: Q7 [

5 u8 i% U, ]# j" c

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
  " Z# L; N. F$ s$ T' h& b: Cpvdisplay
  

9 W: _. P' P+ }  ]1 L* M' A
  N+ ]: L, Z+ ^5 t. a, h3 B
0 u# l1 F4 @8 W4 M2 R7 E: 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。

4 e4 U( b. G; M) d, E- y

% i, E% p* H: U# X! z; r+ ~  w

sda是第一块硬盘，

7 M: V& u* a$ q* l

sdb是第二块硬盘，

# z# m) u  X2 s) a0 A

• 检索硬盘
  8 i1 p8 R6 X  L7 ?fdisk -l |grep '/dev'
  

: F# b6 e* _- D9 h: Z

1 c9 W& C& Y1 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，

9 E$ O9 ]" i$ C1 a, g3 \, 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。

, o, F" ?% F/ g, P6 B3 k

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
  / B8 e7 R9 C" V& b

  E) q" J* `2 N  ?- _8 }. {$ m

# ]6 O6 t1 Z: B3 L1 M

• 创建物理卷（实实在在往里面写入数据的磁盘）
  pvcreate /dev/sdb1
    ?) h  |. q; L* X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
  + r0 k5 h! r/ ^5 M5 [) F$ \

. o$ A# t! L9 S, P
+ b- G) i9 B, x! o! Q

• 查看卷组
  pvscan
  6 H! t! m2 \" T" N4 \

% G6 D( [1 B3 M& G- ]1 J
) `1 `/ k+ C) W7 S) e6 M1 U# e' ?9 z

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，

! k! X  Q. G" T0 O% `/ m

4 G0 u$ @4 e9 c

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
  4 c5 d3 ~3 [% V" m+ D6 b0 Gvgextend ubuntu-vg /dev/sdb1
  

: A: E& ?% \- h
8 f% J3 S$ j% L4 h2 H
3 I+ o  t  J& @! B. m

• 添加成功之后，查看卷组
  4 X6 Z4 G8 L/ _2 T8 w3 i, x

可以看到/dev/sdb1已经添加到卷组中了

• 查看卷组的情况
  

' }/ M/ P' o8 c! T' O) l2 r

/ t: m" Y; y3 O. h! i0 c

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
  

+ S& }7 g; K. M
$ s4 [2 A& D' Y  T9 `

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
  % l5 U  v- o8 O& _

! R% I5 i8 [$ I# ?0 l! P
/ E2 V8 b6 j4 C

增加10个G之后，这个lv逻辑卷的大小为29G了，

1 N3 m6 j; {! Y! X9 x6 C. ]( V: O
, u; z: q: g5 G' M

还需要再刷新一下，

resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

+ ?1 ]4 Q, Y1 A# }* }( J% U

5 A% \1 U* C* f/ O
* Z& V/ `# n$ H/ S" u
1 I" [& }, U/ u

查看卷组

2 E1 V6 i. g; b
5 e3 ~* e: f( R. O7 Q

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
  ; o% t2 F& ?# |. b7 Z' Flvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  4 b# L1 k% A# l. t+ I7 p6 c; h: F3 V

: K* J) N+ z* L$ t0 Y

查看lv大小是60G了，

- [1 X& c9 W6 I  C( E# U

+ _, |) h" v9 ^" j& \

再刷新下，才可以使用

' N9 b2 j) x% n5 Q# z8 D$ W

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，

9 \3 L; p7 N* |
1 b/ ~& _: k, {6 P

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。