linux磁盘的LVM、交换分区以及文件系统

目录

逻辑卷LVM

LVM管理

LVM特点

LVM的制作

创建物理卷

创建卷组

创建逻辑卷

格式化文件系统

挂载逻辑卷

LVM的扩容

添加硬盘做物理卷

卷组扩容

扩容逻辑卷

给文件系统扩容

LVM移除

LVM的缩容

交换分区

查看当前交换分区：free

Swap：虚拟内存

增加交换分区

基本分区方式增加

File方式增加

RAID

RAID:磁盘阵列

RAID常见的级别

raid0

raid1

raid5

raid10

---

逻辑卷LVM

LVM管理

LVM是Linux环境中对磁盘分区进行管理的一种机制，是建立在硬盘和分区之上、文件系统之下的一个逻辑层，可提高磁盘分区管理的灵活性。
​
LVM:Logical Volume Manager（逻辑卷管理）

LVM特点

当采用LVM时：
1.将硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间；
2.当磁盘空间不足而加入新的硬盘时，不必将数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可。
3.文件系统建立在LVM上，可以跨分区，方便使用；
​
使用LVM主要是方便管理、增加了系统的扩展性。可以跨分区，多个硬盘组合。
​
lvm和基本分区的区别
基本分区(MBR|GPT) ----> Filesystem（制作文件系统类型） ----> mount（挂载）
逻辑卷LVM ----> Filesystem（制作文件系统类型） ----> mount（挂载）

LVM的制作

创建物理卷

pvcreate 硬盘路径     //将新的硬盘转化为物理卷
​
查看物理卷信息：
pvs         //格式化输出物理卷报表
pvscan      //列出找到的物理卷
pvdisplay   //显示物理卷属性

创建卷组

vgcreate 卷组命名   物理卷路径   //将物理卷加入新建的卷组
​
查看卷组信息：
vgs         //显示逻辑卷组信息
vgscan      //扫描并显示卷组
vgdisplay   //显示VG卷组信息

创建逻辑卷

lvcreate -L 逻辑卷大小 -n 逻辑卷名称 卷组名称      //创建逻辑卷分区
​
-L 设置逻辑卷的大小（容量值）
-n 设置新的逻辑卷名 
-l 设置逻辑卷的大小（PE个数）
​
查看逻辑卷信息：
lvs       //显示有关逻辑卷的信息
lvscan     //扫描并显示LVM逻辑卷
lvdisplay   //显示LVM逻辑卷属性

格式化文件系统

mkfs.ext4   lvm逻辑卷路径   //使用ext4文件系统
mkfs.xfs    lvm逻辑卷路径   //使用xfs文件系统

挂载逻辑卷

mount 逻辑卷路径 挂载点
开机自动挂载方法一：
vim /etc/fstab           //进入磁盘开机自动挂载文件
​
​
使用磁盘路径方式编辑
/dev/centos/sdb1     /data1    ext4       defaults   0      0    
/dev/卷组/lv卷名称   挂载点路径   文件系统    文件系统属性 不备份 不检查
​
使用uuid方式编辑        blkid 分区后的磁盘路径   //获取uuid    uuidgen //获取系统的uuid
UUID="   "/data2      xfs       defaults   0     0
uuid     挂载点路径  文件系统    文件系统属性 不备份 不检查

LVM的扩容

添加硬盘做物理卷

pvcreate 硬盘路径

卷组扩容

vgextend 卷组 物理卷路径

扩容逻辑卷

lvextend -L 15G 逻辑卷路径   //扩容逻辑卷到15G
lvextend -L +15G 逻辑卷路径   //给逻辑卷加15G

给文件系统扩容

resize2fs 逻辑卷路径     //ext4文件系统扩容
xfs_growfs 逻辑卷路径    //xfs文件系统扩容

LVM移除

lvremove 逻辑卷路径          //移除逻辑卷
​
vgremove 卷组路径           //移除卷组
​
vgreduce 卷组名称 物理卷名称    //卸载卷组里面的物理卷
​
pvremove 物理卷路径         //移除物理卷

LVM的缩容

在 Linux 系统中，LVM (Logical Volume Manager) 是一种用于管理磁盘分区的工具，它允许你创建、删除、扩展和缩小逻辑卷（Logical Volume）。
提示：在进行任何磁盘操作前，请务必备份重要数据。操作错误可能导致数据丢失。
​
备份数据： 在开始缩小逻辑卷之前，首先备份其中的所有数据，以防止数据丢失。
​
卸载逻辑卷： 如果逻辑卷包含操作系统的根目录或者已挂载的其他重要目录，需要在进入单用户模式下或使用 Live CD 环境下卸载该逻辑卷。这是因为无法在线缩小当前正在使用的逻辑卷。
​
卸载文件系统： 在缩小逻辑卷之前，确保已卸载文件系统。如果是 ext2/ext3/ext4 文件系统，可以使用以下命令：
umount /mnt/vg2/lv1/
​
检查文件系统： 在缩小逻辑卷之前，最好使用文件系统检查工具检查文件系统是否有错误。对于 ext2/ext3/ext4 文件系统，可以运行：
e2fsck -f /dev/vg2/lv1
​
缩小逻辑卷： 使用 lvresize 命令来缩小逻辑卷。例如，假设你要将逻辑卷 `/dev/vg2/lv1` 缩小到 10G，可以运行：
lvresize --resizefs --size 缩小多少储存空间 逻辑卷     //这将缩小逻辑卷的大小，并自动调整文件系统大小。
​
重新挂载逻辑卷： 如果你在步骤2中卸载了逻辑卷，现在可以重新挂载它。
​
验证操作： 确认文件系统和逻辑卷已成功缩小到所需大小。
​
请注意，缩小逻辑卷涉及风险，如果操作不当可能导致数据丢失。因此，在进行此操作之前，务必备份所有重要数据，并谨慎操作。如果你对这些步骤不确定或不熟悉，建议寻求专业人士的帮助。

交换分区

查看当前交换分区：free

free -m     //查看内存信息
​
swapon -s  //查看交换分区信息

Swap：虚拟内存

作用： 提升内存的容量，防止OOM（Out Of Memory）

增加交换分区

基本分区方式增加

fdisk 硬盘路径       //分一个主分区出来
​
mkswap 分区后的硬盘路径     //格式化文件系统
​
vim /etc/fstab           //挂载
硬盘路径    swap    swap    defaults        0 0
​
swapon -a                 //激活swap分区(读取/etc/fstab)
swapon -s                 //显示交换分区的使用情况

File方式增加

dd if=/dev/zero      of=/文件名    bs=1M  count=512  //做一个file文件添加交换分区
dd 读入 从空设备里面拿空块 到交换分区      块多大  一共多少
​
mkswap /文件名     //格式化，制作文件系统
​
chmod 600 /文件名    //交换分区权限需要设置为600，默认644权限不安全
​
vim /etc/fstab    //挂载
​
swapon -a                 //激活swap分区(读取/etc/fstab)
swapon -s                 //显示交换分区的使用情况

RAID

RAID:磁盘阵列

RAID （ Redundant Array of Independent Disks ）即独立磁盘冗余阵列，通常简称为磁盘阵列。简单地说， RAID 是由多个独立的高性能磁盘驱动器组成的磁盘子系统，从而提供比单个磁盘更高的存储性能和数据冗余的技术。
​
RAID：廉价磁盘冗余阵列（Redundant Array of Independent Disks）
作 用：容错、提升读写速率

RAID类型	个数	利用率	优缺点
RAID0 条带集	2＋	100%	读写速率最快，不容错
RAID1 镜像集	2	50%	读写速率一般，容错
RAID5 带奇偶校验条带集	3＋	(n-1）/n	读写速率快，容错，允许坏一块
RAID6 带奇偶校验条带集双校验dp	4＋	(n-2）/n	读写快，容错，允许坏两块
RAID10 RAID1的安全＋RAID0的高速	4	50%	读写速率快，容错

RAID常见的级别

raid0

raid0 ---数据条带卷
最少需要两块磁盘，分别往每一块磁盘上写一部分数据
优点:
1.读写速度快， 
2.磁盘利用率：100%
缺点:不提供数据冗余，无数据检验，不能保证数据的正确性，存在单点故障。
​
应用场景：
1）对数据完整性要求不高的场景，如：日志存储，个人娱乐
2）要求读写效率高，安全性能要求不高，如图像工作站 

raid1

raid1 又叫镜像raid，通过磁盘数据镜像实现数据冗余，在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据。
一般需要两块磁盘，每块磁盘上都会存储一份完整数据。其数据安全性就会较高，但是磁盘空间利用率是比较低的。
​
优点:提供数据冗余，数据双倍存储安全性高支持容错。读速度快
缺点:写速度慢，无数据校验。磁盘利用率不高
磁盘利用率：50%
​
应用场景：
存放重要数据，如数据存储领域

raid5

raid5：RAID5应该是目前最常见的 RAID 等级，它的校验数据分布在阵列中的所有磁盘上。RAID5的磁盘上同时存储数据和校验数据。当一个数据盘损坏时，系统可以根据其他数据块和对应的校验数据来重建损坏的数据。　
​
raid5最少需要3块磁盘。
优点:
1.可以找回丢失的数据---数据可以通过校验计算得出，
2.冗余磁盘-->（需要4快磁盘将其中一块做热备）当某一块磁盘坏掉后，冗余磁盘会自动替换上去
3.有校验机制
4.读写速度高
5.磁盘利用率高
缺点：
1.磁盘越多安全性能越差
​
定义：
RAID 5是RAID 0和RAID 1的折中方案。RAID 5具有和RAID0相近似的数据读取速度，只是多了一个校验信息。RAID5的磁盘空间利用率要比RAID 1高，存储成本相对较低，是目前运用较多的一种解决方案。
​
​
应用场景：安全性高，如金融、数据库、存储等。

raid10

RAID10：先做镜像再作条带--也叫混合raid
优点：
1.较高的IO性能
2.有数据冗余
3.无单点故障
4.安全性能高
​
缺点：成本稍高
应用场景：
特别适用于既有大量数据需要存取，同时又对数据安全性要求严格的领域，如银行、金融、商业超市、仓储库房、各种档案管理等。