关于LUN和存储卷的区别详解

平时有很多朋友在咨询LUN和存储卷的概念，今天刚好有点时间，在网上查了查LUN和卷的资料，然后给大家整理一下，供大家一起学习和交流。

一、LUN的概念

　　LUN的全称是Logical Unit Number，也就是逻辑单元号。我们知道SCSI总线上可挂接的设备数量是有限的，一般为6个或者15个，我们可以用Target ID(也有称为SCSI ID的)来描述这些设备，设备只要一加入系统，就有一个代号，我们在区别设备的时候,只要说几号几号就ok了。

　　而实际上我们需要用来描述的对象，是远远超过该数字的，于是我们引进了LUN的概念，也就是说LUN ID的作用就是扩充了Target ID。每个Target下都可以有多个LUN Device，我们通常简称LUN Device为LUN，这样就可以说每个设备的描述就有原来的Target x变成Target x LUN y了，那么显而易见的，我们描述设备的能力增强了。

正如我们的电脑中有一块物理上的硬盘，我们要给它进行分区，分为逻辑盘：如C盘、D盘、E盘..　　
所以我们可以总结一下，LUN就是我们为了使用和描述更多设备及对象而引进的一个方法而已，一点也没什么特别的地方。
LUN ID不等于某个设备，只是个号码而已，不代表任何实体属性，在我们的实际环境里，我们碰到的LUN可能是磁盘空间，可能是磁带机，或者是media changer等等。

二、到底什么是LUN？

　　LUN的神秘之处(相对于一些新手来说)在于，它很多时候不是什么可见的实体，而是一些虚拟的对象。比如一个阵列柜，主机那边看作是一个Target Device，那为了某些特殊需要，我们要将磁盘阵列柜的磁盘空间划分成若干个小的单元给主机来用，于是就产生了一些什么逻辑驱动器的说法，也就是比Target Device级别更低的逻辑对象，我们习惯于把这些更小的磁盘资源称之为LUN0、LUN1、LUN2…什么的。而操作系统的机制使然，操作系统识别的最小存储对象级别就是LUN Device，这是一个逻辑对象，所以很多时候被称为Logical Device。

　　有人说，我的Windows里，就认到一个磁盘呀，没看到什么LUN的说法，是不是LUN=Physical Disk呢？回答是否定的，只要你注意，磁盘的属性里就可以看到有一个LUN的值，只是因为你的Disk没有被划分为多个存储资源对象，而将整个磁盘当作 一个LUN来用，LUN ID默认为零，如此而已。

　　我们曾经碰到过这样的问题，比如有人问，我们有一个磁盘阵列，连到了两个主机上，我们划分了一个LUN给两个主机认到，然后我们想，先在操作系统将磁盘分为两个分区，让两个主机分别使用两个分区，然后再出现某一台主机宕机之后，使用集群软件将该分区切换到另外一个主机上去，这样可行吗？答案也是否定的，集群软件操作的磁盘单元是LUN，而不是分区，所以该操作是不可行的。当然，在一些环境，一般也是一些要求比较低的环境，可以在多个主机上挂载不同的磁盘分区，但是这种情况下，实际上是没有涉及到磁盘的切换的，所以在一些高要求的环境里，这种情况根本就不允许存在。

　　还要说明的地方是，在有些厂商和有些产品的概念里，LUN ID被绑定到了具体的Device上，比如IBM的一些带库，整个带库只有一个Target ID，然后changer,tape drive被分别分配为LUN0、LUN1、LUN2…，但是我们要注意到，这只是产品做了特别设计，也是少数情况。

三、LUN和存储卷到底有什么区别？

　　常见有人说起存储卷和LUN有什么区别，然后争论不休。由上边我们可以知道什么是LUN。LUN就是英文 Logical unit number的缩写，即逻辑单元号，它实际上是在SCSI-3中定义的，而并非单用于存储范畴，也可以指使用SCSI协议的一切外围设备，如磁带机、SCSI打印机等等。从SCSI-3的SAM模型中我们知道，SCSI-3（或者之后的版本）的协议层规定，对于16位宽的SCSI总线，其寻址范围只有16个，即只能挂载16个外围设备，每个设备称为一个target。为了提高总线的寻址能力，于是又引入了一层，它规定在每个target上，还可以虚拟（也可以实际连接）出多个设备，例如某个target上可能接了一个磁带机，一个打印机，他们共用一个target地址，但为了区分他们，于是就用LUN加以区别，磁带机假设为LUN0，打印机假设为LUN2，这样就解决了多设备的寻址问题。

　　这是实际设备连接的例子，存储阵列（比如：HP leftHand P4000 SAN）是最好的虚拟设备的例子。一个存储磁盘阵列在SCSI总线看来是一个Target，占用一个SCSI的Target地址，但存储阵列的存储空间太大，我们需要将其分成不同的部分，以供不同的应用，达到集中存储，集中管理的目的。所以在分割出来的每个存储部分（或区域）我们就用Lun来区别，如LUN1代表地址块0-1023，LUN2代表地址块1024-65535等等。从上面可以看出，计算机在使用SCSI标准（注意我这里用的标准一词，代表了统含SAM模型中的4层，而并不使用接口，协议或者命令等词语）接外挂存储时，使用的是总线（BUS）-目标（Target）-LUN三元寻址方案，总线指的是你的计算机上有几条SCSI总线，有几块SCSI卡？目标指的是在该总线上，设备的目标地址即常说的SCSI地址是多少？LUN指的是设备在一个Target上分配的逻辑地址，逻辑单元号。这种寻址方案和设备的连接方式，类似于物理上星形连接，逻辑上总线连接的一种网络拓扑。

　　那么什么又是存储卷呢？这要从存储的卷管理器说起。存储卷管理器是操作系统中的一个对象，他主要负责存储块设备的在线管理。当我们的一个存储LUN接入计算机后，计算机发现这个设备的存在，就需要在卷管理器上注册，卷管理器为存储卷提供注册的虚拟接口，获取存储LUN的基础信息，如空间大小，三元地址，块大小，起止地址，健康情况等，再为其创建一个对应的数据结构的抽象，这样计算机通过卷管理器，就能够动态的扑捉被注册的存储LUN的实时信息，实现动态管理。一个存储LUN被卷管理器进行注册抽象之后，就被卷管理器认为是一个可被鱼肉的直接下属，它可以再次被分割成更小区域，当然也可以不分割，再对分割后或者没分割后的存储空间进行数据抽象，建立相关的数据结构，供文件系统层调用。

　　因此，存储LUN和卷在物理上可能是同一个东西，只是从不同的角度，不同的层次去看它，去理解它。当然，对计算机来说，这些不同确实数据处理过程的需要，也有必要弄清楚的。

 

 

 

 

深入理解逻辑卷的概念

 

1、深入理解逻辑卷的概念：
什么是物理卷，什么是逻辑卷组，什么是逻辑卷？初始接触很多人都搞不清楚，我们先来看一张图：
 
从上面的图中，我们就能很形象的理解物理卷，逻辑卷组，逻辑卷的概念：
· 物理卷(Physical Volume, PV)：LVM是操作系统识别到的物理磁盘(或者RAID提交的逻辑磁盘LUN)改了个叫法，叫物理卷， 物理卷可以是一个磁盘，也可以是磁盘中的一个分区。它为LVM提供了存储介质。
· 逻辑卷组(Logical Volume Group, LVG)：多个PV可以被逻辑的放到一个VG中，逻辑卷组是一个虚拟的打存储空间，逻辑上是连续的，它可以由多块PV组成，此时VG会将所有PV首尾相连，组成一个逻辑上连续编址的大存储池，这就是VG。在一个VG上可以创建多个逻辑卷(LV)。
· 物理区块(Physical Partion)：它是在逻辑上再将一个VG分割成连续的小块（注意，是逻辑上的分割，而不是物理上） ，也就是说LVM会记录每个PP的大小(具体有几个扇区组成啊)，还会记录PP的序号偏移。这样就相当于在VG这个大池中顺序切割，比如我们假设一个PP的大小是4MB，那么由之前的知识知道一个扇区是512B,所以4MB/512B =8192 个扇区。  如果PV是实际的一块物理磁盘，那么这些扇区就是连续的。如果PV本身是经过RAID控制器虚拟化形成的虚拟盘（LUN），那么这些扇区可能位于若干条带中：也就是说这8192个扇区物理上不一定连续。
· 逻辑区块（logical Partition）：PP可以再次组成LP，逻辑区块是比较难理解的，一个LP可以对应一个PP，也可以对应多个PP。前者对应前后没有什么区别，而后者，又分为两种情况：一种为多个PP，组成一个大的LP,像是RAID0一样；另一种是一个LP对应几份PP，这几份PP没一份内容都一样，类似于RAID1，对个PP内容互为镜像，然后用一个LP来代表它们，往这个LP写数据，也就同时写入了这个LP对应的几份PP中。
· 逻辑卷(Logical Volume, LV)： 若干LP再经过连续组合成LV,也就是LVM所提供的最终可用来存储数据的单位。生产逻辑卷，在主机看来还是和普通磁盘一样，对其进行分区，格式化等。每个逻辑分区上都可以创建具体的文件系统。
LVM看起来很复杂，其实操作起来很简单，我们理一下思路，首先创建PV（真实或者RAID提供的LUN）——> 将PV加入VG ——> 在VG中创建LV  ——> 然后格式化这个LV，当成普通硬盘来使用。