利用LVM逻辑卷在RHEL6系统中实现磁盘动态管理＊

王韶霞，曲广平

（烟台职业学院，山东 烟台 264670）

磁盘管理是网管员进行系统维护时的一项日常工作，但在对磁盘进行分区大小规划时，有时往往不能确定这个分区要使用的总空间大小。当磁盘分完区以后，每个分区的大小已经固定了，如果分区设置的过大，就白白浪费了磁盘空间，分区设置的过小，又会导致空间不够用。而一旦分好区之后再要改变分区大小就非常困难，虽然可以重新划分磁盘分区或是利用Partition Magic之类的磁盘管理工具来调整分区大小，但无论采用哪种方式，操作起来都异常麻烦，而且在操作的过程中必须要将服务器停机或重启，这对一些担任重要角色的服务器是绝不允许的。

在Linux系统中提供了一种实用的磁盘管理机制—逻辑卷管理（LVM，Logical Volume Manager），通过它可以非常方便灵活地对磁盘实现动态管理。LVM是建立在磁盘分区和文件系统之间的一个逻辑层，管理员利用LVM可以在磁盘不用重新分区的情况下动态调整文件系统的大小，并且利用LVM管理的文件系统可以跨越磁盘，当服务器添加了新的磁盘后，管理员不必将已有的磁盘文件移动到新的磁盘上，通过LVM可以直接扩展文件系统跨越磁盘。

本文以Red Hat Enterprise Linux 6.3系统（以下简称RHEL6）为例，介绍LVM的设置与使用方法。

1 LVM简介

LVM是建立在物理磁盘和分区之上的一个逻辑层，通过它可以将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组，形成一个存储池。在卷组中可以任意创建逻辑卷，并进一步在逻辑卷上创建文件系统，最终在系统中挂载使用的就是逻辑卷，逻辑卷的使用方法与普通的磁盘分区完全一样。在LVM中主要涉及以下几个概念：

●物理卷PV（Physical Volume）

物理卷是构建LVM的基础，通常就是指磁盘分区，但和基本的磁盘分区不同的是，物理卷中包含有与LVM相关的管理参数。

●卷组VG（Volume Group）

LVM卷组类似于非LVM系统中的物理磁盘，可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。

●逻辑卷LV（Logical Volume）

LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的磁盘分区，在逻辑卷之上可以创建文件系统。

●物理块PE（Physical Extent）

每一个物理卷被划分为称为PE的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。在一个卷组中最多能包括65534个PE，所以它的大小会影响到整个卷组的最大容量。

LVM各组成部分之间的对应关系如图1所示。

图1 LVM磁盘组织结构图

从图1中可以看出，物理卷PV由大小等同的基本单元物理块PE组成，一个卷组VG由一个或多个物理卷组成，逻辑卷LV建立在卷组之上，逻辑卷相当于非LVM系统中的磁盘分区，可以在其上创建文件系统。

LVM屏蔽了系统底层的磁盘布局，但需要注意的是，由于“／boot”分区用于存放系统引导文件，所以不能应用LVM机制。

在RHEL6系统中，LVM得到了高度重视。比如在安装系统的过程中，如果设置由系统自动进行分区，则系统除了创建一个“／boot”引导分区之外，会将剩余的磁盘空间全部采用LVM进行管理，并在其中创建两个逻辑卷，分别挂载到根分区和交换分区。如图2所示。

图2 RHEL6系统自动创建的LVM逻辑卷

2 利用图形化工具实现LVM

在RHEL6系统中实现LVM的方法有两种：一种是利用LVM管理命令在字符界面下实现，另一种是利用system-config-lvm工具在图形界面下实现。在字符界面下涉及到的LVM管理命令比较多，尤其对于初学者较难掌握。RHEL6系统中的图形界面功能有了很大增强，相比命令行，操作起来更加简单直观。本文就采用system-config-lvm图形化工具来实现LVM。

2.1 安装system-config-lvm

在RHEL6系统中默认并没有安装system-config-lvm管理工具，不过在系统光盘中提供了相应的安装包，下面以yum安装的方式安装system-config-lvm。

挂载系统光盘：

[root＠localhost～]＃ mount／dev／cdrom／mnt

配置本地yum源：

[root＠localhost～]＃ vim／etc／yum.repos.d／dvd.repo

[dvd]

name＝dvd

baseurl＝file：／／／mnt／

gpgcheck＝0

安装system-config-lvm：

[root＠localhost～]＃yum install system-config-lvm

安装好system-config-lvm之后，在“系统／管理”中会看到LVM管理工具—“逻辑卷管理器”。

2.2 创建磁盘分区

磁盘分区是实现LVM的前提和基础，在使用LVM之前，首先需要划分磁盘分区。

在本次操作中，在系统中新增加了两块硬盘，并都已经创建好了分区，两块硬盘的分区信息如图3所示。

图3 硬盘分区信息

对硬盘“／dev／sdb”划分了一个主分区“／dev／sdb1”和一个逻辑分区“／dev／sdb5”，对硬盘“／dev／sdc”划分了一个主分区“／dev／sdc1”。需要注意的是，所有的分区类型都应指定为“linux LVM”，对应的ID为“8e”。

2.3 创建物理卷PV

创建物理卷是实现LVM的第一步。打开“逻辑卷管理器”，在“未初始化的实例”中可以看到已有的磁盘分区信息，选中磁盘分区“／dev／sdb1”，点击下方的“初始化实例”按钮，将之转化为物理卷，如图4所示。

用同样的方式将磁盘分区“／dev／sdb5”也转化为物理卷。

2.4 创建卷组VG

卷组是LVM的主体，类似于非LVM系统中的硬盘。

在“未分配的卷”中选中刚才初始化好的物理卷“／dev／sdb1”，点击下方的“创建新的卷组”按钮，如图5所示。

图4 创建物理卷

图5 创建卷组

然后在图6所示的界面中输入卷组的相关参数。

●“卷组名称”可根据情况自由设定，这里设置为“wgroup”。

●“最大物理卷数”指卷组中最多可以包含的物理卷的数目，默认值为256。

●“最大逻辑卷数”指卷组中最多可以创建的逻辑卷的数目，默认值为256。

●“物理扩展区”即物理块PE，是LVM中的基本存储单元，大小默认为4MB。

卷组创建完成后，在“未分配的卷”中选中“／dev／sdb5”，点击下方的“添加到已存在的卷组中”，将该物理卷也添加到“wgroup”卷组中，如图7所示。

图6 设置卷组参数

图7 向卷组中添加物理卷

图8 创建逻辑卷

这样便创建好了一个总容量为20GB的卷组。

2.5 创建逻辑卷LV

逻辑卷类似于非LVM系统中的磁盘分区，是我们最终使用的对象。

在已创建好的“wgroup”卷组中选择“逻辑视图”，点击下方的“创建新的逻辑卷”按钮，如图8所示。

在图9的界面中输入逻辑卷的相关参数。

●“逻辑卷名”可根据情况自由设定，这里设置为“ftp”。

●“LV属性”用于设置数据在逻辑卷中的写入方式。假如逻辑卷中包括了两个物理卷：“／dev／sdb1”、“／dev／sdb5”，“线性的”写入方式就是当“／dev／sdb1”中的空间被用完之后才会使用“／dev／sdb5”，数据是被顺序存储的；“分块的”就是将要写入的数据分作两部分，同时写入到“／dev／sdb1”和“／dev／sdb5”中。“分块的”写入方式类似于RAID 0，理论上效率要更高，但是安全性较差，任何一个磁盘分区出现问题都会导致数据丢失。由于在系统中实施LVM的主要目的是为了更加灵活地调整分区容量，所以这里推荐采用“线性的”写入方式，这也是系统的默认设置。

●“大小”用于设置LV的容量，这里将整个卷组的空间全部划给逻辑卷。

●“文件系统”，LV也需要经过格式化创建文件系统之后才能使用，这里只能格式化成Linux标准的ext类文件系统。

●勾选“挂载”可以将LV自动挂载到指定位置，这里设置将其挂载到“／var／ftp”目录，作为FTP服务器的主目录。

●勾选“重新启动时挂载”可以自动修改“／etc／fstab”配置文件，实现系统开机或重启时自动挂载LV。

点击“确定”按钮之后就创建好了设备名为“／dev／wgroup／ftp”的逻辑卷，并自动挂载到了指定的挂载点

这样，我们就可以像使用正常的磁盘分区一样地使用逻辑卷了。

图9 设置逻辑卷参数

图10 调整逻辑卷的大小

2.6 调整卷组和逻辑卷的大小

当逻辑卷的空间全部用尽时，只要按照上面的步骤，先创建出一个磁盘分区，将其初始化成物理卷之后，再加入到卷组中，然后就可以任意地调整逻辑卷的容量。

由于逻辑卷是位于物理磁盘和分区之上的一个逻辑层，所以逻辑卷可以跨越物理磁盘，将任何一个磁盘上的分区加入到同一个逻辑卷中。下面就将第三块磁盘中的分区“／dev／sdc1”加入到逻辑卷中。

首先按照上面的操作将“／dev／sdc1”初始化成物理卷，然后再将其添加到“wgroup”卷组中，最后打开逻辑卷“ftp”的属性设置界面，就可以对逻辑卷的大小进行任意调整，如图10所示。

3 结束语

通过LVM机制可以实现磁盘分区的动态管理，使磁盘分区管理工作具有更大的灵活性，并且使用system-config-lvm工具在图形界面下操作更加便于理解和掌握。在生产实践中，建议参照RHEL6系统的默认分区设置，将“／boot”以外的磁盘分区都设置成逻辑卷。另外为了提高磁盘性能，可以将LVM结合RAID一起使用，那将起到更好的效果。

[1]董良，宁方明.Linux系统管理[M].北京：人民邮电出版社，2012.

[2]张栋，张瑞生.网络服务搭建、配置与管理大全（Linux版）[M].2版.北京：电子工业出版社，2012.