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文档简介

1、L i n u x L V ML i n u x L V M 磁 盘 管 理 信息中心运行维护室 毕宏刚WindowsLinuxAIX 问题:服务器磁盘满了,怎么处理? 删除临时文件 更换大容量磁盘磁盘分区管理磁盘分区管理 windows windows动态磁盘管理介绍动态磁盘管理介绍Linux LVMLinux LVM介绍介绍相关知识介绍相关知识介绍实验操作演示实验操作演示磁盘分区介绍磁盘分区介绍磁盘格式介绍磁盘格式介绍磁盘分区方法磁盘分区方法概述概述传统磁盘管理方式传统磁盘管理方式磁盘分区介绍磁盘分区介绍 在传统的磁盘管理中,将一个硬盘分为两大类分区:主分区和扩展分区。主分区是能够安装操作

2、系统,能够进行计算机启动的分区,这样的分区可以直接格式化,然后安装系统,直接存放文件。 在一个MBR分区表类型的硬盘中最多只能存在4个主分区。如果一个硬盘上需要超过4个以上的磁盘分块的话,那么就需要使用扩展分区了。如果使用扩展分区,那么一个物理硬盘上最多只能3个主分区和1个扩展分区。扩展分区可以没有,最多1个。扩展分区不能直接使用,它必须经过第二次分割成为一个一个的逻辑分区,然后才可以使用。一个扩展分区中的逻辑分区可以任意多个。 硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区(也叫主引导记录MBR)。它由三个部分组成,主引导程序、硬盘分区表DPT(Disk Partition table)和分区有

3、效标志。在总共512字节的主引导扇区里主引导程序(boot loader)占446个字节,第二部分是Partition table区(分区表),即DPT,占64个字节,硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。 磁盘分区后,必须经过格式化才能够正式使用,格式化后常见的磁盘格式有:FAT(FAT16)、FAT32、NTFS、ext2、ext3等。磁盘格式介绍磁盘格式介绍FAT16FAT16 这是MS-DOS和最早期的Win95操作系统中最常见的磁盘分区格式。它采用16位的文件分配表,能支持最大为2GB的硬盘分区,是目前应用最为广泛和获得操作系统支持最多的一种磁盘分区格式,几乎所有的操作系统都

4、支持这一种格式,从DOS、Win95、Win97到Win98、Windows NT、Win2000,甚至火爆一时的Linux都支持这种分区格式。但是在FAT16分区格式中,它有一个最大的缺点:磁盘利用效率低。微软公司在Win97中推出了一种全新的磁盘分区格式FAT32。FAT32 FAT32 这种格式采用32位的文件分配表,使其对磁盘的管理能力大大增强,突破了FAT16对每一个分区的容量只有2 GB的限制。与FAT16相比,可以大大地减少磁盘的浪费,提高磁盘利用率。支持这一磁盘分区格式的操作系统有Win97、Win98和Win2000。但是,这种分区格式也有它的缺点,首先是采用FAT32格式分

5、区的磁盘,由于文件分配表的扩大,运行速度比采用FAT16格式分区的磁盘要慢。单个文件不能超过4G。NTFS 它的优点是安全性和稳定性极其出色,在使用中不易产生文件碎片。它能对用户的操作进行记录,通过对用户权限进行非常严格的限制,使每个用户只能按照系统赋予的权限进行操作,充分保护了系统与数据的安全。支持这种分区格式的操作系统已经很多,从 Windows NT 和 Windows 2000 直至 Windows Vista 及 Windows 7,Windows 8。NTFS是一个可恢复的文件系统。在NTFS分区上用户很少需要运行磁盘修复程序。NTFS通过使用标准的事务处理日志和恢复技术来保证分区

6、的一致性。发生系统失败事件时,NTFS使用日志文件和检查点信息自动恢复文件系统的一致性。ext2、ext3 ext2,ext3是linux操作系统适用的磁盘格式,Linux ext2/ext3文件系统使用索引节点来记录文件信息,作用像windows的文件分配表。索引节点是一个结构,它包含了一个文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置等信息。一个文件系统维护了一个索引节点的数组,每个文件或目录都与索引节点数组中的唯一一个元素对应。系统给每个索引节点分配了一个号码,也就是该节点在数组中的索引号,称为索引节点号。 linux文件系统将文件索引节点号和文件名同时保存在目录中。目前ext

7、4已经面世,云计算宿主机使用ext4格式。1)使用第三方的软件,如 Acronis Disk Director Suite、PQMagic、DM、FDisk等来实现分区2)操作系统提供的磁盘管理平台来进行。在 Windows 操作系统中,我们还可以使用diskpart通过指令调整磁盘分区参数。Linux操作系统使用fdisk工具磁盘分区方法磁盘分区方法PQMagicPQMagicdiskpartdiskpart 在Linux操作系统中,我们的磁盘管理机制windows上的差不多,绝大多数都是使用MBR(Master Boot Recorder)都是通过先对一个硬盘进行分区,然后再将该分区进行文

8、件系统的格式化,在Linux系统中如果要使用该分区就将其挂载上去即可 windows的话其实底层也就是自动将所有的分区挂载好,然后我们就可以对该分区进行使用了。传统磁盘管理方式传统磁盘管理方式传统磁盘管理存在的问题传统磁盘管理存在的问题 传统的磁盘管理经常会带来很多的问题,比如需要调整分区,目前可以通过其他第三方的磁盘管理软件调整,但是这样会给我们的文件系统造成很大的伤害,有时会导致文件系统崩溃等问题。磁盘调整磁盘调整新增磁盘新增磁盘磁盘分区管理磁盘分区管理 windows windows动态磁盘管理介绍动态磁盘管理介绍Linux LVMLinux LVM介绍介绍相关知识介绍相关知识介绍实验操

9、作演示实验操作演示概述概述基本磁盘与动态磁盘的对比基本磁盘与动态磁盘的对比基本磁盘与动态磁盘转换基本磁盘与动态磁盘转换图片演示图片演示动态盘类型介绍动态盘类型介绍 Windows 2000起引入了基本磁盘和动态磁盘的概念,并且把它们添加到Windows系统管理员的工具之中。两者之间最明显的不同在于操作系统支持。所有的Windows版本甚至DOS都支持基本磁盘,而对于动态磁盘则不是如此。只有,包括Windows 2000、Windows XP、Windows Vista、Windows 7/8及各版本server系统支持动态磁盘。概述概述1)基本磁盘受26个英文字母的限制,也就是说磁盘的盘符只能

10、是26个英文字母中的一个。因为A、B已经被软驱占用,实际上磁盘可用的盘符只有CZ 24个。在“基本磁盘”上只能建立四个主分区(注意是主分区,而不是扩展分区);另一种磁盘类型是“动态磁盘”。“动态磁盘”不受26个英文字母的限制,它是用“卷”来命名的。2)动态磁盘的最大优点是可以将磁盘容量扩展到非邻近的磁盘空间。基本磁盘与动态磁盘的对比基本磁盘与动态磁盘的对比简单卷 包含单一磁盘上或者硬件阵列卷的磁盘空间; 类似基本磁盘的基本卷; 只有一个磁盘时只能创建简单卷; 可扩容,可以被扩展。动态盘类型介绍动态盘类型介绍跨区卷 非容错磁盘,使用系统中多磁盘的可用空间; 至少需要两块硬盘上的存储空间; 最多支

11、持32个硬盘; 每块硬盘可以提供不同的磁盘空间; 可以随时扩展容量(NTFS); 无法被镜像。带区卷|条带卷 非容错磁盘(RAID 0)在系统中的多个磁盘中分布数据; 至少需要两块硬盘 最大支持32硬盘 将数据分成64k的“块”镜像卷 容错磁盘(RAID 1),把数据从一个磁盘向另一个磁盘做镜像; 每块磁盘提供相同大小的空间 浪费磁盘空间 空间利用率50% 无法提高性能Raid-5卷 RAID又叫“廉价磁盘冗余阵列”或“独立磁盘的冗余阵列” 至少需要3块硬盘,最大支持32硬盘 每块硬盘必须提供相同的磁盘空间 提供容错,提高读写性能 空间利用率n-1/n(n为磁盘数量)基本磁盘与动态磁盘转换基本

12、磁盘与动态磁盘转换 从“基本磁盘”升级到“动态磁盘”,磁盘数据是不会改变的,但是从“动态磁盘”返回到“基本磁盘”,磁盘中的数据会全部丢失。所以一定要慎用此功能。扩容磁盘图片演示图片演示建立跨区盘建立镜像卷磁盘分区管理磁盘分区管理 windows windows动态磁盘管理介绍动态磁盘管理介绍Linux LVMLinux LVM介绍介绍相关知识介绍相关知识介绍实验操作演示实验操作演示概述概述概念术语介绍概念术语介绍图片演示图片演示图形表述图形表述概述概述什么是文件系统”文件系统是对一个存储设备上的数据和元数据进行组织的机制。文件与目录的配置一块硬盘上可以划分许多区域,以Windows而言,我们可

13、以划分C盘、D盘等,在Linux之下,我们可以划分 / 、SWAP、/boot、/var、/home等,这与Windows上操作系统装于C盘是不一样的 LVM是逻辑盘卷管理(Logical Volume Manager)的简称,它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制,LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层,来提高磁盘分区管理的灵活性。LVLVVGFSFSFSFS 通过LVM系统管理员可以轻松管理磁盘分区,如:将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组 (volumegroup),形成一个存储池。 管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组(logicalvolumes),并进一步在逻辑卷组上创建

14、文件系统。管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小,并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配。 最主要的功能就是可以随时在线调整分区的大小,解决了安装Linux系统时需要评估分区大小的问题。而且当系统添加了新的磁盘,通过LVM管理员就不必将磁盘的文件移动到新的磁盘上以充分利用新的存储空间,而是直接扩展文件系统跨越磁盘即可。物理卷PV(physical volume)物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID),是LVM的基本存储逻辑块,但和基本的物理存储介质(如分区、磁盘等)比较,却包含有与LVM相关的管理参数。概念术语介绍概念术语介绍卷组VG(Vol

15、ume Group)LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘,其由物理卷组成。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。VG逻辑卷LV(logical volume)LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区,在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。FS LVFS LVPE(physical extent)每一个物理卷被划分为称为PE(Physical Extents)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。LE(logical extent)逻辑卷也被划分为被称为LE(

16、Logical Extents) 的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中,LE的大小和PE是相同的,并且一一对应。PE PE PE PELVLEPE PE PE PE图形表述图形表述硬盘1卷组(VG)/dev/xvda1/dev/xvda2lv_rootlv_swap文件系统VolGroup/boot/swap rootlocalhost # df -h 文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/VolGroup-lv_root 7.5G 991M 6.1G 14% / tmpfs 499M 0 499M 0% /dev/shm /dev/xvda1 485M 32M

17、428M 7% /boot查看文件系统(磁盘分区) rootlocalhost # fdisk -l Disk /dev/xvda: 10.7 GB, 10737418240 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/xvda1 * 1 64 512000 83 Linux Partition 1 does not end on cylinder boundary. /dev/xvda2 64 1306 9972736 8e Linux LVM查看磁盘情况 rootlocalhost # pvdisplay - Physical vol

18、ume - PV Name /dev/xvda2 VG Name VolGroup PV Size 9.51 GiB / not usable 3.00 MiB查看物理卷情况 rootlocalhost # vgdisplay - Volume group - VG Name VolGroup VG Size 9.51 GiB PE Size 4.00 MiB查看卷组情况 rootlocalhost # lvdisplay - Logical volume - LV Path /dev/VolGroup/lv_root LV Name lv_root VG Name VolGroup LV S

19、ize 7.54 GiB - Logical volume - LV Path /dev/VolGroup/lv_swap LV Name lv_swap VG Name VolGroup LV Size 1.97 GiB查看逻辑卷情况mylvmyvgpv图片演示图片演示说明新建一个PV(10G),将该PV放在新建的VG上,新建一个LV(8G),扩展VG(10G磁盘),扩展LV(17G)新建物理卷 rootlocalhost # pvcreate /dev/xvdb Physical volume /dev/xvdb successfully created rootlocalhost # p

20、vdisplay /dev/xvdb is a new physical volume of 10.00 GiB - NEW Physical volume - PV Name /dev/xvdb新建卷组 rootlocalhost # vgcreate myvg /dev/xvdb Volume group myvg successfully created rootlocalhost # vgdisplay - Volume group - VG Name myvg VG Size 10.00 GiB新建逻辑卷 rootlocalhost # lvcreate -L 8000M -n my

21、lv myvg Logical volume mylv created rootlocalhost # lvdisplay - Logical volume - LV Path /dev/myvg/mylv LV Name mylv VG Name myvg LV Size 7.81 GiB新建文件系统 rootlocalhost # mkdir /mylv rootlocalhost # mkfs -t ext3 /dev/myvg/mylv rootlocalhost # mount /dev/myvg/mylv /mylv rootlocalhost # df -h 文件系统 容量 已用

22、 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/VolGroup-lv_root 7.5G 991M 6.1G 14% / tmpfs 499M 0 499M 0% /dev/shm /dev/xvda1 485M 32M 428M 7% /boot /dev/mapper/myvg-mylv 7.7G 146M 7.2G 2% /mylv新建物理卷 rootlocalhost # pvcreate /dev/xvdc Physical volume /dev/xvdc successfully created rootlocalhost # pvdisplay /dev/xvdc is a

23、new physical volume of 10.00 GiB - NEW Physical volume - PV Name /dev/xvdc VG Name PV Size 10.00 GiB卷组中新增物理卷 rootlocalhost # vgextend myvg /dev/xvdc Volume group myvg successfully extended rootlocalhost # vgdisplay - Volume group - VG Name myvg VG Size 19.99 GiB逻辑卷扩容 rootlocalhost /# lvextend -L 17G

24、 /dev/myvg/mylv(扩容LV) Extending logical volume mylv to 17.00 GiB Logical volume mylv successfully resized rootlocalhost /# umount /mylv(卸载文件系统) rootlocalhost /# resize2fs /dev/myvg/mylv(调整文件系统) resize2fs 1.41.12 (17-May-2010) rootlocalhost /# mount /dev/myvg/mylv /mylv(挂载文件系统) rootlocalhost mylv# df

25、 -h(查看文件系统) 文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点 /dev/mapper/VolGroup-lv_root 7.5G 991M 6.1G 14% / tmpfs 499M 0 499M 0% /dev/shm /dev/xvda1 485M 32M 428M 7% /boot /dev/mapper/myvg-mylv 17G 170M 16G 2% /mylv磁盘分区管理磁盘分区管理 windows windows动态磁盘管理介绍动态磁盘管理介绍Linux LVMLinux LVM介绍介绍相关知识介绍相关知识介绍实验操作演示实验操作演示AIX LVM与与Linux LVM对

26、比对比大容量磁盘使用方法大容量磁盘使用方法AIX LVM与与Linux LVM对比对比 LVM可以说是AIX的王牌之一,也是高端Unix的标志之一,学习AIX需要理解LVM原理。 LINUX版本众多,各个版本对LVM定位不同,所以对LVM的支持也不同,虽然号称LVM已载入内核,但红帽系对LVM的支持比debian系(UBUNTU)要好一些。 发展历史 LVM最初由IBM开发并于1989年底左右随AIX 3发行,随后被OSF采用出现在OSF/1 OS里面,而HP则在93年11月的HP-UX 9.0.4/s800推出自己的LVM,该版本(以及DEC UNIX 的LVM)是以OSF版本为基础的。 l

27、inux 的LVM,最早是由德国人Heinz Mauelshagen于1997年开始开发的,他在德国电信(DT)工作时,利用业余时间做LVM的项目。2000年他进入Sistina Software Inc.专职做linux LVM。2003年Sistina被 Red Hat收购。 Linux LVM的风格确实和HP的LVM 相像,因为Heinz Mauelshagen是根据HP-UX LVM的实现来做的。术语对比1、PV(物理卷) 在PV的概念上,Linux和AIX有些不同。在AIX中PV只能是整个物理硬盘,Linux中PV即可以可以是一个完整的硬盘,也可以是硬盘中的一个分区,类型为8e2、V

28、G(卷组) 概念基本上是一样的,由一个或多个PV组成VG,逻辑上可以看成是一个大硬盘3、LV(逻辑卷) 意思上也差不多,逻辑卷是建立在卷组之上的,并且逻辑卷可以随意从卷组的空闲空间中增减。Linux LV可以减小,这一点比较先进了,AIX可能到了5.3以后才支持。4、PE(物理区域extent) =AIXs PP(物理分区)物理区域是物理卷中最小的可分配储存单元。不用物理分区(partition)的提法应该是为了和传统的分区概念区别开来吧。 5、LE(逻辑区域) =AIXs LP(逻辑分区)逻辑区域是逻辑卷中可用于分配的最小储存单元。功能对比 AIX下,支持直接逻辑巻启动,直接通过启动设备的M

29、BR找到逻辑卷,之后读取;但linux下,不支持LVM直接启动,所以,将系统安装在逻辑卷上时,需要将/boot目录,独立出来。 AIX下,通过自动扫描设备,直接以hdisk#来命名新加的物理硬盘,通过命令,可以直接将这些硬盘加入或新建VG使用;而linux下,需要先给新硬盘分区,再通过pvcreate命令来将分区转化为PV,所以,性能上应该会有损失。 AIX下的逻辑卷支持软raid功能,新建LV时,可以一个逻辑块对应1至3个物理块,具有更强的容错性,这一点,linux上没有。MBR介绍MBR(主引导记录)就是我们常用的分区方式,最大支持2.19TB(2的32次方*512byte),可以划分4个

30、主分区或3个主分区+1个扩展分区。大于2.19T的硬盘就会无法识别全部容量。大容量磁盘使用方法大容量磁盘使用方法GPT介绍 GPT:全局唯一标识分区表(GUID Partition Table)从Vista、win7时代开始,为了解决硬盘容量限制问题,增加了GPT(GUID分区表)。 GPT是一种新型磁盘模式,与我们常用的MBR磁盘相比更稳定,自纠错能力更强,一块磁盘上主分区数量不受(4个的)限制,支持128个主分区(windows限制,有资料介绍实际无限) GPT的分区信息是在分区中,而不象MBR一样在主引导扇区,GPT最大支持9.4ZB(1ZB=1024PB,1PB=1024EB,1EB=1024TB,即9.4ZEB=94亿TB)容量 在早期的32位版本的Win

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