Linux系统安全（四） | Linux下逻辑卷LVM的管理和RAID磁盘阵列

LVM简介

LVM(Logical Volume Manager) 逻辑卷管理器，可以动态调整磁盘容量，提高磁盘管理灵活性。绝大多数分区可以基于LVM创建，但是 /boot 挂载分区不能基于LVM创建。LVM底层文件系统ID为8e。

LVM的创建步骤：

1. 在创建磁盘分区的第二步，创建完分区后输入 t 选择分区然后修改分区类型，再输入对应的分区类型ID: 8e 即可。

2. 将磁盘分区初始化为物理卷，pvcreate /dev/sdb1 ，意思是将sdb1分区初始化为物理卷

3. 将初始化的物理卷加入卷组，vgcreate myvg /dev/sdb1 ，意思是将sdb1物理卷组成myvg卷组

4. 在已有的卷组中，创建逻辑卷，lvcreate -L 1G -n mylv myvg ，意思是将myvg卷组中抽出1G的空间建立逻辑卷mylv。然后给逻辑卷分配文件系统 mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv

5. 修改 /etc/fstab 文件，重新挂载所有 mount -a

注：当用一整块硬盘做逻辑卷时，第一步的创建分区和指定分区类型这一步可以省略，直接从第二步开始，将整块硬盘初始化为物理卷。

LVM的组成：

1. PV(Physical Volume) 物理卷，物理卷可以由整个硬盘也可以是独立分区转化而成。物理卷包括了许多默认大小为4MB的PE(Physical Extent)基本单元

2. VG(Volumn Group) 卷组，卷组由一个或多个物理卷组成的整体

3. LV(Logical Volume) 逻辑卷，从卷组中抽出一部分空间，可以建立文件系统

| 功能 | 物理卷PV | 卷组VG | 逻辑卷LV | | ---- | -------- | -------- | --------------------- | | 创建 | pvcreate | vgcreate | lvcreate | | 删除 | pvremove | vgremove | lvremove | | 增大 | | vgextend | lvextend / lvresize | | 减小 | | vgreduce | lvresize | | 显示 | pvs | vgs | lvs |

第一步：创建分区，并将其分区类型修改为LVM

第二步：磁盘分区初始化为物理卷，pvcreate /dev/sdb1

第三步：将初始化的物理卷加入卷组，vgcreate myvg /dev/sdb1

第四步：在已有的卷组中，创建逻辑卷，lvcreate -L 1G -n mylv myvg 。

使用命令 lvs 查看下我们创建的逻辑卷 mylv

给逻辑卷分配文件系统 mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv ,并且 blkid 查看信息。Linux中默认将所有逻辑卷链接到 /dev/mapper/ 目录下。/dev/mapper/myvg_mylv 是 /dev/myvg/mylv 是软连接

第五步：修改/etc/fstab 文件，将逻辑卷挂载信息加进去。

mount -a 重新挂载，df -Th 查看，可以看到，我们的 /dev/mapper/myvg-mylv 已经成功挂载上了

假如我们要再建立一个逻辑卷，那么一二三步都可以不用做，直接第四步，在已有的卷组中创建逻辑券(前提是你的卷组还有剩余空间)，然后剩余的步骤一样。我之后又创建了一个xfs文件系统的逻辑卷 mylv2 。

拉伸有两条命令：lvextend 、lvresize 。两条命令相同的用法。当卷组空间足够分配给逻辑卷时，拉伸LVM分为两步：

1. 拉伸逻辑卷 lvresize / lvextend -L 300M /dev/myvg/mylv

2. 通知文件系统 resize2fs /dev/myvg/mylv （EXT文件系统） xfs_growfs /dev/myvg/mylv (XFS文件系统)

第一步：拉伸之前，先用vgs查看卷组中剩余空间的大小，可以看到，我们还剩余1.5G

我们之前分配的 mylv 是1G ，mylv2是500M ，现在我们把mylv拉伸到1.9G，mylv2拉伸到1.1G。这样，就用完了卷组的空间了

lvresize -L 1.9G /dev/myvg/mylv 
lvresize -L 1.09G /dev/myvg/mylv2

第二步：扩展完之后，我们要去通知我们的文件系统，通知完之后，可以看到逻辑卷的空间变大了 resize2fs /dev/myvg/mylv
xfs_growfs /dev/myvg/mylv2

可以看到，我们的卷组的空间已经用完了。如果我们还想扩容的话，我们就需要扩大我们的卷组空间了

卷组的扩大：

扩大卷组空间，先新建一个分区，初始化为物理卷，然后加入 myvg 卷组中。可以看到，我们卷组的空间又变大了。接下来，对LVM进行扩容和上面的一样。vgextend myvg /dev/sdb2

1. 将挂载的文件系统下线 umount /mnt/lvm

2. 强制磁盘检查 e2fsck -f /dev/myvg/mylv

3. 通知文件系统缩小 resize2fs /dev/myvg/mylv 100M

4. 缩小逻辑卷 lvresize -L 100M /dev/myvg/mylv

5. 重新挂载 mount -a

注：xfs文件系统的逻辑卷不能缩小

注：当给文件系统通知的是400M ，而实际缩小到600M，这样最后挂载，实际只有400M，也就是浪费了200M 当给文件系统通知的600M ,而实际缩小到400M ，这样挂载不上，会报错 。所以给文件系统通知的大小，和实际缩小的大小一定要相同。

1. 删除或注释磁盘挂载信息 vim /etc/fstab ；将挂载的文件系统下线 umount /mnt/lvm

2. 删除逻辑卷 lvremove /dev/myvg/mylv ；删除卷组 vgremove myvg ；删除卷组底层的物理卷 pvremove /dev/sdb1

3. 删除磁盘分区 fdisk /dev/sdb ，一路狂按d和enter

4. 刷新磁盘分区，partprobe /dev/sdb 如果报错，在确保主机其他文件系统正常的情况下，重启主机

RAID(Redundant Arrays of Inexpensive Disks)容错式廉价磁盘阵列。RAID技术可以通过软件或硬件实现，将多个磁盘整合成为一个较大的磁盘装置，该装置不仅有存储功能，还具有数据保护的功能。RAID具有多个不同的等级，每个等级的对整合后的磁盘实现不同的功能。常用等级有RAID5

RAID的建立 1：利用3块硬盘组建RAID5 mdadm -C /dev/md0 -n3 -l5 /dev/sd[bcd] 。并且查看其状态 mdadm -D /dev/md0 或 cat /proc/mdstat

• -C 创建阵列存储设备

• -n 添加磁盘的数量

• -l RAID的等级

2：创建配置文件 /etc/mdadm.conf ，并且写入配置信息 3：然后把md0设备建立逻辑卷，修改配置文件 fstab，重新挂载

第一步：建立RAID存储设备md0，并且查看其状态，记住UUID

第二步：创建配置文件 /etc/mdadm.conf ，并且写入以下的信息

ARRAY /dev/md0 UUID=417c8b54:e78b0978:35ea0e66:63fa5f12

第三步：创建逻辑卷，修改配置文件，重新全部挂载。可以看到，我们的基于RAID的逻辑卷已经成功挂载了。

/dev/myraidvg/myraidlv /mnt/raid xfs defaults 0 0

模拟RAID故障：

模拟其中一块硬盘挂了之后，数据仍然完好无损，然后重新加入一块硬盘。

先查看 RAID 状态 ，可以看到，三块硬盘都是正常的。cat /proc/mdstat

我们先往逻辑卷里写入900M的文件，模拟生产情况下的数据

我们模拟其中的 sdb 挂了

mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb

• --fail 将设备设定为出错状态

• --remove 将设备从阵列中移除

• --add 添加设备进入阵列

可以看到 ，sdb已经挂了 。但是我们的900M的文件还是依然完好无损

那我们先把挂了的 sdb 移除，然后加上一个好的 sde 。madam --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb madam --manage /dev/md0 --add /dev/sde 可以看到，加上sde后，三个硬盘又组成了RAID。sde会同步其他两块硬盘上的数据

RAID阵列的停用

1. umount /mnt/raid 卸载设备 ; 修改 /etc/fstab 文件中的配置信息

2. 删除阵列中创建的逻辑卷，卷组，物理卷: lvremove，vgremove，pvremove

3. 删除 /etc/mdadm.conf 配置文件，取消设备开机加载阵列

4. 停止 md0: mdadm -S /dev/md0

5. 验证 cat /proc/mdstat mdadm -D /dev/md0

注：如果取消挂载设备的时候，显示设备正忙，可以使用 fuser -mv /mnt/xxx 看看是哪个进程在使用这个挂载点，然后杀死这个进程即可。

END