Detaillierte Erläuterung des Konfigurationsprozesses des logischen Linux-LVM-Volumes (Erstellen, Erhöhen, Reduzieren, Löschen, Deinstallieren)

Detaillierte Erläuterung des Konfigurationsprozesses für logische Linux-LVM-Volumes

Viele Linux-Benutzer werden bei der Installation des Betriebssystems auf dieses Dilemma stoßen: Wie können sie die Kapazität jeder Festplattenpartition genau bewerten und zuweisen? Wenn die anfängliche Bewertung ungenau ist und die Systempartition nicht ausreicht, müssen sie möglicherweise zugehörige Daten sichern und löschen oder sogar die Partition neu planen und das Betriebssystem neu installieren, um den Anforderungen des Anwendungssystems gerecht zu werden.

LVM ist ein Mechanismus zum Verwalten von Festplattenpartitionen in der Linux-Umgebung. Es handelt sich um eine logische Schicht, die über Festplatten und Partitionen und unter dem Dateisystem aufgebaut ist und die Flexibilität der Festplattenpartitionsverwaltung verbessern kann. Das Standardpartitionsformat von RHEL5 ist das logische LVM-Volumenformat. Es ist zu beachten, dass die /boot-Partition nicht basierend auf LVM erstellt werden kann und getrennt werden muss.

1.LVM-Prinzip

Um die Prinzipien von LVM zu verstehen, müssen wir zunächst vier grundlegende Konzepte logischer Datenträger beherrschen.

①PE (Physische Erweiterung)

②PV (physisches Volumen)

③VG (Volumengruppe)

④LV (Logisches Volumen)

Wir wissen, dass wir die Festplatte, nachdem wir LVM zur dynamischen Verwaltung verwendet haben, den Diensten der höheren Ebene in Form logischer Datenträger präsentieren. Der Zweck all unserer Operationen besteht daher eigentlich darin, ein LV (Logical Volume) zu erstellen. Das logische Volume wird verwendet, um unsere vorherige Partition zu ersetzen. Wir können es verwenden, indem wir das logische Volume formatieren und dann mounten. Wie funktioniert LVM? Es gibt keine Wahrheit ohne Bild. Lassen Sie uns das Prinzip der logischen Datenträger anhand eines Bildes erklären! !

1. Formatieren Sie unsere physische Festplatte in PV (Physical Volume)

Wir können sehen, dass es zwei Festplatten gibt, eine ist sda und die andere ist sdb. In der LVM-Festplattenverwaltung muss ich diese beiden Festplatten zuerst als unser PV (Physical Volume) formatieren, also als unser physisches Volume. Tatsächlich teilt LVM beim Formatieren des physischen Volumes die zugrunde liegende Festplatte nacheinander in PE (Physical Extend) auf. Die Standardgröße von PE in unserer LVM-Festplattenverwaltung beträgt 4 MB. Tatsächlich ist PE die grundlegendste Einheit unserer logischen Volumeverwaltung. Wenn ich beispielsweise eine 400-MB-Festplatte habe und sie in PV formatiere, wird die physische Festplatte tatsächlich in 100 PEs aufgeteilt, da die Standardgröße von PE 4 MB beträgt. Dies ist unser erster Schritt.

2. Erstellen Sie eine VG (Volume Group)

Nachdem wir die Festplatte in PV formatiert haben, besteht unser zweiter Schritt darin, eine Volume-Gruppe zu erstellen, also VG (Volume Group). Hier können wir die Volume-Gruppe in einen Speicherplatzpool abstrahieren. Die Rolle von VG besteht darin, PE zu installieren. Wir können VG ein oder mehrere PVs hinzufügen. Da die Festplatte im ersten Schritt in mehrere PEs aufgeteilt wurde, speichert VG nach dem Hinzufügen mehrerer PVs zu VG viele PEs aus verschiedenen PVs. Aus dem obigen Bild können wir ersehen, dass wir zwei Festplatten formatiert haben, jede Festplatte wurde in 3 PEs formatiert und dann wurden die PEs der beiden Festplatten zu unserem VG hinzugefügt, dann enthält unser VG 6 PEs und diese 6 PEs sind die Summe der PEs der beiden Festplatten. Normalerweise geben wir einer Datenträgergruppe beim Erstellen einen Namen, der dem Namen der VG entspricht.

3. Erstellen Sie das LV (Logical Volume), das wir zuletzt verwenden werden, basierend auf VG

[Hinweis] Nachdem PV und VG erstellt wurden, können wir sie nicht direkt verwenden, da PV und VG die zugrunde liegenden Elemente unseres logischen Datenträgers sind. Tatsächlich verwenden wir letztendlich den auf VG basierenden LV (Logical Volume), sodass der dritte Schritt darin besteht, den LV zu erstellen, den wir letztendlich auf VG basierend verwenden werden.

Nachdem wir unsere VG erstellt haben, bedeutet das Erstellen von LV zu diesem Zeitpunkt tatsächlich, die angegebene Anzahl von PEs aus der VG zu entfernen. Nehmen wir das obige Bild als Beispiel. Wir können sehen, dass wir zu diesem Zeitpunkt bereits 6 PEs in unserer VG haben. Zu diesem Zeitpunkt erstellen wir unser erstes logisches Volume, das die Größe von 4 PEs hat, also 16 MB (da die Standardgröße eines PEs 4 MB beträgt), und drei dieser 4 PEs stammen von der ersten Festplatte und das andere PE stammt von der zweiten Festplatte. Wenn wir das zweite logische Volume erstellen, beträgt seine Größe höchstens die Größe von zwei PEs, da vier der PEs unserem ersten logischen Volume zugewiesen wurden.

Das Erstellen eines logischen Datenträgers bedeutet also eigentlich, eine bestimmte Anzahl von PEs aus VG zu entnehmen. Die PEs in VG können aus verschiedenen PVs stammen. Die Größe des logischen Datenträgers, den wir erstellen können, hängt von der Anzahl der PEs in VG ab, und die Größe des logischen Datenträgers, den wir erstellen, muss ein ganzzahliges Vielfaches von PE sein (d. h. die Größe des logischen Datenträgers muss ein ganzzahliges Vielfaches von 4M sein).

4. Formatieren Sie das Dateisystem des von uns erstellten LV und mounten Sie es dann zur Verwendung

Nachdem wir das LV erstellt haben, können wir das Dateisystem formatieren. Was wir schließlich verwenden, ist das gerade erstellte LV, das der herkömmlichen Dateiverwaltungspartition entspricht. Wir müssen zuerst das Dateisystem formatieren und es dann mit dem Mount-Befehl mounten. Zu diesem Zeitpunkt können wir unser logisches Volume wie eine normale Partition verwenden.

Nachdem wir LV erstellt haben, werden unsere LV-Informationen im Verzeichnis /dev angezeigt, z. B. /dev/vgname/lvname. Jedes Mal, wenn wir ein VG erstellen, wird im Verzeichnis /dev ein nach dem VG benannter Ordner erstellt. Nachdem wir LV basierend auf dem VG erstellt haben, haben wir in diesem VG-Verzeichnis ein zusätzliches logisches Volume, das nach dem LV benannt ist.

Fassen wir das Funktionsprinzip des gesamten LVM zusammen:

(1) Die physische Festplatte wird als PV formatiert und der Speicherplatz in PEs aufgeteilt

(2) Verschiedene PVs werden demselben VG hinzugefügt, und die PEs verschiedener PVs gelangen alle in den PE-Pool des VG.

(3)LV wird auf PE-Basis erstellt und seine Größe ist ein Vielfaches von PE. Die PEs, aus denen LV besteht, können von verschiedenen physischen Datenträgern stammen.

(4) LV kann direkt formatiert und für den Gebrauch gemountet werden

(5) Die Erweiterung und Reduzierung von LV erhöht oder verringert tatsächlich die Anzahl der PEs, aus denen das LV besteht, und die Originaldaten gehen dabei nicht verloren

Wir können sehen, dass wir, wenn wir das LV hier erweitern möchten, direkt eine SDC-Festplatte hinzufügen, sie in PE formatieren und dann das PV zum VG hinzufügen können. Zu diesem Zeitpunkt können wir das LV dynamisch erweitern, indem wir die Anzahl der PEs im LV erhöhen, solange die Größe unseres LV die Größe unseres freien Speicherplatzes im VG nicht überschreitet!

2. Erstellen Sie ein logisches LVM-Volume

Nachdem wir uns mit dem Funktionsprinzip von LVM vertraut gemacht haben, müssen wir zuerst unsere physische Festplatte in PV formatieren, dann mehrere PVs zum erstellten VG hinzufügen und schließlich unser LV durch VG erstellen.

3. Erweitern Sie ein logisches Volume

Wir wissen, dass wir unsere Festplatten dynamisch verwalten können, wenn wir logische LVM-Volumes verwenden, was im Vergleich zu den verschiedenen Problemen herkömmlicher Methoden zur Datenträgerverwaltung eine erhebliche Erleichterung darstellt. Bei der herkömmlichen Methode zur Datenträgerverwaltung können wir, wenn die Partitionsgröße nicht ausreicht, nur eine physische Festplatte hinzufügen und diese dann partitionieren. Da die hinzugefügte Festplatte als unabhängiges Dateisystem existiert, hat sie keine Auswirkungen auf die ursprüngliche Partition. Wenn wir die Partition zu diesem Zeitpunkt erweitern müssen, können wir zuerst nur die vorherige Partition deinstallieren, dann alle Informationen auf die neue Partition übertragen und schließlich die neue Partition mounten. In einer Produktionsumgebung ist dies undenkbar. Aus diesem Grund verfügen wir über die Methode zur Datenträgerverwaltung mit LVM, mit der wir unsere Datenträger dynamisch verwalten können.

Schauen wir uns zunächst das schematische Diagramm zur dynamischen Erweiterung eines logischen Datenträgers an:

Aus der obigen Abbildung können wir ersehen, dass wir beim Erweitern des logischen Datenträgers tatsächlich die Anzahl der PEs im logischen Datenträger erhöhen und dass die Anzahl der PEs durch die Anzahl der verbleibenden PEs im VG bestimmt wird.

[Hinweis:] Der Vorgang zum Erweitern des logischen Volumes kann online durchgeführt werden, ohne dass das logische Volume deinstalliert werden muss.

Dies hat den Vorteil, dass wir es nicht deinstallieren müssen, wenn die Größe unseres logischen Datenträgers nicht ausreicht. Wir können die Größe unseres logischen Datenträgers dynamisch erhöhen, ohne dass dies Auswirkungen auf unser System hat. Wenn wir beispielsweise einen wichtigen Dienst oder eine Datenbank auf unserem Server ausführen und dieser rund um die Uhr online sein muss, ist es äußerst wichtig, die Größe des logischen Datenträgers dynamisch zu erhöhen.

Sehen wir uns als Nächstes die Schritte zum Erweitern des logischen Datenträgers an:

Da der Streckungsvorgang unseres logischen Datenträgers online durchgeführt werden kann, mounten wir den logischen Datenträger zunächst hier und strecken unseren logischen Datenträger dynamisch, wenn wir ihn verwenden.

4. Experimentelle Umgebung:

Erstellen Sie zunächst zwei Partitionen sdb1 1G, sdb2 2G von der leeren Festplatte sdb. Bereiten Sie sich auf das nächste LVM vor.

Um die Wartung und Verwaltung in Zukunft zu erleichtern, denken Sie daran, der Partition ein Etikett hinzuzufügen, damit andere diesen Bereich nicht einfach verschieben können, wenn sie das Etikett sehen, auch wenn Sie nicht da sind. Das LVM-Etikett lautet 8e. Denken Sie nach dem Einstellen daran, w zu drücken, um zu speichern

1. Erstellen Sie ein logisches Volume

Konvertieren Sie die beiden neu erstellten Partitionen /dev/sdb1 und /dev/sdb2 in physische Datenträger, hauptsächlich durch Hinzufügen von LVM-Attributinformationen und Aufteilen von PE-Speichereinheiten.

Erstellen Sie eine Volumegruppe vgdata und fügen Sie die beiden gerade erstellten physischen Volumes der Volumegruppe hinzu. Es ist ersichtlich, dass die Standard-PE-Größe 4 MB beträgt und PE die kleinste Speichereinheit der Volumegruppe ist. Die Größe kann mit dem Parameter –s geändert werden.

Teilen Sie 500 M vom physischen Datenträger „vgdata“ auf den neuen logischen Datenträger „lvdata1“ auf.

Verwenden Sie den Befehl mkfs.ext4, um ein ext4-Dateisystem auf dem logischen Datenträger lvdata1 zu erstellen.

Mounten Sie das erstellte Dateisystem /data1 in /data1. (Nach der Erstellung wird ein Softlink mit dem Namen „Volume Group-Logical Volume“ in /dev/mapper/ generiert.)

Um das automatische Mounten bei zukünftigen Neustarts des Servers zu ermöglichen, müssen Sie die erstellten Mounting-Informationen des Dateisystems zu /etc/fstab hinzufügen. Die UUID kann über den Befehl blkid abgefragt werden.

Um zu prüfen, ob /etc/fstab richtig eingestellt ist, können Sie zuerst das logische Volume data1 aushängen und dann mit mount –a den Kernel dazu veranlassen, /etc/fstab erneut zu lesen, um zu prüfen, ob es automatisch gemountet werden kann.

2. Das logische Volume lvdata1 reicht nicht aus. Wie kann es erweitert werden?

Das Hinzufügen von Speicherplatz zum logischen Datenträger hat keine Auswirkungen auf die Nutzung des vorherigen Speicherplatzes, sodass das Dateisystem nicht ausgehängt werden muss. Verwenden Sie direkt den Befehl lvextend –L +500M /dev/vgdata/lvdata1 oder lvextend –l 2.5G /dev/vgdata/lvdata1, um lvdata1 500 MB Speicherplatz hinzuzufügen (lvdata1 verfügt derzeit über 2 GB Speicherplatz). Denken Sie nach Abschluss der Einstellung daran, den Befehl resize2fs zu verwenden, um das Dateisystem zu synchronisieren.

3. So erweitern Sie die Volume-Gruppe, wenn die Volume-Gruppe nicht ausreicht

Erstellen Sie auf der zweiten Festplatte eine neue Partition namens sdb3. Die spezifischen Schritte werden weggelassen. Und fügen Sie die erstellte Partition der vorhandenen Volume-Gruppe vgdata hinzu. Verwenden Sie den Befehl pvs, um zu überprüfen, ob der Befehl erfolgreich ist.

4. Wenn der Festplattenspeicher nicht ausreicht, kann die Reduzierung des Speicherplatzes des logischen Datenträgers diesen für die Verwendung durch andere logische Datenträger freigeben.

Um den Speicherplatz des logischen Datenträgers zu reduzieren, führen Sie die folgenden Schritte aus:

1. Unmounten Sie zuerst das logische Volume data1

2. Verwenden Sie dann den Befehl e2fsck, um den freien Speicherplatz auf dem logischen Datenträger zu überprüfen.

3. Verwenden Sie resize2fs, um das Dateisystem auf 700 MB zu reduzieren.

4. Verwenden Sie den Befehl lvreduce, um das logische Volume auf 700 M zu reduzieren.

Hinweis: Die Dateisystemgröße und die logische Datenträgergröße müssen konsistent sein. Wenn das logische Volume größer als das Dateisystem ist, wird Speicherplatz verschwendet, da einige Bereiche nicht als Dateisystem formatiert sind. Wenn das logische Volume kleiner als das Dateisystem ist, kommt es zu Problemen mit den Daten.

Nach Abschluss können Sie es mit dem Mount-Befehl mounten und wiederverwenden.

5. So übertragen Sie bei einem Festplatten- oder Partitionsfehler schnell Daten auf andere Bereiche in derselben Datenträgergruppe.

1. Übertragen Sie Speicherplatzdaten mit dem Befehl pvmove

2. Verwenden Sie den Befehl vgreduce, um die ausgefallene Festplatte oder Partition aus der Datenträgergruppe vgdata zu entfernen.

3. Verwenden Sie den Befehl pvremove, um die fehlerhafte Festplatte oder Partition aus dem System zu löschen.

4. Entfernen Sie die Festplatte manuell oder reparieren Sie die Partition mit einigen Tools.

6. Löschen Sie das gesamte logische Volume

1. Unmounten Sie zunächst das logische Volume lvdata1 mit dem Befehl umount

2. Ändern Sie die Mount-Informationen des logischen Volumes in /etc/fstab, sonst startet das System möglicherweise nicht.

3. Löschen Sie das logische Volume lvdata1 über lvremove

4. Löschen Sie die Volumegruppe vgdata über vgremove

5. Konvertieren Sie das physische Volume mithilfe von pvremove in eine normale Partition.

Vergessen Sie nach dem Löschen nicht, die Partitions-ID zu ändern. Ändern Sie es einfach in eine normale Linux-Partition.

Zusammenfassung: Das logische LVM-Volume ist ein großartiger Mechanismus zur Speicherplatznutzung in Linux, da die Partition ohne Formatierung nicht vergrößert oder verkleinert werden kann. LVM kann Ihren Speicherplatz flexibel gestalten.

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