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设备映射（DM）技术：功能与应用实践指南

设备映射（Device Mapper，简称DM）是Linux系统中一项强大的内存管理技术，功能强大且灵活，广泛应用于存储管理领域。本文将从基础到应用，详细介绍设备映射的核心概念、操作流程以及实际应用场景。

1. 设备映射（DM）的核心功能

设备映射技术能够在运行时动态管理物理存储设备，与传统的MD（磁盘管理）相比，功能更为强大。主要特点包括：

• 动态扩展或缩减磁盘分区：支持在线调整物理卷（Physical Volume，PV）大小，无需重新启动系统
• 快照功能：提供数据备份点，类似于软连接，仅存储元数据，占用空间小
• 多路径支持：实现存储设备的冗余与负载均衡
• LVM2集成：提供更高级别的存储管理功能
• RAID支持：可与RAID技术无缝集成，提升存储性能

2. 核心架构与操作流程

设备映射技术基于PV、VG（卷组）和LV（逻辑卷）三级架构，具体流程如下：

PV（物理卷） --> VG（卷组） --> LV（逻辑卷） --> 快照

2.1 物理卷（PV）

物理卷是设备映射的基础单元，代表一个物理存储设备的区段。常见操作包括：

• 创建PV：pvcreate /dev/sda10
• 删除PV：pvremove /dev/sda10
• 数据迁移：pvmove /dev/sda11 /dev/sdb1
• 扫描PV：pvscan（可用于数据迁移或故障恢复）

2.2 卷组（VG）

卷组是多个物理卷的逻辑集合，支持动态扩展和缩减。操作命令包括：

• 创建VG：vgcreate myvg /dev/sda{10,11}
• 扩展VG：vgextend myvg /dev/sda12
• 缩减VG：vgreduce myvg /dev/sda11（需先移除PV数据）
• 管理VG：vgs myvg、vgdisplay myvg、vgscan等

2.3 逻辑卷（LV）

逻辑卷是存储管理的终端单元，支持多种操作：

• 创建LV：lvcreate -L 50M -n testlv myvg
• 删除LV：lvremove /dev/myvg/testlv
• 缩减LV：lvreduce -L 3G /dev/myvg/testlv（需先卸载文件系统）
• 扩展LV：lvextend -L +2G /dev/myvg/testlv

3. 快照功能：数据备份与恢复

快照功能是设备映射技术的重要优势，支持数据备份与恢复。操作步骤如下：

lvcreate -L 50M -n testlv-snap -s /dev/myvg/testlv

mount /dev/myvg/testlv-snap /mntcp /etc/inittab /mntumount /mnt

tar -jcf /tmp/users.tar.bz2 /mnt/inittab

4. 实际应用示例

4.1 PV与VG的创建

fdisk /dev/sdanewpartition 8e

vgcreate myvg /dev/sda10 /dev/sda11

vgcreate -s 8M myvg /dev/sda10 /dev/sda11

4.2 VG扩展与缩减

pvcreate /dev/sda12vgextend myvg /dev/sda12

pvmove /dev/sda11 /dev/sdb1vgreduce myvg /dev/sda11pvremove /dev/sda11

4.3 LV操作示例

lvcreate -L 50M -n testlv myvg

mke2fs -j /dev/myvg/testlvmount /dev/myvg/testlv /mnt

lvextend -L +2G /dev/myvg/testlvresize2fs -p /dev/myvg/testlv

umount /mnte2fsck -f /dev/myvg/testlvresize2fs /dev/myvg/testlv 3Glvreduce -L 3G /dev/myvg/testlv

5. 快照卷的使用

快照卷提供了便捷的数据备份解决方案。操作步骤如下：

lvcreate -L 50M -n testlv-snap -s /dev/myvg/testlv

mount /dev/myvg/testlv-snap /mnt

cp /etc/inittab /mnttar -jcf /tmp/users.tar.bz2 /mnt/inittabumount /mnt

lvremove /dev/myvg/testlv-snap

6. 总结

设备映射技术为现代存储管理提供了强大工具，其灵活性与功能性使其成为Linux环境下的核心技术。通过合理配置PV、VG和LV，可以实现存储资源的高效管理与动态调整。快照功能则为数据备份提供了高效且可靠的解决方案。

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