正文

lvm快照原理（linux lvm快照）

發(fā)布時間：2023-04-14 19:13:43 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 115

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來大家介紹下關(guān)于lvm快照原理的問題，以下是小編對此問題的歸納整理，讓我們一起來看看吧。

開始之前先推薦一個非常厲害的Ai人工智能工具，一鍵生成原創(chuàng)文章、方案、文案、工作計劃、工作報告、論文、代碼、作文、做題和對話答疑等等

只需要輸入關(guān)鍵詞，就能返回你想要的內(nèi)容，越精準，寫出的就越詳細，有微信小程序端、在線網(wǎng)頁版、PC客戶端

官網(wǎng)：https://ai.de1919.com。

創(chuàng)意嶺作為行業(yè)內(nèi)優(yōu)秀的企業(yè)，服務(wù)客戶遍布全球各地，如需了解SEO相關(guān)業(yè)務(wù)請撥打電話175-8598-2043，或添加微信：1454722008

本文目錄:

1、什么是lvm邏輯卷？有哪些特點？
2、centos5.7創(chuàng)建邏輯卷問題
3、Linux里面普通文件系統(tǒng)和邏輯卷區(qū)別是什么？
4、快照技術(shù)分為()類？

lvm快照原理（linux lvm快照）

一、什么是lvm邏輯卷？有哪些特點？

邏輯卷（LVM）它是Linux環(huán)境下對磁盤分區(qū)進行管理的一種機制，它是建立在物理存儲設(shè)備之上的一個抽象層，優(yōu)點在于靈活管理。特點： 1、動在線態(tài)擴容 2、離線裁剪 3、數(shù)據(jù)條帶化 4、數(shù)據(jù)鏡像相關(guān)特點分析，可以參考黑馬程序員社區(qū)一個板塊都是技術(shù)知識。我朋友在黑馬學(xué)的運維，現(xiàn)在13k16薪。我也正在學(xué)習(xí)呢。

二、centos5.7創(chuàng)建邏輯卷問題

LVM 邏輯卷管理

LVM的三個層次：

PV（物理卷）

可以是磁盤，也可以是分區(qū)（分區(qū)類型必須為8e），它是LVM的

基礎(chǔ)存儲設(shè)備

VG（卷組）

包含一個或多個物理卷（PV）的存儲池

LV（邏輯卷）

建立在卷組的基礎(chǔ)上，應(yīng)該層就工作的邏輯卷上，

可以對邏輯卷進行格式化，掛載等操作，然后存儲數(shù)據(jù)

幾個概念：

物理塊（PE）

LVM尋址的最小單位，物理卷都是以相同大小的物理塊為存儲基本單位,

大小可以是從 8k-16G,默認4M，一個VG中最多可以有65534個PE

邏輯塊（LE）

管理工具：

lvm2-2.02.56-8.el5

rpm -qa | grep -i lvm 看有沒有這個包，如果沒有要安裝

使用LV的一般過程：

1、為邏輯卷準備分區(qū)或磁盤(RAID也可以)

可以是分區(qū)（分區(qū)類型必須是8e），也可以是磁盤

2、創(chuàng)建物理卷

3、用物理卷創(chuàng)建卷組

4、激活卷組（一般可以省略）

5、在卷組上建邏輯卷

6、在邏輯卷上建文件系統(tǒng)（格式化、掛載）

創(chuàng)建實例：

1、建分區(qū)（分區(qū)類型必須是 8e）

# fdisk /dev/sda

Command (m for help): n

First cylinder (59668-60802, default 59668):

Using default value 59668

Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (59668-60802,

default 60802): +1g

. . . . . .

Command (m for help): p

Command (m for help): t

Partition number (1-15): 13 (分區(qū)編號)

Hex code (type L to list codes): 8e

Command (m for help): p

Command (m for help): w

# partprobe

2、利用分區(qū)創(chuàng)建PV

# pvcreate /dev/sda12 /dev/sda13 /dev/sda14 /dev/sda15

# pvscan

# pvdisplay #可通過這兩個命令來看PV是否真的有了

也可以直接拿RAID做PV

3、利用PV創(chuàng)建VG

# vgcreate vg1 /dev/sda12 /dev/sda13 /dev/sda14

# vgscan

# vgdisplay

4、卷組上創(chuàng)建邏輯卷（默認線性卷）

# lvcreate -n lv01 -L 500M vg1

# lvscan

# lvdisplay

5、使用

# mkfs -t ext3 /dev/vg1/lv01

# mkdir /lv01

# mount /dev/vg1/lv01 /lv01

# df -h

之后就可以在邏輯卷的掛載點上存儲數(shù)據(jù)了

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

創(chuàng)建條帶化的邏輯卷（要有多個PV）

# lvcreate -L 500M -n strp_lv -i2 vg1

# mkfs -t ext3 /dev/vg1/strp_lv

# mkdir /strp_lv

創(chuàng)建鏡象邏輯卷（要有多個PV）：

-m 指定鏡象份數(shù)

-m 1 鏡象1份，原始數(shù)據(jù)的同時，生成另一個副本

# vgdisplay

Free PE / Size 472 / 1.84 GB

# lvcreate -n mirr_lv -m 1 -L 500M vg1

# vgdisplay

Free PE / Size 221 / 884.00 MB

可看到，雖然創(chuàng)建的是500M的LV，但實際上用到1G的VG空間

這就是鏡象要另外使用的空間

# mkfs -t ext3 /dev/vg1/mirr_lv

# mkdir /miir_lv

練習(xí)：用兩個PV創(chuàng)建VG，再在該VG下創(chuàng)建一下鏡象LV

－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－

VG維護

vgchange 停、啟用vg

# vgchange -a n vg1 #停用卷組

# lvdisplay

LV Status NOT available

# vgchange -a y vg1 #啟用

# lvdisplay

LV Status available

如果該卷組下有LV在掛載使用，該VG是不能停用的，要停用必須要先卸掉

vg增加pv

# vgextend vg1 /dev/sda15

VG的擴容就是通過增加PV來實現(xiàn)的

vg移除pv

# vgreduce vg1 /dev/sda15

LV的管理與維護

在線擴容：

LV擴容，要求VG要有足夠的空間，擴展時選擴lv (lvextent)

再擴文件系統(tǒng)(resize2fs)

實施過程：

1、lvextent

# lvextend -L +200M /dev/vg1/lv01

# df -h 可以看到容量并沒有變化

# lvscan 可以看到容量增加了200M

2、resize2fs

# resize2fs /dev/vg1/lv01

# df -h 可以看到容量增加了

壓縮LV大?。?/p>

基本過程：umount -> fsck -f -> resize2fs -> lvreduce

# umount /lv01

# fsck -f /dev/vg1/lv01

# resize2fs /dev/mapper/vg1-lv01 400M

# mount /dev/vg1/lv01 /lv01/

# df -h 可看到變400M了

# lvscan 看到還是700M

# lvreduce -L 400M /dev/vg1/lv01

物理卷間的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移：

轉(zhuǎn)移條件：兩個PV在同一個VG中，并且目標PV不能小于被轉(zhuǎn)移的PV

實施方法：

1、將PV加到VG中來

# vgextend vg1 /dev/sda15

2、加載鏡象模塊

# modprobe dm-mirror

# lsmod | grep -i mirror

3、轉(zhuǎn)移數(shù)據(jù)

# pvmove /dev/sda14 /dev/sda15

4、將老的PV從VG中移除

# vgreduce vg1 /dev/sda15

LVM的快照

LVM的快照是對歷史上的數(shù)據(jù)做了一個保存，隨著時間的推移我們可以

通過LVM快照來訪問過去的歷史數(shù)據(jù)

# lvcreate -L 100M -s -n lv428 /dev/vg1/lv01

之后不對/dev/vg1/lv01 進行增、刪、改

文件內(nèi)容已徹底發(fā)生變化了

這時，一般情況下，再看前面數(shù)據(jù)已經(jīng)不可能了，如果有LVM快照

我們可以把快照調(diào)出來，看歷史上那點數(shù)據(jù)是什么樣子

# mkdir /lv_snap

# mount /dev/vg1/lv428 /lv_snap

又可看到歷史數(shù)據(jù)了

LVM 的刪除

刪除時要遵循一定的順序

先刪 LV -> 再刪 VG -> 再刪PV

和創(chuàng)建時剛好相反

刪除LV

umount /dev/vg1/lv01

lvremove /dev/vg1/lv01

刪除VG

vgremove /dev/vg1

刪除PV

pvremove /dev/sda12

pvremove /dev/sda13

在救援模式下使用LVM：

lvm命令，如 vgscan 實際是一些軟鏈接，鏈接到 lvm.static 或 lvm

但在救援模式下，有些鏈接是沒有建立的，在救援模式下要使用LVM的一些

命令，要在命令前加 lvm 前輟，如：

lvm vgscan

lvm vgchange

三、Linux里面普通文件系統(tǒng)和邏輯卷區(qū)別是什么？

邏輯卷

LVM（邏輯卷）的產(chǎn)生是因為傳統(tǒng)的分區(qū)一旦分區(qū)好后就無法在線擴充空間，也存在一些工具能實現(xiàn)在線擴充空間但是還是會面臨數(shù)據(jù)損壞的風險；傳統(tǒng)的分區(qū)當分區(qū)空間不足時，一般的解決辦法是再創(chuàng)建一個更大的分區(qū)將原分區(qū)卸載然后將數(shù)據(jù)拷貝到新分區(qū)，但是在企業(yè)的生產(chǎn)系統(tǒng)往往不允許停機或者允許停機的時間很短，LVM就能很好的解決在線擴充空間的問題，而且不會對數(shù)據(jù)造成影響，LVM還能通過快照在備份的過程中保證日志文件和表空間文件在同一時間點的一致性?！秎inux 就該這么學(xué)》

在LVM中PE(Physical Extend)是卷的最小單位，默認4M大小，就像我們的數(shù)據(jù)是以頁的形式存儲一樣，卷就是以PE的形式存儲。PV(Physical Volume)是物理卷，如果要使用邏輯卷，首先第一步操作就是將物理磁盤或者物理分區(qū)格式化成PV，格式化之后PV就可以為邏輯卷提供PE了。VG(Volume Group)是卷組，VG就是將很多PE組合在一起生成一個卷組，當然這里的PE是可以跨磁盤的，如果當前服務(wù)器磁盤空間不足就可以增加一個新磁盤對當前系統(tǒng)不會產(chǎn)生任何影響。LV(Logical Volume)是邏輯卷，邏輯卷最終是給用戶使用的，前面幾個都是為創(chuàng)建邏輯卷做的準備，創(chuàng)建邏輯卷的大小只要不超過VG剩余空間就可以。

文件系統(tǒng)

當硬盤分區(qū)被創(chuàng)建完成之后，還并不能直接掛載到目錄上存儲文件，需要選擇合適的文件系統(tǒng)進行格式化。常見的分區(qū)類型有FAT32、FAT16、NTFS、HP-UX等，而專供Linux使用的主流的一些分區(qū)有ext2/3/4、physical volume (LVM) 、softwareRAID、swap、vfat、xfs等。其中：

1、ext2/3/4：是適合Linux的文件系統(tǒng)類型，由于ext3文件系統(tǒng)多了日志記錄功能，因此系統(tǒng)恢復(fù)起來更加快速，ext4是ext3的升級，效率更加高，因此建議使用默認類型ext4類型，而不要使用ext2/3；

2、physical volume (LVM)：這是一種彈性調(diào)整文件系統(tǒng)大小的機制，即可以讓文件系統(tǒng)變大或變小，而不改變原文件數(shù)據(jù)的內(nèi)容，功能不錯，但性能不佳。

3、softwareRAID：利用Linux系統(tǒng)的特性，用軟件仿真出磁盤陣列功能。

4、swap：就是內(nèi)存交換空間。由于swap并不會使用到目錄樹的掛載，因此用swap就不需要指定掛載點。

5、vfat：同時被Linux與windows所支持的文件系統(tǒng)類型。如果主機硬盤同事存在windows和linux兩種操作系統(tǒng)，為了進行數(shù)據(jù)交換，可以使用該文件系統(tǒng)。

6、xfs：也是一個文件系統(tǒng)類型，在centos7中將被作為默認的文件系統(tǒng)類型，替換ext4。

四、快照技術(shù)分為()類？

當前，快照技術(shù)已經(jīng)越來越多的被應(yīng)用于企業(yè)的備份恢復(fù)應(yīng)用，但是對于快照技術(shù)的原理，不同快照技術(shù)的區(qū)別以及優(yōu)缺點，卻很少有人詳細提及。面對市場中多樣的快照技術(shù)，用戶應(yīng)該如果選擇呢?

什么是快照技術(shù)?

快照技術(shù)主要是在操作系統(tǒng)以及存儲技術(shù)上實現(xiàn)的一種記錄某一時間系統(tǒng)狀態(tài)的技術(shù)。近來，Oracle等數(shù)據(jù)庫廠家以及Vmware等虛擬化產(chǎn)品也把這種技術(shù)引入各自的數(shù)據(jù)保護當中。

存儲中使用快照技術(shù)由于其廣泛的實用性成為應(yīng)用最廣泛的。本文主要探討的是各種不同的存儲快照技術(shù)。

SINA對于快照的定義是：關(guān)于指定數(shù)據(jù)集合的一個完全可用拷貝，該拷貝包括相應(yīng)數(shù)據(jù)在某個時間點(拷貝開始的時間點)的映像?？煺湛梢允瞧渌硎镜臄?shù)據(jù)的一個副本，也可以是數(shù)據(jù)的一個復(fù)制品。

由此我們可以看到快照的一些特性：

數(shù)學(xué)建模中通常包含指針技術(shù)快照一旦生成，一定是記錄了某一個時間點的系統(tǒng)的完全狀態(tài)。

為什么要使用快照技術(shù)

瞬時備份：在不產(chǎn)生備份窗口的情況下，可以幫助客戶創(chuàng)建一致性的磁盤快照，每個磁盤快照都可以認為是一次對數(shù)據(jù)的全備份。從而實現(xiàn)常規(guī)備份軟件無法實現(xiàn)的分鐘級別的 RPO。

快速恢復(fù)：用戶可以依據(jù)存儲管理員的定制，定時自動創(chuàng)建快照，通過磁盤差異回退，快速回滾到指定的時間點上來。通過這種回滾在很短的時間內(nèi)可以完成。大大的提高了業(yè)務(wù)系統(tǒng)RTO的水平。

應(yīng)用測試：用戶可以使用快照產(chǎn)生的虛擬硬盤的數(shù)據(jù)對新的應(yīng)用或者新的操作系統(tǒng)版本進行測試，這樣可以避免對生產(chǎn)數(shù)據(jù)造成損害，也不會影響到目前正在運行的應(yīng)用。

報表打印等資源消耗較大的業(yè)務(wù)的分離：用戶可以將指定時間點的快照虛擬硬盤分配給一個新的服務(wù)器，從而實現(xiàn)將報表打印等對于服務(wù)器核心業(yè)務(wù)會產(chǎn)生較大影響的剝離。使核心業(yè)務(wù)服務(wù)器運行更加平穩(wěn)有效快速的運行。

降低數(shù)據(jù)備份對于系統(tǒng)性能的影響：通常數(shù)據(jù)備份是在業(yè)務(wù)服務(wù)器上完成的。每次發(fā)起數(shù)據(jù)備份必然對當前業(yè)務(wù)系統(tǒng)運行性能造成影響。通過快照虛擬硬盤的提取后，備份工作可以轉(zhuǎn)移到其他服務(wù)器上。從而實現(xiàn)了零備份窗口(針對應(yīng)用主機)，零影響的理想數(shù)據(jù)備份。

傳統(tǒng)的存儲快照技術(shù)(copy-on-write)

傳統(tǒng)的存儲快照技術(shù)以IBM Flashcopy/HDS Shadowimage等為代表，這類技術(shù)由于自動生成的能力不足，防御意外的能力比較弱，一般不用于自動備份，而是用于系統(tǒng)更新之前的一種計劃內(nèi)數(shù)據(jù)保存方式。

傳統(tǒng)存儲快照技術(shù)是基于時間點的復(fù)制，能夠在一個存儲單元中建立數(shù)據(jù)的完全卷拷貝。如果生產(chǎn)系統(tǒng)此時對某一個數(shù)據(jù)集合進行頻繁的修改，在這種情況下產(chǎn)生一個時間點一致拷貝是比較困難的。當進行快照時，快照的源卷將會被凍結(jié)幾秒鐘;當快照拷貝的位圖建立之后，源卷才可以繼續(xù)進行 I/O操作。當位圖建立后，后臺拷貝需要進行一段時間，但是在目標卷上看來，拷貝已經(jīng)完成了。

基于寫重定向的存儲快照技術(shù) (Redirect Write)

通過寫重定向來實現(xiàn)數(shù)據(jù)快照技術(shù)主要在NETAPP公司的存儲和NAS中使用，NETAPP 稱為Snapshot，由于Snapshot只能提供只讀的卷，如果需要對快照虛擬磁盤進行寫操作，還需要配合Flexclone技術(shù)實現(xiàn)。

SnapShot是WAFL文件系統(tǒng)"任意位置寫入"功能帶來的一項突出優(yōu)勢。一份SnapShot是文件系統(tǒng)的在線只讀拷貝。創(chuàng)建文件系統(tǒng)的一份SnapShot僅僅需要幾秒種的時間，并且除非原始文件被刪除或者更改，數(shù)據(jù)快照并不占用額外的磁盤空間。只有修改活動文件系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)塊并寫入磁盤中新的位置時，SnapShot才會占用額外的磁盤空間。

基于首次寫入變更的存儲快照技術(shù)(Copy-On-First Write)

基于首次寫入變更的存儲快照技術(shù)是由傳統(tǒng)的Copy on write發(fā)展而來的，通過整合不同時間的不同快照，使他們之間建立關(guān)聯(lián)性，從而回避了傳統(tǒng)快照技術(shù)的在多個快照時對于性能和個數(shù)的影響。

這類技術(shù)主要是以美國飛康公司為代表的。飛康公司稱之為Timemark。飛康Timemark 是一種基于時間點的和可定制策略的存儲數(shù)據(jù)快照保護技術(shù)。Timemark可以按照客戶要求定時的周期產(chǎn)生或者按照策略進行生成，每個數(shù)據(jù)卷可達到255 個快照。由于Delta增量空間只有在數(shù)據(jù)變更的時候才會被占用，255個快照(相當于255份數(shù)據(jù)版本)只需要非常有限的空間就可以實現(xiàn)。另外，飛康近來發(fā)明了"錄像"(Journal) 技術(shù)，任何一秒鐘的數(shù)據(jù)可以迅速變成一個新的快照，使快照技術(shù)登上了一個新的高度。

快照技術(shù)的比較與選擇

傳統(tǒng)的快照技術(shù)主要是針對每個存儲資源時間點狀態(tài)的單一保護。雖然同一存儲資源也可以實現(xiàn)幾份乃至十幾份的快照，但是快照之間彼此是沒有關(guān)聯(lián)性的。正是由于這個缺陷，是當存儲管理員對同一存儲資源需要多個時間點的多份快照時，傳統(tǒng)的存儲快照技術(shù)遇到以下問題：

存儲容量問題：傳統(tǒng)快照技術(shù)通常是一份快照就需要一份磁盤空間，當客戶需要的快照數(shù)量上百個之后，產(chǎn)生數(shù)百倍的空間占用，顯然單一存儲的空間局限性問題將暴露的非常突出。同時，其價格也將變得非常昂貴。因而，一般并不用于多份數(shù)據(jù)快照。實際上，這類快照技術(shù)的快照數(shù)量本身就十分少(如8 個)，也不會用于多個時間點的自動快照機制。

存儲性能問題：由于不同時間產(chǎn)生的傳統(tǒng)存儲快照之間沒有關(guān)聯(lián)性，假如需要生成多個快照，一個磁盤塊的寫入很可能向多個快照空間發(fā)出保存當前時間點原始數(shù)據(jù)的指令，例如產(chǎn)生10個快照的話，就要將一份原始數(shù)據(jù)同樣寫入10個快照區(qū)域，這樣產(chǎn)生的寫懲罰十分驚人，而且數(shù)據(jù)庫還需要產(chǎn)生短時凍結(jié)，大大降低系統(tǒng)性能。舉例：一個系統(tǒng)中有12份快照，當一個數(shù)據(jù)需要寫入時，在存儲中將產(chǎn)生 13個寫操作和1個讀操作。其對存儲性能的影響根本無法被接受。

Redirect Write技術(shù)和Copy-On-First Write技術(shù)都可以在少量的空間內(nèi)實現(xiàn)高達255份快照。但是由于實現(xiàn)機理不同，所以呈現(xiàn)出不同的性能特性，有著不同的使用領(lǐng)域。

Redirect write的Snapshot技術(shù)在數(shù)據(jù)寫入是沒有任何性能影響，但是由于破壞了原有數(shù)據(jù)在磁盤上的連續(xù)分配，如果應(yīng)用程序在數(shù)據(jù)寫入后存在大量連續(xù)讀操作(如報表業(yè)務(wù)等)，則會降低讀性能，導(dǎo)致業(yè)務(wù)相應(yīng)時間變長。此外，快照數(shù)據(jù)只能提供讀操作，不能寫入數(shù)據(jù)。對于大量業(yè)務(wù)環(huán)境并不符合要求。為了實現(xiàn)對虛擬快照磁盤的可讀寫訪問，必然要使用Flexclone技術(shù)，因此每次寫都會變成兩次寫，產(chǎn)生對寫性能的影響，并且破壞了數(shù)據(jù)在磁盤上的連續(xù)分布。因此，我們認為Redirect Write技術(shù)比較適合寫入數(shù)據(jù)量遠遠大于讀數(shù)據(jù)量的應(yīng)用系統(tǒng)，或者向NAS這種用來做歸檔和備份存儲產(chǎn)品。但是對于當前絕大多數(shù)讀寫比3：1到10：1 的數(shù)據(jù)中心級別的系統(tǒng)來講，可能對業(yè)務(wù)系統(tǒng)產(chǎn)生性能影響。

以上就是關(guān)于lvm快照原理相關(guān)問題的回答。希望能幫到你，如有更多相關(guān)問題，您也可以聯(lián)系我們的客服進行咨詢，客服也會為您講解更多精彩的知識和內(nèi)容。