硬盘知识，RAID，LVM，系统启动过程
硬盘类型
硬盘分区MBR，GPT知识
因为磁盘第一个扇区有512字节，MBR占446个字节，分区表（dpt）只占用64个字节，所以主分区最多四个（16*4=64byte）主分区表记录着分区的基本信息逻辑分区信息，liunx第一个逻辑分区一定是从sdb5开始（sdb4如果划分逻辑分区则代表整个逻辑分区不显示。）
gpt分区格式
1、保留MBR，GPT的分区方案，硬盘的第一个物理扇区，仍然是一个前面讲过的MBR，这个MBR主要是出于软件兼容性的考虑，对GPT分区方案本身来讲，其实没有啥意义。
2、GPT分区表头，这个在保留MBR之后，也就是占用第二个物理扇区，GPT分区表头中，定义了分区的数量，基本上，你可以认为GPT分区的数量是没有限制的；
3、GPT分区表，从第三个扇区开始，是实际的分区表。请注意：每个扇区可以保存4个分区信息，说明每个分区的分区信息占用的空间是128个字节。
4、从3中，我们知道每个分区的信息占用了四分之一个扇区，也就是128字节的空间，对比一下MBR分区方案中，每个分区的信息只有16个字节，所以GPT分区方案，有充足的空间去存储分区的开始位置及总的容量等，基本上，不用考虑对分区容量的限制。
5、从3中，我们知道，GPT分区方案，分了多少个区，就在分区表中有多少个分区信息。然而实际情形并不是这样，事实上，如图中所示：如果你使用windows操作系统，通常GPT分区表占用32个扇区的空间，可以保存128个分区信息，用不到的空间会被保留，实际使用了多少分区信息与保留了多少分区信息，在2中的GPT分区表头中设置。我们的电脑，通常不会有超过10个的分区，所以GPT分区表中的空间，90%以上都是保留空间，其实就是被浪费了。
6、接下来的两个部分，很简单，分别是GPT分区表，及GPT分区表头的备份。
以上就是GPT分区方案的大致内容，其实也不算复杂了。对普通用户而言，其实需要了解的GPT最重要的特点是：使用GPT分区方案，没有硬盘容量不能超过2TB大小的限制，这是GPT区别于MBR的特点与优点！
现在，可能你会觉得如何使用MBR与GPT了：硬盘容量小于或等于2TB时，用MBR或GPT都行；硬盘容量大于2TB时，用GPT。这种说法没错，但实际情况比这个要复杂些。windows32位系统不支持gpt格式。
系统启动过程
Centos6
- 加载 BIOS 的硬件信息，跟据设定取得第一个可开机引导设置，如：光驱，硬盘，网络，USB； 如果是硬盘为第一引导。
- 读取硬盘中 MBR 的 boot Loader 就是 grub引导
GRUB（GRand Unified Bootloader简称“GRUB”）是一个来自GNU项目的多操作系统启动程序。
MBR的硬盘的0柱面、0磁头、1扇区称为主引导扇区（也叫主引导记录MBR）。它由三个部分组成，主引导程序、硬盘分区表DPT（Disk Partition table）和硬盘有效标志（55AA）。
磁盘默认一个扇区大小为：512字节。MBR由以下3部分组成：164+446+2=512
第一部分是：主引导程序（boot loader）占446个字节。主引导程序，它负责从活动分区中装载，并运行系统引导程序。
第二部分是Partition table区（分区表），即DPT，占64个字节，硬盘中分区有多少以及每一分区的大小都记在其中。每个分区表项长16个字节，164=64字节。为分区项1、分区项2、分区项3、分区项4。64字节只存4个分区表。
第三部分是MBR有效标识位，占2个字节，固定为55AA。如果这个标志位0xAA55，就认为这个是MBR。 - 依据 boot loader 的设定，到引导分区加载 Kernel ，Kernel 会开始侦测硬件并加载驱劢程序；
- 在硬件驱动成功后，Kernel 会主动执行 init 程序，而 init 会取得 run-level 信息；
- init 执行 /etc/rc.d/rc.sysinit 文件来准备软件执行的作业环境 (如网络、时区等)；
- init 执行 run-level 下各个服务并启动 (script 方式)；
- init 执行开机后自动运行脚本 /etc/rc.d/rc.local 文件；
- init 执行虚拟终端机控制程序 mingetty 来启动 login 程序，最后就等待用户登入啦；
vim /etc/inittab
# Default runlevel. The runlevels used are:
# 0 - halt (Do NOT set initdefault to this)
# 1 - Single user mode
# 2 - Multiuser, without NFS (The same as 3, if you do not have networking)
# 3 - Full multiuser mode
# 4 - unused
# 5 - X11
# 6 - reboot (Do NOT set initdefault to this)
id:3:initdefault: #这里决定系统启动的级别
/etc/rc.d/rc.sysinit shell脚本作用：系统初始化： 像：主机名 和/etc/fstab 都在这里指定了，完成了包括mount分区 激活swap 加载modules等重要的工作.
启动对应级别下的服务如： init 3 级别
/etc/rc.d/rc3.d/（这里的程序/服务S开头的全部开机执行；K开头的表示开机不执行，表明了关机时顺序）
rcn.d (n为1到6) 是对应于不同的runlevel下起不同的服务. 这些目录下都是一些符号连接, 连接到/etc/rc.d/init.d下的一些文件.以S开头的表示要启动, 以K开头的不启动.
#S10表示network是第10个启动的服务。 所以init是顺序启动系统，需要一个一个服务启动成功，再执行下一步操作，启动系统比较慢。而centos7中的systemd可以并行启动多个服务，启动比较快。
vim /etc/init.d/network
#! /bin/bash
# network Bring up/down networking
# chkconfig: 2345 10 90
看有chkconfig的那一行, 2345表示在runlevel 2 3 4 5下被启动, 10是为此服务的启动顺序, 90为关机时，关闭此服务的顺序。
所有服务都运行成功后，设置开机自动执行某个命令： /etc/rc.local
lrwxrwxrwx. 1 root root 13 Dec 18 2012 /etc/rc.local -> rc.d/rc.local
运行mingetty命令，打开tty1-6
runlevel #查看系统启动级别
N 3
centos7系统启动过程及相关配置文件
CentOS7启动顺序
- UEFi或BIOS初始化，运行POST开机自检
- 选择启动设备
- 引导装载程序, centos7是grub2
- 加载装载程序的配置文件：/etc/grub.d/ /etc/default/grub /boot/grub2/grub.cfg
- 加载内核选项
- 加载initramfs初始化伪文件系统
- 内核初始化，centos7使用systemd代替init
- 执行initrd.target所有单元，包括挂载/etc/fstab
- 从initramfs根文件系统切换到磁盘根目录
- systemd执行默认target配置，配置文件/etc/systemd/system/default.target
- systemd执行sysinit.target初始化系统及basic.target准备操作系统
- systemd启动multi-user.target下的本机与服务器服务
- systemd执行multi-user.target下的/etc/rc.d/rc.local
- Systemd执行multi-user.target下的getty.target及登录服务
- systemd执行graphical需要的服务
find /boot/ -name *img* #查看启动相关的IMG文件。
/boot/grub2/i386-pc/core.img
/boot/grub2/i386-pc/boot.img
Systemd运行原理-了解一下
Systemd概述： systemd即为system daemon [ˈdi:mən] 守护进程，是linux下的一种init软件,开发目标是提供更优秀的框架以表示系统服务间的依赖关系，并依此实现系统初始化时服务的并行启动，同时达到降低Shell的系统开销的效果，最终代替现在常用的System V与BSD风格init程序。
与多数发行版使用的System V风格init相比，systemd采用了以下新技术： (1) 采用Socket激活式与总线激活式服务，以提高相互依赖的各服务的并行运行性能； (2) 用Cgroups代替PID来追踪进程，以此即使是两次fork之后生成的守护进程也不会脱离systemd的控制。
unit对象：unit表示不同类型的systemd对象，通过配置文件进行标识和配置；文件中主要包含了系统服务、监听socket、保存的系统快照以及其它与init相关的信息
Systemd配置文件：
• /usr/lib/systemd/system/ #这个目录存储每个服务的启动脚本，类似于之前的 /etc/init.d/
• /run/systemd/system/ #系统执行过程中所产生的服务脚本，比上面目录优先运行
• /etc/systemd/system/ #管理员建立的执行脚本，类似于/etc/rc.d/rcN.d/Sxx类的功能，比上面目录优先运行
注意： 对于新创建的unit文件，或者修改了的unit文件，要通知systemd重载此配置文件,而后可以选择重启
systemctl daemon-reload
总结：centos5-6-7 3个系统版本启动过程
管理系统服务
| - | centOS6 | CentOS7 |
|---|---|---|
| 启动 | service name start | systemctl start name.service |
| 停止 | service name stop | systemctl stop name.service |
| 重启 | service name restart | systemctl restart name.service |
| 状态 | service name status | systemctl status name.service |
| 重载或重启服务(先加载，再启动) | - | systemctl reload-or-restart name.service |
| - | centOS6 | CentOS7 |
|---|---|---|
| 设定某服务开机自启 | chkconfig name on | systemctl enable name.service |
| 设定某服务开机禁止启动 | chkconfig name off | systemctl disable name.service |
| 查看所有服务的开机自启状态 | chkconfig --list | sysls temctl list-unit-files --type service |
| 用来列出该服务在哪些运行级别下启用和禁用 | chkconfig sshd –list | ls /etc/systemd/system/*.wants/sshd.service |
| 查看服务是否开机自启 | - | systemctl is-enabled name.service |
服务状态
systemctl list-unit-files #显示状态
• loaded:Unit配置文件已处理
• active(running):一次或多次持续处理的运行
• active(exited):成功完成一次性的配置
• active(waiting):运行中，等待一个事件
• inactive:不运行
• enabled:开机启动
• disabled:开机不启动
• static:开机不启动，但可被另一个启用的服务激活
运行级别
centos6下Linux运行级别0-6的各自含义
0： 关机模式
1：单用户模式 ，用于破解root密码
2：无网络，支持的多用户模式
3：有网络支持的多用户模式（一般叫字符界面，工作中最长使用的模式）
4：保留，未使用
5：有网络支持，支持图形界面，支持的多用户模式（图形界面）
6：重新引导系统，及重启
可以在不同级别下，设置服务是否随系统启动运行。在centOS7上运行级别的含义已经和之前不同了，已由.target来代替运行级别，我们可以称target为目标态，我们可以通过target定制更符合我们工作运行环境。
ls /usr/lib/systemd/system/*.target
发现在runlevel2-4 都是调用multi-user.target这个unit。所以在centos7上runlevel2-4是一个意思
systemctl list-unit-files --type target #查看所有target的状态
systemctl list-dependencies runlevel3.target #查看3级别Unit 的所有依赖。Unit 之间存在依赖关系：A 依赖于 B，就意味着 Systemd 在启
动 A 的时候，同时会去启动 B。也可以理解也3运行级别下都开启哪些服务
切换终端命令
Init 0 ----------> systemctl poweroff 关机
Init 1 ----------> systemctl isolate rescue.target 单用户
Init 3 ----------> systemctl isolate multi-user.target 字符界面
Init 5 ----------> systemctl isolate graphical.target 图形化
Init 6 ----------> systemctl reboot 重启
systemctl set-default name.target 修改开机进入的target
ll /usr/lib/systemd/system/default.target #查看默认启动target 。
grub2和grub区别-了解
在centOS6上，我们的grub文件是**/boot/grub/grub.conf**
在centOS7使用grub2，配置文件改成**/boot/grub2/grub.cfg**了，但是功能还是大致一样的都是用于加载内核的，不过在centOS7上设置默认启动项发生了一些变化。
centos7修改内核启动顺序
vim /etc/default/grub
GRUB_TIMEOUT=5 #开机时 grub 默认5秒后启动内核
GRUB_DISTRIBUTOR="$(sed ‘s, release .*$,g’ /etc/system-release)"
改：GRUB_DEFAULT= saved
为：GRUB_DEFAULT= 1 #这里我们改成1，0代表第一个内核，1代表第二个，以此类推。
uname -r #查当前系统内核
entos6修改内核启动顺序-了解
vim /boot/grub/grub.conf
改：10 default=0
为：10 default=1
进入centos7 紧急模式恢复root密码
首先重启，按↑↓键，进入如下界面，选择第一项，按下e键进行编辑
在此界面找到ro这一项，改为rw init=/sysroot/bin/sh （或在utf-8后加）
按ctrl+x 启动到单用户模式
emergency [iˈmɜ:dʒənsi] 紧急
换根，修改密码
chroot命令用来在指定的根目录下运行指令
。chroot，即 change root directory （更改 root 目录）。在 linux 系统中，系统默认的目录结构都是以/，即是以根 (root) 开始的。而在使用 chroot 之后，系统的目录结构将以指定的位置作为/位置
Centos6 修改密码
-
第一步：启动系统时，在进入系统前，读秒的时候，按任意键出现这个界面，然后按e键进入到下面界面
-
第二步：选择kernel选项，再按e 进入到下面界面
-
第三步：在quiet后面加上single参数或是加1（数字1），然后按回车,回到下面的界面
-
第四步：按b键启动系统，进入到下面界面
-
第五步：在此界面可以直接用passwd修改密码。
-
第六步：输入两次密码，重启系统即可完成密码的重置
实战-加密grub防止黑客通过单用户系统破解root密码
基于centos6进行grub加密
grub-md5-crypt #生成grub秘钥
Password: 123456
Retype password: 123456
$1$oaqo5$3d/cmTosm68jTw6o1wCu31 #这是生成的秘钥
vim /boot/grub/grub.conf #打开grub配置文件
#boot=/dev/sda
default=0
timeout=5
splashimage=(hd0,0)/grub/splash.xpm.gz
hiddenmenu
password --md5 $1$oaqo5$3d/cmTosm68jTw6o1wCu31 #插入md5秘钥
title Red Hat Enterprise Linux (2.6.32-220.el6.x86_64)
root (hd0,0)
reboot重启按p测试。
基于centos7进行grub加密
grub2-mkpasswd-pbkdf2 #生成pbkdf2秘钥
Reenter password: 123456
PBKDF2 hash of your password is grub.pbkdf2.sha512.10000.8F355BAB512AFB7B8C990A1FEB887B8F2F3F1C54467E9B9F0535F2268E1FFC5F4E8D33F7633D7FBEC25B2039C6D8B3226A90528D4883AB9B99E391A4965D069F.DDE992693BE2C09FFEEC1149120B6B84DBAB933DE6CF7BFF718E1DDC858AB73EE32CFF45EB7F06AC45AA6792E91C4CD09E2B445FC288C47E79F537DBBABAD756
vim /etc/grub.d/00_header #在最后后面添加如下内容，这个用户名可以换成自己的用户名
cat <
password_pbkdf2 aiwen grub.pbkdf2.sha512.10000.8F355BAB512AFB7B8C990A1FEB887B8F2F3F1C54467E9B9F0535F2268E1FFC5F4E8D33F7633D7FBEC25B2039C6D8B3226A90528D4883AB9B99E391A4965D069F.DDE992693BE2C09FFEEC1149120B6B84DBAB933DE6CF7BFF718E1DDC858AB73EE32CFF45EB7F06AC45AA6792E91C4CD09E2B445FC288C47E79F537DBBABAD756
EOF
grub2-mkconfig -o /boot/grub2/grub.cfg #更新grub信息
重启按e，输入用户名和密码测试成功
实战-通过CD进入救援模式-重装grub修复损坏的系统
修复centos7启动
使用场景： 修复MBR，主要出现在安装双系统时，后安装的系统把原来系统的MBR删除了，需要修复。
第一步：在centOS7下破坏硬盘的前446字节： （或者直接把/boot删除，这样内核也会删除需要重新生成内核）
[root@CT731 ~]#dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=1 count=446
446+0 records in
446+0 records out
446 bytes (446 B) copied,0.000758682 s,588 kB/s
第二步：将centos7系统光盘挂载到虚拟机光驱上，，重启计算机，修改BIOS引导顺序，让光盘启动。
上面有三项，我们选择第三项进入troubleshooting故障排除界面 ，进入第三项后，点击第二项，进入救援模式的centos的系统
然后我们进入如下模式，选择1，继续进行，接下来，我们就会进入到一个shell模式中，需要切换根目录，进行系统修复：chroot /mnt/sysiamge
如删除boot 挂载iso镜像到mnt目录下，安装内核文，先安装内核然后安装grub文件。
centos6 修复boot启动
光盘启动挂载后，安装内核文件，安装grub文件，还需要创建一个grub.cfg文件，centos7有命令创建，6需要手动创建
vim /boot/grub/grub.cfg
default=0
timeout=5
title centos6_lay
kernel /vmlinuz-2.6.32-696.el6.x86_64 root=UUID=31be738e-9719-4ff4-80bf-bf3338cb36c9
initrd /initramfs-2.6.32-696.el6.x86_64.img
1.在内核启动过程中，把/boot当作是自己的/
2.root=UUID=31be738e-9719-4ff4-80bf-bf3338cb36c9
是告诉启动程序，系统真正的/ 位置
3.grub 把vmlinux（内核文件）和initrd（虚拟的根文件系统）读到内存
然后，initrd已只读方式挂载根，去获取
/lib/modules/2.6.32-696.el6.x86_64/下的内核模块
centos7系统断电系统无法挂载分区
https://blog.csdn.net/helloanthea/article/details/51728128
xfs_repair -v -L /dev/dm-0 #清除日志再挂载
这是一步有风险的操作，在执行之前最好先使用xfs_dump、xfs_restore备份你的分区，既可以备份成一个文件也可以备份到另一块硬盘：
磁盘阵列RAID
磁盘阵列（Redundant Arrays of Independent Disks，RAID），有“独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列”之意。 磁盘阵列是由很多价格较便宜的磁盘，以硬件
RAID卡）或软件（MDADM）形式组合成一个容量巨大的磁盘组，利用多个磁盘组合在一起，提升整个磁盘系统效能。利用这项技术，将数据切割成许多区段，分别存放在各个硬盘上。 磁盘阵列还能利用同位检查（Parity Check）的观念，在数组中任意一个硬盘故障时，仍可读出数据，在数据重构时，将数据经计算后重新置入新硬盘中。
RAID的创建有两种方式：软RAID（通过操作系统软件来实现）和硬RAID（使用硬件阵列卡）；在企业中用的最多的是：raid1、raid5和raid10。不过随着云的高速发展，供应商一般可以把硬件问题解决掉。
| RAID类型 | 说 明 | 最低磁盘个数 | 空间利用率 | 各自的优缺点 |
|---|---|---|---|---|
| RAID0 | 条带卷 | 2+ | 100% | 读写速度快，不容错 |
| RAID1 | 镜像卷 | 2 | 50% | 读写速度一般，容错 n-1 |
| RAID5 | 带奇偶校验的条带卷 | 3+ | (n-1)/n | 读写速度快，容错，允许坏一块盘 |
| RAID6 | 带奇偶校验的条带集，双校验 | 4+ | (n-2)/n | 读写快，容错， 允许坏两块盘 |
| RAID10 | RAID1的安全+RAID0的高速 | 4 | 50% | 读写速度快，容错 n/2 |
| RAID50 | RAID5的安全+RAID0的高速 | 6 | (n-2)/n | 读写速度快，容错 |
当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，利用剩下的数据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
异或运算
是用相对简单的异或逻辑运算（相同为0，相异为1）
RAID硬盘失效处理
一般两种处理方法：热备和热插拔
热备：HotSpare
定义：当冗余的RAID组中某个硬盘失效时，在不干扰当前RAID系统的正常使用的情况下，用RAID系统中另外一个正常的备用硬盘自动顶替失效硬盘，及时保证RAID系统的冗余性
全局式：备用硬盘为系统中所有的冗余RAID组共享
专用式：备用硬盘为系统中某一组冗余RAID组专用
热插拔：HotSwap
定义：在不影响系统正常运转的情况下，用正常的物理硬盘替换RAID系统中失效硬盘。
软RAID：通过操作系统实现
Linux内核中有一个md(multiple devices)模块在底层管理RAID设备，它会在应用层给我们提供一个应用程序的工具mdadm ，mdadm是linux下用于创建和管理软件RAID的命令。
mdadm -C -v /dev/md0 -l 0 -n /dev/sdb /dev/sdc #创建一个raid0
mdadm -D /dev/md0 #查看raid信息。
mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf #生成配置文件
mdadm -C -v /dev/md1 -l 1 -n 2 -x 1 /dev/sd[d,e,f] #创建一个raid1 并添加一块热备份盘
mdadm -Dsv > /etc/mdadm.conf #生成配置文件
mdadm -D /dev/md1 #查看raid信息同步状态等。
mdadm -f /dev/md1 /dev/sde #把sde硬盘设为故障盘模拟故障，sdf会自动顶替位置。
mdadm -r /dev/md1 /dev/sde #移除故障盘。
mdadm -a /dev/md1 /dev/sde #添加新硬盘到阵列
mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -x 1 -c32 /dev/sd{f,g,h,i} #创建raid5 一块热备盘 chunk大小为32K。
mdadm -D /dev/md5 #查看
停止阵列
mdadm -Dvs > /etc/mdadm.config #停止前确保已经保存配置
mdadm -D /dev/md5 #停止前查看数据是否同步完成
Consistency Policy : resync #数据已经同步完
mdadm -S /dev/md5 #停止md5阵列
激活MD5阵列
adadm -As #重新激活md5阵列
扩展RAID5磁盘阵列
mdadm -G /dev/md5 -n 4 -c 32 #将md5阵列数量重新设为4块，chunk为32位，
备注：阵列只有在正常状态下，才能扩容，降级及重构时不允许扩容。对于raid5来说，只能增加成员盘，不能减少。而对于raid1来说，可以增加成员盘，也可以减少。
mdadm -C v /dev/md10 -l 10 -n 4 /dev/sd{d,c,f,g} #创建raid10
cat /proc/mdstat #查看阵列信息
删除RAID所有信息及注意事项
umount /dev/md0 /raid0 #如果你已经挂载raid，就先卸载。
mdadm -Ss #停止raid设备
rm -rf /etc/mdadm.conf #删除raid配置文件
mdadm --zero-superblock /dev/sd{d,c,f,g} #清除物理磁盘中的raid标识
参数：–zero-superblock : erase the MD superblock from a device. #擦除设备中的MD超级块
硬raid
把两块磁盘做raid1，然后把后面的磁盘都做成raid5
raid1是镜像卷，安装系统用，一块坏了，不影响系统运行。 raid5存数据
如果服务器主板不支持硬raid ， 可以用raid卡
硬raid如果阵列卡坏了 怎么办？
如果更换的RAID卡，与原卡规格型号相同，则不会有什么问题。若两卡规格型号不同，需要重新安装新卡驱动程序。这时就会有不确定的可能性，如驱动程序差别不大时，RAID盘组合顺序正常，硬盘原数据可正确读写；若驱动程序结构差别较大，则可能发生读写错误。
因此，要尽量选购与原卡规格相同的产品，以确保数据安全。
LVM逻辑卷
LVM的工作原理
LVM（ Logical Volume Manager）逻辑卷管理，是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。管理员利用LVM可以在磁盘不用重新分区的情况下动态调整文件系统的大小，并且利用LVM管理的文件系统可以跨越磁盘，当服务器添加了新的磁盘后，管理员不必将原有的文件移动到新的磁盘上，而是通过LVM可以直接扩展文件系统跨越磁盘
它就是通过将底层的物理硬盘封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。
LVM常用的术语
物理存储介质（The physical media）:LVM存储介质可以是磁盘分区，整个磁盘，RAID阵列或SAN磁盘，设备必须初始化为LVM物理卷，才能与LVM结合使用
物理卷PV（physical volume） ：物理卷就是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数,创建物理卷它可以用硬盘分区，也可以用硬盘本身；
卷组VG（Volume Group） ：一个LVM卷组由一个或多个物理卷组成
逻辑卷LV（logical volume） ：LV建立在VG之上，可以在LV之上建立文件系统
PE（physical extents） ：PV物理卷中可以分配的最小存储单元，PE的大小是可以指定的，默认为4MB
LE（logical extent） ： LV逻辑卷中可以分配的最小存储单元，在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应
最小存储单位总结：
| 名称 | 最小存储单位 |
|---|---|
| 硬盘 | 扇区（512字节） |
| 文件系统 | block（1K或4K ）# mkfs.ext4 -b 2048 /dev/sdb1 ，最大支持到4096 |
| raid | chunk （512K） #mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -c 512 -x 1 /dev/sde{1,2,3,5} |
| LVM | PE （4M） # vgcreate -s 4M vg1 /dev/sdb{1,2} |
LVM主要元素构成
总结：多个磁盘/分区/raid-》多个物理卷PV-》合成卷组VG-》从VG划出逻辑卷LV-》格式化LV挂载使用
LVM优点
使用卷组，使多个硬盘空间看起来像是一个大的硬盘
使用逻辑卷，可以跨多个硬盘空间的分区 sdb1 sdb2 sdc1 sdd2 sdf
在使用逻辑卷时，它可以在空间不足时动态调整它的大小
在调整逻辑卷大小时，不需要考虑逻辑卷在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续空间
可以在线对LV,VG 进行创建，删除，调整大小等操作。LVM上的文件系统也需要重新调整大小。
允许创建快照，可以用来保存文件系统的备份。
RAID+LVM一起用：LVM是软件的卷管理方式，而RAID是磁盘管理的方法。对于重要的数据，使用RAID来保护物理的磁盘不会因为故障而中断业务，再用LVM用来实现对卷的良性的管理，更好的利用磁盘资源。
| 功能 | PV管理命令 | VG管理命令 | LV管理命令 |
|---|---|---|---|
| scan 扫描 | pvscan | vgscan | lvscan |
| create 创建 | pvcreate | vgcreate | lvcreate |
| display显示 | pvdisplay | vgdisplay | lvdisplay |
| remove 移除 | pvremove | vgremove | lvremove |
| extend 扩展 | vgextend | lvextend | |
| reduce减少 | vgreduce | lvreducev |
| 查看卷名 | 简单对应卷信息的查看 | 扫描相关的所有的对应卷 | 详细对应卷信息的查看 |
|---|---|---|---|
| 物理卷 | pvs | pvscan | pvdisplay |
| 卷组 | vgs | vgscan | vgdisplay |
| 逻辑卷 | lvs | lvscan | lvdisplay |
LVM创建步骤：
1.创建pv （物理卷）
2.创建vg（卷组）
3.创建lv（逻辑卷）格式化，使用挂载
pvcreate /dev/sdb #创建物理卷pv，可以指定多个设备
pvs #查看所有物理卷
pvdisplay /dev/sdb #查看物理卷pv详细信息。PE大小等（默认4m）
vgcreate vg01 dev/sdb #穿件vg卷组，可以后面可以跟多个pv
vgs #查看所有卷组
vgdisplay /dev/vg01 #查看卷组详细信息
lvrcreate -n lv01 -L 1G vg01 #创建逻辑卷（lv）-n 指定名称 -L 指定大小 -l 指定le的个数 le=pe 默认4M
ls -l /dev/vg01/ #查看逻辑卷位置，
lv01 lv02 #是软链接
mkfs.xfs /dev/vg01/lv01 #格式化逻辑卷
mount /dev/vg01/lv01 /lvo1 #挂载逻辑卷使用
指定PE大小用的参数： -s ,如果存储的数据都是大文件，那么PE尽量调大，读取速度快
vgcreate -s 16M vg02 /dev/sdc #创建一个vg组pe大小为16M每个，PE的大小只有为2的幂数，且最大为512M
VG扩容
vg扩容的场景：vg卷组中的空间不了够，需要添加新的硬盘进来
vgs #查看vgs可用的容量
pvcreate /dev/sdd #创建PV物理卷
vgextend vg01 /dev/sdd #把sddpv添加到vg01组中
pvs #查看pv情况。
gvs #查看vg情况
LV扩容
首先，确定一下是否有可用的扩容空间，因为空间是从VG里面创建的，并且LV不能跨VG扩容，扩容后还要针对文件系统扩容
ext4文件系统扩容使用命令语法： resize2fs 逻辑卷名称
xfs文件系统扩容使用命令语法： xfs_growfs 挂载点
vgs #查看vg可用的容量
lvextend -L +30m /dev/vg01/lv01 #对lv01扩容+30M 。
说明：在指定大小的时候，扩容30m和扩容到30m是不一样的写法
扩容30m ====> -L +30M
扩容到30m =====> -L 30M
resize2fs和xfs_growfs 两者的区别是传递的参数不一样的，xfs_growfs是采用的挂载点；resize2fs是逻辑卷名称，而且resize2fs命令不能对xfs类型文件系统使用
lvextend -L 80M -r /dev/vg01/lv01 #将lv01扩到80M -r 参数一步到位，不用重新设置文件系统。
LVM缩小
LVM可以动态增加，也可以动态缩小，但是XFS不支持动态缩小，所以我们无法实现基于xfs的动态缩小。btrfs文件系统支持在线缩小
。
VG的缩减，要保证你的物理卷是否被使用，是因为它无法缩减一个正在使用的PV
cp -r /boot/grub /lv01 #复制一些数据到/lv01里
vgreduce vg01 /dev/sdb #把sdb硬盘移出vg01组
Physical volume “/dev/sdb” still in use #提示错误，因为sdb在使用中
如果sdb是一个磁盘阵列，而这个磁盘阵列使用年代太久，我们必须移出怎么办？
把sdb数据迁移到同一个vg组的未分配的pv中（其他硬盘）。
pvmove /dev/sdb /dev/sde #把数据同步到sde中。
vgreduce vg01 /dev/sdb #移除成功
创建LVM流程:
pvcreate创建pv -> vgcreate创建卷组 -> lvcreate创建逻辑卷 -> mkfs.xfs lv 格式化-> mount挂载
删除LVM流程：
umount卸载 -> lvremove lv移出卷组中所有逻辑卷-> vgremove vg移出卷组-> pvremove 移出pv
lvremove/dev/vg02/lv02 #移除lv
vgremove vg02 # 移除组
pvremove /dev/sdb #移除pv物理卷
使用SSM工具为公司的邮件服务器创建可动态扩容的存储池 （了解）
yum -y install system-storage-manager #安装ssm工具
ssm list dev #列出设备信息
ssm list pool #列出储存池信息，vg
实战场景：公司要搭建一台邮件服务器，考虑到后期公司发展规模扩张，需要你创建一个名为mail 的LVM存储池，并在其上创建一个名为mail-lv，初始大小为1G的lvm卷，格式化为xfs文件系统，并将其挂载/mail-lv目录下。此存储池中的空间后期要可以动态扩容。
ssm create -s lv大小 -n lv名称 --fstype lv文件系统类型 -p 卷组名 设备 挂载点
自动把设备变成pv，创建vg , lv ,格式化文件系统, 自动挂载
ssm create -s 1G -n mail-lv --fstype xfs -p vg01 /dev/sd{b,c} /mail-lv