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LVM逻辑盘卷管理
一、简介
LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。
LVM的工作原理是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取，而在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最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的，而且不会丢失现有的数据。如果我们新增加了硬盘，其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为一个动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性。
基本的逻辑卷管理概念：
PV（Physical Volume）- 物理卷
物理卷在逻辑卷管理中处于最底层，它可以是实际物理硬盘上的分区，也可以是整个物理硬盘，也可以是raid设备。
VG（Volumne Group）- 卷组
卷组建立在物理卷之上，一个卷组中至少要包括一个物理卷，在卷组建立之后可动态添加物理卷到卷组中。一个逻辑卷管理系统工程中可以只有一个卷组，也可以拥有多个卷组。
LV（Logical Volume）- 逻辑卷
逻辑卷建立在卷组之上，卷组中的未分配空间可以用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态地扩展和缩小空间。系统中的多个逻辑卷可以属于同一个卷组，也可以属于不同的多个卷组。
关系图如下：
PE（Physical Extent）- 物理块
LVM 默认使用4MB的PE区块，而LVM的LV最多仅能含有65534个PE (lvm1 的格式)，因此默认的LVM的LV最大容量为4M*65534/(1024M/G)=256G。PE是整个LVM 最小的储存区块，也就是说，其实我们的资料都是由写入PE 来处理的。简单的说，这个PE 就有点像文件系统里面的block 大小。所以调整PE 会影响到LVM 的最大容量！
二、系统环境及磁盘准备
系统平台：CentOS 7
LVM版本：lvm2-2.02.130-5.el7.x86_64
设备类型：分区、物理磁盘
磁盘准备：新增一块磁盘做实验
三、安装LVM管理工具
1、检查系统中是否安装了LVM管理工具
[root@bash ~]# rpm -qa |grep lvm mesa-private-llvm-3.6.2-2.el7.x86_64 lvm2-2.02.130-5.el7.x86_64 lvm2-libs-2.02.130-5.el7.x86_64
2、如果未安装,则使用yum方式安装
# yum -y install lvm* [root@localhost ~]# rpm -qa lvm2 lvm2-2.02.130-5.el7.x86_64
四、新建一个分区
1、使用/dev/sdb模拟分区
# fdisk /dev/sdb
文件系统类型为：8e (Linux LVM)
[root@bash ~]# fdisk -l /dev/sdb Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes Disk label type: dos Disk identifier: 0x141c2b15 Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 2048 10487807 5242880 8e Linux LVM /dev/sdb2 10487808 20973567 5242880 8e Linux LVM /dev/sdb3 20973568 31459327 5242880 8e Linux LVM /dev/sdb4 31459328 41943039 5241856 8e Linux LVM
五、创建PV
命令介绍：
#pvs 查看pv状态 # pvcreate 将物理分区新建成为PV # pvscan 查询目前系统里面任何具有PV的磁盘 # pvdisplay 显示出目前系统上面的PV状态 # pvremove 将PV属性移除，让该分区不具有PV属性
1、将/dev/sdb1 - /dev/sdb4新建成为PV格式
[root@bash test]# pvcreate /dev/sdb{1..4}
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
Physical volume "/dev/sdb2" successfully created
Physical volume "/dev/sdb3" successfully created
Physical volume "/dev/sdb4" successfully created2、查询目前系统里面任何具有PV的磁盘
[root@bash test]# pvscan PV /dev/sdb3 lvm2 [5.00 GiB] PV /dev/sdb2 lvm2 [5.00 GiB] PV /dev/sdb1 lvm2 [5.00 GiB] PV /dev/sdb4 lvm2 [5.00 GiB] Total: 4 [20.00 GiB] / in use: 0 [0 ] / in no VG: 4 [20.00 GiB]
六、创建VG
命令介绍：
# vgcreate 新建VG vgcreate [-s N[mgt]] VG名称 设备名称 -s 接PE的大小 # vgscan 查询目前系统里面是否有VG的磁盘 #vgs查看vg状态 # vgdisplay 显示出目前系统上面的VG状态 # vgextend 在VG内增加额外的PV # vgreduce 在VG内删除PV # vgchange 设置VG是否启动（active） # vgremove 删除一个VG
PV的名称是分区的设备文件名字，VG名称可以自定义的，我将VG的名称定义为myvg
1、将/dev/sdb1-/dev/sdb3新建为一个VG，且指定PE为15MB
[root@bash test]# vgcreate -s 15M "myvg" /dev/sdb{1..3}
Volume group "myvg" successfully created2、查看系统上的VG状态
[root@bash test]# pvscan PV /dev/sdb1 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] PV /dev/sdb2 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] PV /dev/sdb3 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] PV /dev/sdb4 lvm2 [5.00 GiB] Total: 4 [19.98 GiB] / in use: 3 [14.99 GiB] / in no VG: 1 [5.00 GiB]
3.显示出目前系统上面的VG状态
[root@bash test]# vgdisplay --- Volume group --- VG Name myvg System ID Format lvm2 Metadata Areas 3 Metadata Sequence No 1 VG Access read/write VG Status resizable MAX LV 0 Cur LV 0 Open LV 0 Max PV 0 Cur PV 3 Act PV 3 VG Size 14.99 GiB PE Size 15.00 MiB Total PE 1023 Alloc PE / Size 0 / 0 Free PE / Size 1023 / 14.99 GiB VG UUID CT1KmC-upAS-0r1t-5KQV-MR7z-2jfj-ufOc8Q
4、新增PV给myvg
[root@bash test]# vgextend "myvg" /dev/sdb4 Volume group "myvg" successfully extended
5、显示出目前系统上面的VG状态
[root@bash test]# vgdisplay --- Volume group --- VG Name myvg System ID Format lvm2 Metadata Areas 4 Metadata Sequence No 2 VG Access read/write VG Status resizable MAX LV 0 Cur LV 0 Open LV 0 Max PV 0 Cur PV 4 Act PV 4 VG Size 19.98 GiB PE Size 15.00 MiB Total PE 1364 Alloc PE / Size 0 / 0 Free PE / Size 1364 / 19.98 GiB VG UUID CT1KmC-upAS-0r1t-5KQV-MR7z-2jfj-ufOc8Q
七、创建LV
命令介绍：
# lvcreate 新建LV lvcreate [-L N[mgt]] [-n LV名称] VG名称 lvcreate [-l N] [-n LV名称] VG名称 注意： -L 后面接容量，最小单位为PE， 数量必须是PE的倍数，若不相符，系统会自行计算最相近的容量 -l 后面接PE的“个数”，而不是数量 -n 后面接LV的名称 # lvscan 查询系统LV # lvdisplay 显示系统LV状态 # lvextend 在LV里增加容量 #lvs 查看lvs状态 # lvreduce 在LV里减少容量 # lvremove 删除一个LV # lvresize 对LV进行容量大小的调整
1、将整个myvg全部分配给mglv
[root@bash test]# lvcreate -L 19.98G -n mylv myvg Rounding up size to full physical extent 19.98 GiB Logical volume "mylv" created.
注：如果报错，说明分配lv的容量不是PE的整数倍，一个PE为15M，将lv容量调整为15的整数倍就可以。
2.查看LV情况
[root@bash test]# lvdisplay --- Logical volume --- LV Path /dev/myvg/mylv LV Name mylv VG Name myvg LV UUID crtMed-duu9-Nrfc-tCJR-wzby-wFP0-v1P9pT LV Write Access read/write LV Creation host, time bash, 2017-02-07 17:01:23 +0800 LV Status available # open 0 LV Size 19.98 GiB Current LE 1364 Segments 4 Allocation inherit Read ahead sectors auto - currently set to 8192 Block device 253:0 [root@bash test]# ll /dev/myvg/mylv lrwxrwxrwx 1 root root 7 Feb 7 17:01 /dev/myvg/mylv -> ../dm-0 [root@bash test]# ll /dev/dm-0 brw-rw---- 1 root disk 253, 0 Feb 7 17:01 /dev/dm-0
3、进行格式化与挂载
# mke2fs -t ext4 /dev/myvg/mglv # mkdir /mnt/lvm # mount /dev/myvg/mglv /mnt/lvm [root@bash lvm]# df Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on /dev/sda2 20961280 4709020 16252260 23% / devtmpfs 486140 0 486140 0% /dev tmpfs 500664 76 500588 1% /dev/shm tmpfs 500664 50776 449888 11% /run tmpfs 500664 0 500664 0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3 20961280 2971196 17990084 15% /usr /dev/sda1 520876 157624 363252 31% /boot tmpfs 100136 44 100092 1% /run/user/0 /dev/sr0 7587292 7587292 0 100% /media/centos7-mirror /dev/mapper/myvg-mylv 20490832 45080 19381816 1% /mnt/lvm
4、复制文件
[root@bash lvm]# cp -a /etc/fstab /mnt/lvm/ [root@bash lvm]# ls /mnt/lvm/ fstab lost+found
八、放大LV容量
步骤：
1）、利用fdisk设置新的额具有8e /systemID的分区
2）、利用pvcreate构建PV
3）、利用vgextend将PV加进myvg
4）、利用lvresize将新加入的PV内的PE加入mylv中
5）、通过resize2fs将文件系统的容量增加
1、新增硬盘/dev/sdc
[root@bash lvm]# ll /dev/sdc brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Feb 7 17:18 /dev/sdc
2、新建新的PV
[root@bash lvm]# pvcreate /dev/sdc Physical volume "/dev/sdc" successfully created [root@bash lvm]# pvscan PV /dev/sdb1 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 0 free] PV /dev/sdb2 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 0 free] PV /dev/sdb3 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 0 free] PV /dev/sdb4 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 0 free] PV /dev/sdc lvm2 [20.00 GiB] Total: 5 [39.98 GiB] / in use: 4 [19.98 GiB] / in no VG: 1 [20.00 GiB]
3、增加VG容量
[root@bash lvm]# vgextend myvg /dev/sdc Volume group "myvg" successfully extended [root@bash lvm]# vgdisplay #查看 --- Volume group --- VG Name myvg System ID Format lvm2 Metadata Areas 5 Metadata Sequence No 4 VG Access read/write VG Status resizable MAX LV 0 Cur LV 1 Open LV 1 Max PV 0 Cur PV 5 Act PV 5 VG Size 39.98 GiB PE Size 15.00 MiB Total PE 2729 Alloc PE / Size 1364 / 19.98 GiB Free PE / Size 1365 / 20.00 GiB VG UUID CT1KmC-upAS-0r1t-5KQV-MR7z-2jfj-ufOc8Q
4.增加LV容量
[root@bash lvm]# lvresize -l +200 /dev/myvg/mylv #无单位表示增减PE个数， +表示增加，无+号代表增加到 Size of logical volume myvg/mylv changed from 19.98 GiB (1364 extents) to 22.91 GiB (1564 extents). Logical volume mylv successfully resized. [root@bash lvm]# lvdisplay --- Logical volume --- LV Path /dev/myvg/mylv LV Name mylv VG Name myvg LV UUID crtMed-duu9-Nrfc-tCJR-wzby-wFP0-v1P9pT LV Write Access read/write LV Creation host, time bash, 2017-02-07 17:01:23 +0800 LV Status available # open 1 LV Size 22.91 GiB Current LE 1564 Segments 5 Allocation inherit Read ahead sectors auto - currently set to 8192 Block device 253:0
5.查看
[root@bash lvm]# df -h /dev/mapper/myvg-mylv 20G 45M 19G 1% /mnt/lvm
6、将LV的容量扩充到整个文件系统
# dumpe2fs /dev/myvg/mglv 查看文件系统内的superblock记录情况 # resize2fs [-f] [device] [size] 将LV的容量扩充到整个文件系统 [root@bash lvm]# resize2fs /dev/myvg/mylv resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Filesystem at /dev/myvg/mylv is mounted on /mnt/lvm; on-line resizing required old_desc_blocks = 3, new_desc_blocks = 3 The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 6005760 blocks long.
7、查看
[root@bash lvm]# df -h /dev/mapper/myvg-mylv 23G 45M 22G 1% /mnt/lvm
九、缩小LV容量
1、先卸载
[root@bash ~]# umount /mnt/lvm/
2、检测文件系统
[root@bash ~]# e2fsck -f /dev/myvg/mylv e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013) Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes Pass 2: Checking directory structure Pass 3: Checking directory connectivity Pass 4: Checking reference counts Pass 5: Checking group summary information /dev/myvg/mylv: 12/1507328 files (0.0% non-contiguous), 138659/6005760 blocks
3.降低文件系统容量
[root@bash ~]# resize2fs /dev/myvg/mylv 5000M resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Resizing the filesystem on /dev/myvg/mylv to 1280000 (4k) blocks. The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 1280000 blocks long.
4、重新挂载并查看容量大小
[root@bash ~]# mount /dev/myvg/mylv /mnt/lvm/ [root@bash ~]# df -h |grep /dev/mapper/ /dev/mapper/myvg-mylv 4.7G 33M 4.4G 1% /mnt/lvm
5、降低LV容量
[root@bash ~]# lvresize -L 5000M /dev/myvg/mylv #降低lv到5000M，-号表示减少多少 Rounding size to boundary between physical extents: 4.89 GiB WARNING: Reducing active and open logical volume to 4.89 GiB THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce mylv? [y/n]: y Size of logical volume myvg/mylv changed from 22.91 GiB (1564 extents) to 4.89 GiB (334 extents). Logical volume mylv successfully resized.
6、查看容量大小
[root@bash ~]# lvdisplay --- Logical volume --- LV Path /dev/myvg/mylv LV Name mylv VG Name myvg LV UUID crtMed-duu9-Nrfc-tCJR-wzby-wFP0-v1P9pT LV Write Access read/write LV Creation host, time bash, 2017-02-07 17:01:23 +0800 LV Status available # open 1 LV Size 4.89 GiB Current LE 334 Segments 1 Allocation inherit Read ahead sectors auto - currently set to 8192 Block device 253:0
7、将/dev/sdc从myvg中移除
[root@bash ~]# vgreduce myvg /dev/sdc Removed "/dev/sdc" from volume group "myvg" [root@bash ~]# pvremove /dev/sdc Labels on physical volume "/dev/sdc" successfully wiped [root@bash ~]# pvscan PV /dev/sdb1 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 105.00 MiB free] PV /dev/sdb2 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] PV /dev/sdb3 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] PV /dev/sdb4 VG myvg lvm2 [5.00 GiB / 5.00 GiB free] Total: 4 [19.98 GiB] / in use: 4 [19.98 GiB] / in no VG: 0 [0 ]
十、删除逻辑卷
我们在创建好逻辑卷后可以通过创建文件系统，挂载逻辑卷来使用它，如果说我们不想用了也可以将其删除掉。
【注意】对于创建物理卷、创建卷组以及创建逻辑卷我们是有严格顺序的，同样，对于删除逻辑卷、删除卷组以及删除物理卷也是有严格顺序要求的
①首先将正在使用的逻辑卷卸载掉 通过 umount 命令
②将逻辑卷先删除 通过 lvremove 命令
③删除卷组 通过 vgremove 命令
④最后再来删除我们的物理卷 通过 pvremove 命令
[root@bash ~]# umount /mnt/lvm/ #卸载 [root@bash ~]# lvremove /dev/myvg/mylv #删除LV Do you really want to remove active logical volume mylv? [y/n]: y Logical volume "mylv" successfully removed [root@bash ~]# vgremove myvg #删除VG Volume group "myvg" successfully removed [root@bash ~]# pvremove /dev/sdb{1..4} #删除PV Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped Labels on physical volume "/dev/sdb2" successfully wiped Labels on physical volume "/dev/sdb3" successfully wiped Labels on physical volume "/dev/sdb4" successfully wiped
十一、逻辑卷快照
当一个snapshot创建的时候，仅拷贝原始卷里数据的元数据(meta-data)。创建的时候，并不会有数据的物理拷贝，因此snapshot的创建几乎是实时的，当原始卷上有写操作执行时，snapshot跟踪原始卷块的改变，这个时候原始卷上将要改变的数据在改变之前被拷贝到snapshot预留的空间里，因此这个原理的实现叫做写时复制(copy-on-write)。
在写操作写入块之前，将原始数据移动到 snapshot空间里，这样就保证了所有的数据在snapshot创建时保持一致。而对于snapshot的读操作，如果是读取数据块是没有修改过的，那么会将读操作直接重定向到原始卷上，如果是要读取已经修改过的块，那么就读取拷贝到snapshot中的块。
创建snapshot的大小并不需要和原始卷一样大，其大小仅仅只需要考虑两个方面：从shapshot创建到释放这段时间内，估计块的改变量有多大;数据更新的频率。一旦 snapshot的空间记录满了原始卷块变换的信息，那么这个snapshot立刻被释放，从而无法使用，从而导致这个snapshot无效。
1.查看挂在情况
[root@bash ~]# df | grep /dev/mapper /dev/mapper/myvg-mylv 3030800 4676 2868840 1% /mnt/lvm
2、拷贝数据
[root@bash ~]# cp -a /etc/fstab /etc/issue /mnt/lvm/ [root@bash ~]# ll /mnt/lvm/ total 24 -rw-r--r--. 1 root root 595 Dec 26 05:39 fstab -rw-r--r--. 1 root root 78 Dec 26 05:50 issue drwx------ 2 root root 16384 Feb 7 18:43 lost+found
3、创建快照
[root@bash ~]# lvcreate -L 80M -s -p r -n lvsnap /dev/myvg/mylv #-p r指定权限为只读 Logical volume "lvsnap" created. [root@bash snapshot]# lvdisplay /dev/myvg/lvsnap --- Logical volume --- LV Path /dev/myvg/lvsnap LV Name lvsnap VG Name myvg LV UUID CcICLA-SV2u-ojuv-ZWnX-3JBg-h1Bg-NJNieO LV Write Access read/write LV Creation host, time bash, 2017-02-08 01:36:53 +0800 LV snapshot status active destination for mylv LV Status available # open 1 LV Size 3.00 GiB Current LE 768 COW-table size 80.00 MiB COW-table LE 20 Allocated to snapshot 0.00% #快照卷为空 Snapshot chunk size 4.00 KiB Segments 1 Allocation inherit Read ahead sectors auto - currently set to 8192 Block device 253:3
注：建立快照的卷大小只需要原始逻辑卷的15%～20%就够了。也可以使用lvextend放大快照。
4、将刚才创建的快照挂载查看
[root@bash ~]# mkdir /mnt/snapshot [root@bash ~]# mount /dev/myvg/lvsnap /mnt/snapshot/ [root@bash ~]# cd /mnt/snapshot/ [root@bash snapshot]# ls fstab issue lost+found [root@bash snapshot]# df -h | grep /dev/mapper* /dev/mapper/myvg-mylv 2.9G 4.6M 2.8G 1% /mnt/lvm /dev/mapper/myvg-lvsnap 2.9G 4.6M 2.8G 1% /mnt/snapshot
注：可使用tar命令对快照数据进行归档，以便以后恢复使用
5、删除快照
[root@bash ~]# umount /mnt/snapshot/ #先卸载 [root@bash ~]# lvremove /dev/myvg/lvsnapshot #后删除 Do you really want to remove active logical volume lvsnapshot? [y/n]: y Logical volume "lvsnapshot" successfully removed
总结：
1、LVM最主要的用处是在实现一个可以弹性调整容量的文件系统上，而不是在新建一个性能为主的磁盘上。LVM默认的读写模式是线性模式
2、实现的流程：
3、删除系统内的LVM
1）先卸载系统上面的 LVM 文件系统（包括快照与所有LV）
2）使用 lvremove 删除 LV
3）使用 vgchange -an VGname 让 VGname 这个 VG 不具有 Active 的标志
4）使用 vgremove 删除VG
5）使用 pvremove 删除PV
6）使用 fdisk 将 ID 修改回来
4、PV, VG, LV 常用命令的总结
5、/boot分区与/swap分区不能使用LVM
本文出自 “追求不完美” 博客，请务必保留此出处http://yolynn.blog.51cto.com/11575833/1895905
LVM逻辑盘卷管理