Linux逻辑卷管理LVM学习总结备忘

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LVM(Logical Volume Manager)，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，可以弹性的增加或减小分区的大小，使得磁盘分区管理更具灵活性。LVM的实现示意图：

创建LVM实例：

1、首先创建3个准备组成卷组VG的物理分区，并且把分区格式改为8e。以/dev/sdb1、/dev/sdb2、/dev/sdb3为例：

#在/dev/sdb磁盘上创建分区/dev/sdb1、/dev/sdb2、/dev/sdb3，大小分别为3G、4G、5G

[root@localhost ~]#fdisk /dev/sdb

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-2610, default 1): 
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-2610, default 2610): +3G
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 2
First cylinder (394-2610, default 394): 
Using default value 394
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (394-2610, default 2610): +4G
Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 3
First cylinder (917-2610, default 917): 
Using default value 917
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (917-2610, default 2610): +5G

#调整分区格式为8e，并查看

Command (m for help): t
Partition number (1-4): 1
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)
Command (m for help): t
Partition number (1-4): 2
Hex code (type L to list codes): 8e   
Changed system type of partition 2 to 8e (Linux LVM)
Command (m for help): t
Partition number (1-4): 3
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 3 to 8e (Linux LVM)
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x49c5d108
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         393     3156741   8e  Linux LVM
/dev/sdb2             394         916     4200997+  8e  Linux LVM
/dev/sdb3             917        1570     5253255   8e  Linux LVM

2、创建物理卷PV

    物理卷Physical Volume就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备（如RAID），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。pvcreate 命令将希望添加到卷组的所有分区或者磁盘创建为物理卷。

#pvcreate /dev/sdb ，将整个磁盘创建为物理卷。

#pvcreate /dev/sdb1 ，将单个分区创建为物理卷。

#创建物理卷
pvcreate /dev/sdb{1,2,3}
查看物理卷
[root@localhost ~]#pvs 

  PV         VG   Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  vg0  lvm2 a--  59.99g 7.99g
  /dev/sdb1       lvm2 a--   3.01g 3.01g
  /dev/sdb2       lvm2 a--   4.01g 4.01g
  /dev/sdb3       lvm2 a--   5.01g 5.01g
  
[root@localhost ~]#pvscan
  
  PV /dev/sda2   VG vg0             lvm2 [59.99 GiB / 7.99 GiB free]
  PV /dev/sdb1                      lvm2 [3.01 GiB]
  PV /dev/sdb2                      lvm2 [4.01 GiB]
  PV /dev/sdb3                      lvm2 [5.01 GiB]
  Total: 4 [72.02 GiB] / in use: 1 [59.99 GiB] / in no VG: 3 [12.03 GiB]

3、创建卷组VG

    卷组Volume Group是由多个PV整合而成的，VG最多可以有65534个PE(Physical Extent)组成，每一个物理卷被划分为称为PE的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认的PE块是4M，默认VG最大是256G{由默认的PE块大小计算：4M*65534/(1024M/G)=256G}。

#创建卷组testvg，由sdb1、sdb2和sdb3整合而成
[root@localhost ~]# vgcreate testvg /dev/sdb{1,2,3}
  Volume group "testvg" successfully created
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  testvg   3   0   0 wz--n- 12.02g 12.02g
  vg0      1   4   0 wz--n- 59.99g  7.99g
  
#从卷组testvg中移除/dev/sdb2,查看testvg的容量减小了
[root@localhost ~]# vgreduce testvg /dev/sdb2
  Removed "/dev/sdb2" from volume group "testvg"
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  testvg   2   0   0 wz--n-  8.02g 8.02g
  vg0      1   4   0 wz--n- 59.99g 7.99g
  
#重新把/dev/sdb2添加到卷组testvg之中
[root@localhost ~]# vgextend testvg /dev/sdb2
  Volume group "testvg" successfully extended
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  testvg   3   0   0 wz--n- 12.02g 12.02g
  vg0      1   4   0 wz--n- 59.99g  7.99g

4、创建逻辑卷LV

    创建逻辑卷Logical Volume，就像硬盘上的分区一样，LV的大小是PE的整数倍。LV的块设备文件通常是/dev/vgname/lvname和/dev/mapper/vgname-lvname

    lvcreate简单格式：lvcreate -L  容量 -n LVname VGname

        e.g. lvcreate -L 5G -n testlv1 testvg

    其中-L容量的指定也可以用-l选项，指定PE的个数。

#创建testlv1，指定大小为5G
[root@localhost ~]# lvcreate -L 5G -n testlv1 testvg
  Logical volume "testlv1" created
  
#查看是否创建成功
[root@localhost ~]# lvs
  LV      VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  testlv1 testvg -wi-a-----  5.00g                                             
  root    vg0    -wi-ao---- 20.00g                                             
  swap    vg0    -wi-ao----  2.00g                                             
  usr     vg0    -wi-ao---- 10.00g                                             
  var     vg0    -wi-ao---- 20.00g
  
#查看testlv1的设备文件
[root@localhost ~]# ls -l /dev/testvg/testlv1 
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jul 20 14:32 /dev/testvg/testlv1 -> ../dm-2
[root@localhost ~]# ls -l /dev/mapper/testvg-testlv1 
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Jul 20 14:32 /dev/mapper/testvg-testlv1 -> ../dm-2

    格式化逻辑卷testlv1并挂载

[root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/testvg/testlv1
[root@localhost ~]# mount /dev/testvg/testlv1 /mnt/lvm

扩展和缩减逻辑卷

扩展逻辑卷的步骤

1、创建新的分区，并修改分区类型为8e

2、创建物理卷PV

3、将新创建的PV添加到要扩展的逻辑卷所在的卷组

4、用命令lvextend或者lvresize来将新加入的PE添加到要扩展的逻辑卷中

5、用命令resize2fs扩展文件系统的容量

如果卷组中有多余的空间足够扩展逻辑卷，可以直接从第4步开始。

实例： 将testlv1扩展到13G

#创建1G新分区/dev/sdb5,并修改分区类型为8e,创建之后的新分区：
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         393     3156741   8e  Linux LVM
/dev/sdb2             394         916     4200997+  8e  Linux LVM
/dev/sdb3             917        1570     5253255   8e  Linux LVM
/dev/sdb4            1571        2610     8353800    5  Extended
/dev/sdb5            1571        1702     1060258+  8e  Linux LVM
[root@localhost ~]# kpartx -af /dev/sdb
[root@localhost ~]# partx -a /dev/sdb

#将分区/dev/sdb5 创建为物理卷
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb5 
  dev_is_mpath: failed to get device for 8:21
  Physical volume "/dev/sdb5" successfully created
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  vg0    lvm2 a--  59.99g 7.99g
  /dev/sdb1  testvg lvm2 a--   3.01g 3.01g
  /dev/sdb2  testvg lvm2 a--   4.00g 4.00g
  /dev/sdb3  testvg lvm2 a--   5.01g 8.00m
  /dev/sdb5         lvm2 a--   1.01g 1.01g
  
#将/dev/sdb5添加至testvg卷组中
[root@localhost ~]# vgextend testvg /dev/sdb5
  Volume group "testvg" successfully extended
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  testvg   4   1   0 wz--n- 13.03g 8.03g
  vg0      1   4   0 wz--n- 59.99g 7.99g
  
#可以看到testvg的大小已经增加到13G，然后扩展逻辑卷的testlv1至13G
[root@localhost ~]# lvextend -L 13G /dev/testvg/testlv1 
  Extending logical volume testlv1 to 13.00 GiB
  Logical volume testlv1 successfully resized
[root@localhost ~]# lvs
  LV      VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  testlv1 testvg -wi-ao---- 13.00g                                             
  root    vg0    -wi-ao---- 20.00g                                             
  swap    vg0    -wi-ao----  2.00g                                             
  usr     vg0    -wi-ao---- 10.00g                                             
  var     vg0    -wi-ao---- 20.00g                                             
[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  testvg   4   1   0 wz--n- 13.03g 28.00m
  vg0      1   4   0 wz--n- 59.99g  7.99g
  
#上面可以看到逻辑卷已经扩展至13G，接下来进行文件系统扩展
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/testvg/testlv1 
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem at /dev/testvg/testlv1 is mounted on /mnt/lvm; on-line resizing required
old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
Performing an on-line resize of /dev/testvg/testlv1 to 3407872 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/testvg/testlv1 is now 3407872 blocks long.
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem                  Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg0-root         20G  427M   19G   3% /
tmpfs                       495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1                   194M   30M  155M  16% /boot
/dev/mapper/vg0-usr         9.9G  2.0G  7.4G  22% /usr
/dev/mapper/vg0-var          20G  371M   19G   2% /var
/dev/mapper/testvg-testlv1   13G  141M   13G   2% /mnt/lvm

缩减逻辑卷的步骤

缩减逻辑卷要先离线, 缩减要慎重！

1、先卸载文件系统，然后强制执行检测e2fsck -f

2、然后确定要移除的物理卷的大小，有多少个PE。然后用命令resize2fs缩减文件系统大小，然后重新挂载逻辑卷

3、用命令lvreduce或者lvresize缩减指定个数的PE, 也可以计算出相应的大小来缩减

4、LV缩减之后，通过命令pvdisplay查看，指定要移除的PV，如果要移除的PV有PE在用，用pvmove转移PE到空闲的PV。pvmove可以指定要转移的PE 

       pvmove /dev/sdb1:1000-1999 /dev/sdc1

       or

       pvmove /dev/sdb1:1000-1999 /dev/sdc1:0-999

5、用命令vgreduce缩减指定要从卷组冲移除的物理卷，然后用pvremove命令移除物理卷

实例： 缩减逻辑卷并从卷组中移除物理卷/dev/sdb1

#首先卸载文件系统
[root@localhost ~]# umount /mnt/lvm

#强制检测/dev/testvg/testlv1
[root@bogon ~]# e2fsck -f /dev/testvg/testlv1 
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
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/testvg/testlv1: 11/851968 files (0.0% non-contiguous), 89440/3407872 blocks

#用命令pvdisplay查看/dev/sdb1的大小以及PE个数
[root@localhost ~]# pvdisplay /dev/sdb1
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               testvg
  PV Size               3.01 GiB / not usable 2.75 MiB
  Allocatable           yes (but full)
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              770
  Free PE               0
  Allocated PE          770
  PV UUID               xNUWFa-1FdZ-Ctkj-rvJp-dACa-FnJw-mJf6Sc
#可以看出/dev/sdb1大小为3.01G，一共770个PE。testlv1一共13G，移除/dev/sdb1后是10G，这里用9.7G，容量用小数无效，所以使用9700M，其实比9.7G更小
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/testvg/testlv1 9.7G
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
resize2fs: Invalid new size: 9.7G
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/testvg/testlv1 9700M
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/testvg/testlv1 to 2483200 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/testvg/testlv1 is now 2483200 blocks long.
#重新挂载逻辑卷
[root@localhost ~]# mount /dev/testvg/testlv1 /mnt/lvm

#用命令lvreduce通过指定PE个数或者大小来缩减逻辑卷
[root@localhost ~]# lvreduce -l -770 /dev/testvg/testlv1 
  WARNING: Reducing active and open logical volume to 9.99 GiB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce testlv1? [y/n]: y
  Reducing logical volume testlv1 to 9.99 GiB
  Logical volume testlv1 successfully resized
#查看缩减后的LV，缩减到了9.99G
[root@localhost ~]# lvs
  LV      VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  testlv1 testvg -wi-ao----  9.99g                                             
  root    vg0    -wi-ao---- 20.00g                                             
  swap    vg0    -wi-ao----  2.00g                                             
  usr     vg0    -wi-ao---- 10.00g                                             
  var     vg0    -wi-ao---- 20.00g
  
#用pvdisplay命令查看指定要移除的PV是否有占用的PE
[root@localhost ~]# pvdisplay
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               testvg
  PV Size               3.01 GiB / not usable 2.75 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              770
  Free PE               519
  Allocated PE          251
  PV UUID               xNUWFa-1FdZ-Ctkj-rvJp-dACa-FnJw-mJf6Sc
    --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb5
  VG Name               testvg
  PV Size               1.01 GiB / not usable 3.41 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              258
  Free PE               258
  Allocated PE          0
  PV UUID               8esNBR-k4zM-sQW6-Z71N-hKBX-0YlT-Egb1o5
#可以看出/dev/sdb1有251个PE被分配，而/dev/sdb5的258个PE都是空闲的，所以通过pvmove命令来转移被分配的PE到/dev/sdb5
[root@localhost ~]# pvmove  /dev/sdb1:0-250 /dev/sdb5:0-250
  /dev/sdb1: Moved: 0.0%
  /dev/sdb1: Moved: 31.5%
  /dev/sdb1: Moved: 74.5%
  /dev/sdb1: Moved: 100.0%
#查看转移之后PE状况
[root@localhost ~]# pvdisplay 
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               testvg
  PV Size               3.01 GiB / not usable 2.75 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              770
  Free PE               770
  Allocated PE          0
  PV UUID               xNUWFa-1FdZ-Ctkj-rvJp-dACa-FnJw-mJf6Sc
    --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb5
  VG Name               testvg
  PV Size               1.01 GiB / not usable 3.41 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              258
  Free PE               7
  Allocated PE          251
  PV UUID               8esNBR-k4zM-sQW6-Z71N-hKBX-0YlT-Egb1o5
#可以看出/dev/sdb1中被分配的PE都已经转移到/dev/sdb5中了

#然后再用vgreduce来缩减VG，并用pvremove移除物理卷/dev/sdb1
[root@localhost ~]# vgreduce testvg /dev/sdb1
  Removed "/dev/sdb1" from volume group "testvg"
[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdb1
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sda2  vg0    lvm2 a--  59.99g  7.99g
  /dev/sdb2  testvg lvm2 a--   4.00g     0 
  /dev/sdb3  testvg lvm2 a--   5.01g     0 
  /dev/sdb5  testvg lvm2 a--   1.01g 28.00m

LVM快照系统

快照就是将当时的系统资讯记录下来，就好像照相记录一般！ 未来若有任何数据更动了，则原始数据会被搬移到快照区，没有被更动的区域则由快照区与文件系统共享。

实例： 创建逻辑卷testlv1的快照

#lvcreate -s命令创建快照
#lvcreate -L 快照区大小 -s -n 快照名 被快照的逻辑卷
[root@bogon ~]# lvcreate -L 1G -s -n testlv-snap /dev/testvg/testlv1 
  Logical volume "testlv-snap" created

[root@bogon ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/testvg/testlv1
  LV Name                testlv1
  VG Name                testvg
  LV UUID                zi5txf-3qCY-n70x-pAq6-hfUv-OBo6-4fdFtg
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time bogon, 2014-07-20 14:32:32 +0800
  LV snapshot status     source of
                         testlv-snap [active]
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                9.00 GiB
  Current LE             2304
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:2
 
#挂载快照
[root@bogon ~]# mount /dev/testvg/testlv-snap /mnt/snapshot

删除LVM

实例：删除之前创建的LVM

[root@localhost ~]# umount /mnt/lvm
[root@localhost ~]# umount /mnt/snapshot
[root@localhost ~]# lvremove /dev/testvg/testlv-snap
Do you really want to remove active logical volume testlv-snap? [y/n]: y
  Logical volume "testlv-snap" successfully removed
[root@localhost ~]# lvremove /dev/testvg/testlv1
Do you really want to remove active logical volume testlv1? [y/n]: y
  Logical volume "testlv1" successfully removed

####取消激活状态的卷组####
[root@localhost ~]# vgchange -a n testvg 
[root@localhost ~]# vgremove testvg
  Volume group "testvg" successfully removed
####删除PV####
[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdb{2,3,5}
  Labels on physical volume "/dev/sdb2" successfully wiped
  Labels on physical volume "/dev/sdb3" successfully wiped
  Labels on physical volume "/dev/sdb5" successfully wiped
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  vg0  lvm2 a--  59.99g 7.99g

最后用fdisk将各物理分区的类型8e改回83

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Linux逻辑卷管理LVM学习总结备忘

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