centos7磁盘分区、格式化及LVM管理

uiyujyht

RHEL7如何对磁盘进行分区和格式化以及如何配置LVM，与以前版本的RHEL区别不大，可以通过disk工具（在图形桌面中运行）或命令工具（如：fdisk、gdisk、parted）管理硬盘设备。fdisk可以配置MBR格式； gdisk配置gpt格式， parted可以自己选择。
  传统的硬盘分区都是MBR格式，MBR分区位于0扇区，他一共512字节，前446字节是grub引导程序，这个会在后面学习；中间64字节是分区表，每个分区需要16个字节表示，因此主分区和扩展分区一共只能有4个分区，超过4个的分区只能从扩展分区上再设置逻辑分区来表示。每个分区的大小无法超过2T。 MBR的最后2个字节是结束符号
  GPT格式，打破了MBR的限制，可以设置多达128个分区，分区的大小根据操作系统的不同有所变化，但是都突破了2T空间的限制。支持高达 18EB (1EB=1024PB，1PB=1024TB) 的卷大小，允许将主磁盘分区表和备份磁盘分区表用于冗余，还支持唯一的磁盘和分区 ID (GUID)。
  与 MBR 分区的磁盘不同，GPT的分区信息是在分区中，而不象MBR一样在主引导扇区。为保护GPT不受MBR类磁盘管理软件的危害，GPT在主引导扇区建立了一个保护分区 (Protective MBR)的MBR分区表，这种分区的类型标识为0xEE，这个保护分区的大小在Windows下为128MB，Mac OS X下为200MB，在Window磁盘管理器里名为GPT保护分区，可让MBR类磁盘管理软件把GPT看成一个未知格式的分区，而不是错误地当成一个未分区的磁盘
  在MBR硬盘中，分区信息直接存储于主引导记录(MBR)中（主引导记录中还存储着系统的引导程序）。但在GPT硬盘中，分区表的位置信息储存在GPT头中。但出于兼容性考虑，硬盘的第一个扇区仍然用作MBR，之后才是GPT头。
  GPT的结构如下图：
  
  首先看看当前的硬盘信息
  
  可以在/proc/partitions这个文件查看当前的分区
  
  先试试MBR格式的分区，fdisk选项如下所示
  
  输入n，可以创建新的MBR分区，然后输入p可以显示当前的分区状态
  
  重复n的操作，添加其他分区。
  注：MBR格式磁盘最多可以创建4个主分区或3个主分区1个扩展分区，在扩展分区中可以创建若干个逻辑分区。
  注意id代表了磁盘的用途，可以通过t来改变
  
  看看分区记录
  
  gdisk和fdisk非常类似
  
  
  
  创建新分区的时候可以看见可以有128个分区
  parted，和前两个相比，更灵活，可以自行设定MBR或GPT格式和分区
  
  通过mklabel msdos可以设定为MBR格式，然后可以通过mkpart来划分分区
  
  msdos设定为MBR格式，gpt设定为GPT格式
  primary代表主分区，extended代表扩展分区，logical代表逻辑分区。
  set number flag state用于设置分区的用途，flag：boot、lvm、raid。State:on/off表示开启或关闭。
  parted工具分完区后无需保存，输入q退出即可。
  划分好分区之后，还需要格式化才能使用。可以通过 mkfs/mkswap来格式化文件系统
  #mkfs.xfs /dev/分区设备名或#mkfs -t xfs /dev/分区设备名
  
  可以修改fstab实现自动加载
  
  测试是否能自动挂载
  
  通过df -h查看已经挂载了的设备
  -T选项可以显示设备的文件系统类
  有的挂载点路径比较长，自动分2行显示，可以-P强制一行显示
  如同进程有pid，用户有uid，每个文件系统也有自己的id，称为uuid，但是不是每个分区都有；如果某个分区没有文件系统，那么这个分区是没有uuid的。
  可以通过 blkid（block id）来查看。注意uuid标记的是文件系统，而不是分区。uuid的好处在于可以通过uuid这个唯一值来挂载系统，这样可以避免因为删除硬盘造成的错位，sda6变成了sda5等等
  
  我们可以通过xfs_admin -U 来手动更改文件系统的uuid
  
  附：在目录里面可以通过 ls -ld查看目录的属性，ls -la查看内容的属性，但是-ld显示的目录大小只有4K，这仅仅是目录本身的大小，要想查看目录和其内容的整个大小，可以通过du来查看，如果只想看最终结果，使用-s（summary）就行了
  
  下面我们来看看swap分区如何手动创建。swap类似windows的虚拟内存/page file，当内存不足的时候，数据保存在swap中。
  有两种方式可以使用：
  第一种单独用一个分区来作为swap
  
  创建一个分区（如：/dev/sdb3），并更改分区ID为82
  执行partx –a /dev/sdb命令，使分区修改生效
  在分区上创建swap文件系统
  
  修改fstab实现自动加载
  
  第二种方式是创建一个文件块，这个文件所占有的空间作为swap使用
  
  对于普通的分区，扩展度不高，一旦分区格式化完成，很难灵活的再增加或者减少分区大小。为了解决这个问题，可以使用LVM（逻辑卷）。基本过程是把物理磁盘或者分区初始化称为物理卷（PV），然后把PV加入VG（卷组），最后在VG上划分逻辑的分区（LVM），LVM可以当做普通的分区进行格式化和挂载。
  将准备的磁盘或分区创建PV
  
  可以执行pvdisplay查看PV的详细信息，pvremove删除PV
  创建完PV，之后，需要创建VG，然后添加PV到VG中
  可以通过vgdisplay查看具体的信息，注意PE的Size是4M，这个是增减的最小计算单位
  
  注：创建VG时:使用–s选项的作用是在创建时指定PE块（物理扩展单元）的大小，默认是4M。
  如：# vgcreate volGroup03 -s 8M /dev/sdb[12])
  我们可以继续往vg里面添加新的分区
  
  若事先没有把sdb3转化为pv，而是直接添加到vg里面，不过一旦添加了他自动就初始化成pv了。
  可以添加当然也可以减少pv。 #vgreduce vg00 /dev/sdb3
  VG准备就绪，可以创建了LVM了
  
  注意看他的大小其实是112M，因为PE的大小是4M，这个4M是最小单位，不能破开，因此28个PE就是112M
  
  
  注：大L可以直接指定大小，小l是指定多少个PE的值
  也可以设置剩余空间的百分比
  
  删除逻辑卷 #lvremove /dev/vg00/lv01
  对已经创建的逻辑卷，可以当做普通分区一样格式化和挂载
  
  修改/etc/fstab文件实现开机自动挂载。
  扩展一个逻辑卷，增加300M，首先要确保卷组有大于300M的空闲空间。
  
  执行lvextend扩展逻辑卷大小
  
  注意逻辑卷的文件系统仍然是109M没有改变，我们还需要填充文件系统的空白。
  RHEL7可以用xfs_growfs来扩大XFS文件系统，也可以直接用resize2fs 来处理设备
  注意的是 XFS系统只能增长，不能减少！因此如果需要减少LVM的话，分区只能使用ext4了
  
  执行df查看扩展后的文件系统
  
  逻辑卷快照
  LVM提供一个极妙的设备，它是snaphot。允许管理员创建一个新的块装置，在某个时间点提供了一个精确的逻辑卷副本，快照提供原始卷的静态视图LVM 快照通过把文件系统的改变记录到一个快照分区，因此当你创建一个快照分区时，你不需要使用和你正创建快照的分区一样大小的分区,所需的空间大小取决于快照的使用，所以没有可循的方法来设置此大小。如果快照的大小等于原始卷的大小那么快照永远可用。
  快照是特殊的逻辑卷，只可以对逻辑卷做快照。逻辑卷快照和需要做快照的逻辑卷必须在同一个卷组里面
  现在在我们的系统中有个逻辑卷/dev/vg00/lv00，我们用lvdisplay来查询一下这个逻辑卷
  
  
  可以看到，这个逻辑卷/dev/vg00/lv00的大小是309M。我们将这个逻辑卷/dev/vg00/lv00挂载到/data下面。复制一些数据到/data里面去。方便等下做试验
  
  现在我们就为逻辑卷/dev/vg00/lv00来做快照
  
  执行lvscan查看创建好的逻辑卷
  
  可以看到/dev/vg00/lv00是原始逻辑卷，而/dev/vg00/lvsp00是快照
  执行lvdisplay或lvs命令查看逻辑信息
  
  可以看到逻辑卷快照创建成功了，
  注意：这个快照卷建好之后，是不需要格式化也不需要进行挂载的。格式化或挂载都会出现的错误提示的。
  模拟将原逻辑卷中的数据删除
  
  如何恢复原逻辑卷的数据？有两方式可以恢复删除的数据
  方式一是先将原逻辑卷卸除挂载#umount /dev/vg00/lv00
  然后挂载逻辑卷快照即可 #mount /dev/vg00/lvsp00 /data，就可以正常访问数据了
  
  方式二可以通过 lvconvert把快照的内容重新写回原有的lvm
  先将原逻辑卷卸除挂载#umount /dev/vg00/lv00
  执行lvconvert将快照的数据合并到原逻辑卷 #lvconvert --merge /dev/vg00/lvsp00
  最后挂载原逻辑卷，查看数据是否恢复成功
  
  注：当我们把原逻辑卷里面的数据给删除了，逻辑卷快照里面的数据还在，所以可以用快照恢复数据。而当我们在逻辑卷里面添加数据，快照是不会发生改变的，是没有这个文件的。因为快照只会备份当时逻辑卷的一瞬间。
  使用ssm（系统存储管理器）进行逻辑管理
  逻辑卷管理器（LVM）是一种极其灵活的磁盘管理工具，它让用户可以从多个物理硬驱创建逻辑磁盘卷，并调整大小，根本没有停机时间。最新版本的CentOS/RHEL 7现在随带系统存储管理器（又叫ssm），这是一种统一的命令行界面，由红帽公司开发，用于管理各种各样的存储设备。目前，有三种可供ssm使用的卷管理后端：LVM、Btrfs和Crypt
  准备ssm，在CentOS/RHEL 7上，你需要首先安装系统存储管理器。可以通过rpm或yum工具安装
  
  首先我们来检查关于可用硬盘和LVM卷的信息。下面这个命令将显示关于现有磁盘存储设备、存储池、LVM卷和存储快照的信息。
  #ssm list
  
  在这个例子中，有两个物理设备（“/dev/sda”和“/dev/sdb”）、二个存储池（“rhel和vg00”）,以及存储池rhel中创建的两个LVM卷（“dev/rhel/root”和“/dev/rhel/swap”），存储池vg00中创建的一个LVM卷（/dev/vg00/lv00）。
  下面来讲解如何通过ssm创建、管理逻辑卷和逻辑卷快照
  至少新添加一块磁盘，执行ssm命令显示现有磁盘存储设备、存储池、LVM卷的信息
  
  可以看到有两块空闲磁盘（sdc、sdd）
  创建新的LVM池/卷
  在这个示例中，不妨看一下如何在物理磁盘驱动器上创建新的存储池和新的LVM卷。如果使用传统的LVM工具，整个过程相当复杂，需要准备分区，需要创建物理卷、卷组、逻辑卷，最后还要建立文件系统。不过，若使用ssm，整个过程一蹴而就！
  下面这个命令的作用是，创建一个名为mypool的存储池，创建存储池中名为lv01的500MB大小的LVM卷，使用XFS文件系统格式化卷，并将它挂载到/mnt/test下。
  
  验证ssm创建的结果
  
  或执行ssm list
  
  将物理磁盘(sdd)添加到LVM池
  
  新设备添加到存储池后，存储池会自动扩大，扩大多少取决于设备的大小。检查名为centos的存储池的大小执行ssm list查看
  
  接下来，我们来扩大现有的LVM卷
  扩大LVM卷，不妨将/dev/mypool/lv01卷的大小增加300MB。
  如果你在存储池中有额外空间，可以扩大存储池中现有的磁盘卷。为此，使用ssm命令的resize选项
  
  执行ssm list查看扩大后逻辑卷
  
  可以看到逻辑卷扩大到800M，即在原来的基础上增加了300M，但文件系统大小（Fs size）还没有改变，仍然是原来的大小。
  为了让文件系统识别增加后的卷大小，你需要“扩大”现有的文件系统本身。有不同的工具可用来扩大现有的文件系统，这取决于你使用哪种文件系统。比如说，有面向EXT2/EXT3/EXT4的resize2fs、面向XFS的xfs_growfs以及面向Btrfs的btrfs，不一而足。
  在这个例子中，我们使用CentOS 7，XFS文件系统在默认情况下创建。因而，我们使用xfs_growfs来扩大现有的XFS文件系统。
  
  扩大XFS文件系统后，查看结果
  
  或执行#df -hT
  
  可以看到LVM扩展成功
  逻辑卷快照
  对现有的LVM卷（比如/dev/mypool/lv01）生成快照
  一旦快照生成完毕，它将作为一个特殊的快照卷存储起来，存储了原始卷中生成快照时的所有数据
  
  
  
  每次原LVM中的数据更改，都可以手动执行ssm snapshot生成快照
  当原LVM数据损坏就可以用快照恢复了
  方式一是先将原逻辑卷卸除挂载 #umount /dev/vg00/lv00
  然后挂载逻辑卷快照即可 #mount /dev/vg00/lvsp00 /data，就可以正常访问数据了
  
  方式二可以通过 lvconvert把快照的内容重新写回原有的lvm
  先将原逻辑卷卸除挂载#umount /dev/vg00/lv00
  执行lvconvert将快照的数据合并到原逻辑卷 #lvconvert --merge /dev/vg00/lvsp00
  最后挂载原逻辑卷，查看数据是否恢复成功
  
  有磁ssm的具体用法可以参考ssm的帮助手删页
  如：删除LVM卷#ssm remove <volume>
  删除存储池#ssm remove <pool-name>