标签：lvm2 逻辑卷管理 动态扩展磁盘容量大小 lvm快照功能数据备份与还原
LVM：logical volume manger ，version2
应用场景：在系统使用过程中常常遇到磁盘不够用的情况，那么普通的方法就是添加硬盘，从新分区格式化，并挂载到原来的文件系统中，但这样会造成磁盘空间浪费或者仍然不够用的情况。那么LVM可以实现根据需要动态的扩展磁盘的大小，实现磁盘空间的合理利用。
LVM原理：LVM是在硬件磁盘和文件系统之间的一个添加的一个逻辑中间层，利用软件的方式将多个物理磁盘（或分区）组合成逻辑上的一个磁盘（VG）。然后在此基础实现划分分区（LV）,并创建文件系统供使用。LVM最大的特点只是在逻辑上实现LV容量的动态扩展，而不是考虑数据的安全存储。
数据在写入LV时，是通过什么机制写入真正的磁盘上的？
根据写入的机制不同，分为两种方式：
1、线性方式（linear）：所谓线性方式就是一次将数据写入磁盘多个磁盘，只有在前一个磁盘容量用完后才开始写入随后的磁盘。
2、交错模式（triped）：指的是将数据拆分成两部分，分别写到底层不同的磁盘中。感觉像RAID-0，理论上读写性能要好点。
注释：使用交错模式的缺点就是当其中一个磁盘挂掉，其他磁盘上的数据也将不可用，所有LVM默认的写入方式是线性方式写入磁盘。
概念：
PV :physicalvolume,物理卷，就是将真正的磁盘或分区通过修改文件系统ID号，改变系统标识符(LVM标识符是8e)，使之称为可用的PV.
VG：volumegroup，卷组。所谓卷组指的是在逻辑上将多个磁盘或分区看做一个大的磁盘，叫做卷组。
LV：logical volume，逻辑卷，相当于单个磁盘使用时的分区，LV就是在VG基础上的分区。
PE：physical extend，物理扩展快，相当于单个磁盘的数据块的概念。LVM中的PE是基本的存储单元，默认是4M（单个磁盘的块大小默认是4096K），
LE：逻辑块（Logical Extent，LE），逻辑卷LV也被划分为可被寻址的基本单位，称为LE。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。
所谓的lv的动态扩展就是可以在以创建好的VG中添加或删除PV，在以创建好的LV中添加或删除PE的数。但是在缩小容量的时候必须注意缩减后的容量必须能满足数据大小，否则将导致数据的丢失。
构建LVM的流程：
物理磁盘--构建PV--构建VG--构建LV--格式化LV文件系统
而在centos中内核是通过dm（device_mapper）模块来支持lvm的，使用lvm需要安装lvm软件，默认情况下都自带安装的（最小化安装除外）。
[root@localhost mnt]# rpm -qa | grep lvm
mesa-private-llvm-3.4-3.el6.x86_64
lvm2-libs-2.02.111-2.el6.x86_64
lvm2-2.02.111-2.el6.x86_64
逻辑卷设备在linux系统上的命名方式有三种：
1、/dev/dm-#
2、/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
/dev/mapper/vol0-root
3、/dev/VG_NAME/LV_NAME
/dev/vol0/root
使用不同的管理工具来构建相应的单元
pv管理工具:
pvs ：显示pv的状态
pvdisplay ：显示当前系统上的pv详细状态
pvscan：查看当前系统已有的pv
pvmove：move physical extents
pvcreate：将普通磁盘创建为pv
pvremove：移除一个pv，成为普通磁盘
vg管理工具：
vgcreate：创建卷组
vgextend：扩展卷组容量
vgreduce ：较少卷组容量（在做vgreduce时要先做pvmove）
lv管理工具：
lvs：查看lv信息
lvdisplay：查看详细的lv信息
lvcreate：创建lv
lvextend ：扩展lv的容量
lvreduce： 较少lv的容量
lvremove：移除lv
更多相关的命令可自行使用命令补全功能查看
下面就以一个实例来演示lvm的使用。
例、在一个10G的磁盘上分4个分区，利用其做LVM事例。
一、使用fdisk /dev/sdb 并在其上划分4个分区，将其文件表示符改为8e。完成后查看
[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 62 sectors/track, 1326 cylinders
Units = cylinders of 15810 * 512 = 8094720 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00086ec2
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 1 267 2103490+ 8e Linux LVM
/dev/sdb2 267 532 2096482+ 8e Linux LVM
/dev/sdb3 532 797 2096482+ 8e Linux LVM
/dev/sdb4 797 1062 2096482+ 8e Linux LVM
二、创建PV
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2,3,4}
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
Physical volume "/dev/sdb2" successfully created
Physical volume "/dev/sdb3" successfully created
Physical volume "/dev/sdb4" successfully created
[root@localhost ~]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda2 vg0 lvm2 a-- 59.99g 7.99g
/dev/sdb1 lvm2 --- 2.01g 2.01g
/dev/sdb2 lvm2 --- 2.00g 2.00g
/dev/sdb3 lvm2 --- 2.00g 2.00g
/dev/sdb4 lvm2 --- 2.00g 2.00g
三、使用/dev/sdb{1,2,3}创建VG
[root@localhost ~]# vgcreate -s 16m vglpw /dev/sdb{1,2,3}
Volume group "vglpw" successfully created
[root@localhost ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg0 1 4 0 wz--n- 59.99g 7.99g
vglpw 3 0 0 wz--n- 5.97g 5.97g
四、创建一个3G大小的LV
[root@localhost ~]# lvcreate -L 3G -n /dev/lvname vglpw
"/dev/lvname": Invalid path for Logical Volume
Logical volume "lvname" created
另一种方式-l 指定pe个数来创建LV
[root@localhost ~]# lvcreate -l 10 -n lvname vglpw
Logical volume "lvname" created
五、扩展LV，使用lvextend扩展lv容量
[root@localhost ~]# lvextend -l +3 vglpw/lvname
或者
[root@localhost ~]# lvextend -L 3G vglpw/lvname
注：-l 表示PE的数量，-L表示lv的容量，支持“+”符号，表示扩增多大的容量，不带加号表示扩增到多大的容量。lvextend不能降低LV的容量。
六、重新设置LV的大小
[root@localhost ~]# lvresize -L -|+20m vglpw/lvname
或者
[root@localhost ~]# lvresize -|+3 vglpw/lvname
注：lvresize支持增加或减少lv容量，-l 表示PE的数量，-L表示lv的容量。在减少lv容量时必须保证减少后的容量能容下原有数据大小，否则会造成数据丢失。
七、使用lvreduce降低lv容量
[root@localhost ~]# lvreduce -l -3 vglpw/lvname
或者
[root@localhost ~]# lvreduce -L 3G vglpw/lvname
注：-l 表示PE的数量，-L表示lv的容量，支持“-”符号，表示降低多大的容量，不带减号表示减少到多大的容量。在减少lv容量时必须保证减少后的容量能容下原有数据大小，否则会造成数据丢失。
八、降低vg中的pv数量
使用vgreduce移除vg中的pv，要先使用pvmove移除对应的pv
[root@localhost ~]# pvmove /dev/sdb3
[root@localhost ~]# vgreduce vglpw /dev/sdb3
Removed "/dev/sdb3" from volume group "vglpw"
九、向vg中添加pv
root@localhost ~]# vgextend vglpw /dev/sdb4
Volume group "vglpw" successfully extended
十、使用mke2fs工具将lv格式化为ext4类型文件系统
[root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/vglpw/lvname
十一、挂载lv至/mnt目录下面并查看
[root@localhost ~]# mount /dev/vglpw/lvname /mnt
[root@localhost ~]# df -hP
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg0-root 20G 288M 19G 2% /
tmpfs 495M 0 495M 0% /dev/shm
/dev/sda1 190M 28M 153M 16% /boot
/dev/mapper/vg0-usr 9.8G 1.9G 7.4G 21% /usr
/dev/mapper/vg0-var 20G 200M 19G 2% /var
/dev/mapper/vglpw-lvname 229M 2.1M 215M 1% /mnt
文件系统可以正常使用，添加一个文件a.txt
[root@localhost mnt]# ls
a.txt lost+found
LVM在一般工作环境中还是会用道的，但是在centos中支持的btrfs文件系统，默认就具有了lvm的类似的功能，所以在今后的环境中btrfs文件系统的使用将会增多，lvm的功能也许将会被替代。
lvm的一个重要功能就是可以实现快照，从而实现数据的备份和还原。
原理：所谓的快照就是在lv所在的卷组中在划分一部分pe来当做快照区。在创建快照的时刻并不为快照区创建数据块，它只用来存放原理lv卷中的内容的元数据，在员lv中内容不发生改变时，快照卷和她原来的lv卷中的内容看起啦一样，当原lv卷内容发生改变时，在改变前将原来的数据放到快照卷当中。因此可以将快照卷复制的原lv中的数据复制出来另存为别的路径。当原lv发生改变需要还原时，可以拿快照卷保存的数据在将其还原回来。
使用快照卷的限制就是快照区本来大小就不如lv卷的大小，当原lv中的数据将要发生改变时，快照卷的容量必须能足够存放原lv中的数据大小，否则，快照复制的数据将不完整，因此可能造成数据丢失。
复制/etc/fsbat和/etc/mtab到lvname当中
[root@localhost lvname]# cp /etc/fstab .
[root@localhost lvname]# cp -a /etc/mtab .
为lvname创建快照卷lvshop并查看快照信息
[root@localhost mnt]# lvcreate -l 63 -s -n lvshop /dev/vglpw/lvname
-s：表示创建快照卷
[root@localhost mnt]# lvdisplay /dev/vglpw/lvshop
--- Logical volume ---
LV Path /dev/vglpw/lvshop
LV Name lvshop
VG Name vglpw
LV UUID Fob2xM-6WCP-DFmf-2d1q-FX2b-n6w1-4lXZNw
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost.localdomain, 2015-08-27 03:31:45 +0800
LV snapshot status active destination for lvname
LV Status available
# open 1
LV Size 5.00 GiB
Current LE 320
COW-table size 1008.00 MiB
COW-table LE 63
Allocated to snapshot 0.00%
Snapshot chunk size 4.00 KiB
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 253:5
挂载快照卷lvshop。
[root@localhost mnt]# mount /dev/vglpw/lvshop /mnt/lvshop/
查看这两个卷，其指向的inode编号，硬连接一样
[root@localhost mnt]# ll -i *
lvname:
total 16
11 drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
lvshop:
total 16
11 drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
可以查看两个文件的内容都一样
[root@localhost mnt]# ll lvname lvshop
lvname:
total 24
-rw-r--r-- 1 root root 922 Aug 27 03:41 fstab
drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
-rw-r--r-- 1 root root 355 Aug 27 03:46 mtab
lvshop:
total 24
-rw-r--r-- 1 root root 922 Aug 27 03:41 fstab
drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
-rw-r--r-- 1 root root 355 Aug 27 03:46 mtab
删除lvname中的文件，lvshop中文件不变
[root@localhost lvname]# rm -rf mtab
[root@localhost lvname]# cd ..
[root@localhost mnt]# ll lvshop lvname
lvname:
total 24
-rw-r--r-- 1 root root 922 Aug 27 03:41 fstab
drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
-r--r--r-- 1 root root 1033 Aug 27 03:56 mounts
lvshop:
total 28
-rw-r--r-- 1 root root 922 Aug 27 03:41 fstab
drwx------ 2 root root 16384 Aug 27 01:26 lost+found
-r--r--r-- 1 root root 1033 Aug 27 03:56 mounts
-rw-r--r-- 1 root root 404 Aug 27 03:49 mtab
将lvshop中内容备份出来，然后卸载lvshop，格式化lvname卷，然后在挂载lvname，使用备份的内容还原原来lvname中内容并查看，将数据还原
[root@localhost lvshop]# tar -czvf /back.tar.gz *
[root@localhost mnt]# umount /mnt/lvshop
[root@localhost mnt]# umount /mnt/lvname
[root@localhost mnt]# mke2fs -t ext4 /dev/vglpw/lvname
[root@localhost mnt]# mount /dev/vglpw/lvname /mnt/lvname
[root@localhost mnt]# ls /mnt/lvname
lost+found
[root@localhost mnt]# tar -xvf /back.tar.gz -C /mnt/lvname
fstab
lost+found/
mounts
mtab
[root@localhost mnt]# ls /mnt/lvname
fstab lost+found mounts mtab
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