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逻辑卷管理器(LVM)概念解析

2016-07-07 17:50 EMC中文技术社区

在早期的计算机系统中,磁盘驱动器通常将一组连续的物理块分配给操作系统,导致操作系统或应用程序独享整个磁盘驱动器。这种模式的缺点是缺乏灵活性,当硬盘驱动器空间使用完后,无法扩展文件系统的容量。如果当磁盘驱动器存储容量增加时,把整个磁盘驱动器分配给文件系统通常会导致存储空间不能充分使用。为了使文件系统容量能够动态扩展以及高效的存储管理,逻辑卷管理器(LVM)开始发展。本文作为存储基础知识系列文章,将为您介绍逻辑卷管理器。

 

逻辑卷管理器(LVM)是一个运行在物理机器上管理逻辑或物理存储设备的软件,它在文件系统和物理磁盘之间起到桥梁作用。逻辑卷管理器(LVM)可以把一个大容量物理磁盘划分为若干小的虚拟磁盘,同时也可以把几个小的物理磁盘整合成一个大的虚拟磁盘,形成的这些虚拟磁盘可以给应用程序使用。

 

在介绍逻辑卷管理器(LVM)组件前,我们先介绍二个基本概念:“分区”和“串联”。

 

划分物理磁盘的过程叫磁盘分区(disk partitioning),它是为了改善磁盘驱动器的灵活性和使用率。在磁盘分区过程中,磁盘驱动器被划分成几个逻辑卷。通俗的说,就是将一个大的物理磁盘根据文件系统和应用程序的数据管理要求,划分成若干个小的逻辑卷。主机中磁盘进行初始化分区的过程,就是将一组连续的柱面分配给一个分区。当主机中有文件系统被访问是,完全不需要知道物理磁盘的结构和分区信息。

 

整合物理磁盘的过程叫串联(concatenation),简单说就是把若干小的物理磁盘整合成一个大的逻辑盘。

 

 

逻辑卷管理器(LVM)隐藏了物理磁盘的细节和数据在磁盘上的位置,优化了用户对存储的访问,简化了存储资源的管理,在更改存储配置时可以实现无应用程序中断。LVM主要由三部分组成:物理卷(physical volume)、卷组(volume group)和逻辑卷(logical volume)。

 

物理卷(physical volume)是指每一个连接到主机系统的物理磁盘。LVM将物理卷提供的物理存储空间转换成逻辑存储空间,方便应用程序或操作系统使用。卷组(Volume group)是由一个或多个物理卷组成,LVM在初始化时会为每个物理卷分配一个唯一的物理卷标识(PVID),在卷组使用中,支持物理卷的动态添加或删除,但是一个物理卷只能被一个卷组使用。在创建卷组时,每一个物理卷都会被划分为若干个大小相同的数据块,我们称这些数据块为物理区域(physical extent)。在指定的卷组中可以创建逻辑卷(logical volume),如果每个卷组可以被看成一个磁盘的话,那么每个逻辑卷都可以看成一个虚拟磁盘分区。一个卷组可以划分为多个逻辑卷,逻辑卷的大小取决于物理磁盘的数量和大小。

 

从操作系统的层面,逻辑卷就像一个“物理设备”,但是这个“物理设备”可以跨多个物理卷,并且由不连续的物理分区组成。在逻辑卷上创建文件系统后,就可以直接将逻辑卷分配给应用程序使用了。

 


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