LVM逻辑卷管理

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本次内容
        1、什么是LVM
        2、为什么使用LVM
        3、LVM的操作命令

        4、LVM的具体操作实现

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一、什么是LVM
    LVM：Logical Volume Manager，即逻辑卷管理，它是Linux环境下的一种磁盘管理方式，其功能在于能弹性调整文件系统的容量。LVM中有几个专业名词，重点来说以下一个
    PV：物理卷
        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。
    VG：卷组
        由一个或多个PV构成，为上层的逻辑卷提供空间
    LV：逻辑卷
        类似于磁盘的分区，建立在VG之上，可以再其上面创建文件系统
    PE：PV的基本存储单元，通常大小为4MB
    关系如下图所示：

    可以理解为将PV打碎成一个个的PE，然后将这所有的PE组合成一个VG，此时VG就由所有的PE构成，创建LV时，就是将PE分配给LV，在LV上面我们可以创建文件系统并挂载使用了。

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二、为什么使用LVM
    想象一下，如果当初装机时候你给其中一个分区20G，并且将它挂载在/home目录上，如果有一天，其中的数据太多，20G已经不够用了，这么搞呢，可能也就是新增加一块硬盘，重新分区并且格式化，然后将/home下的数据完整的复制过来，然后卸载原来的分区，挂载新的分区。好一个繁琐的过程，而且如果下次空间又满了，还得重新重复以上的步骤。
    此时，LVM的光辉就显现出来了，最大的作用就是在于可以弹性的更改LV的的容量。那么问题来了，它是怎样弹性更改LV的容量，如下图所示




    如果LV的空间不足时，分三种情况：
        1、当VG还有空间时，直接将VG中的PE分配给LV，扩大其容量
        2、如果VG空间分配完毕，应该向VG中增加PV，从而扩展VG的容量，然后步骤同1
        3、如果现有PV使用完，可以将新的分区或者硬盘创建为PV，然后步骤同2

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三、LVM的操作命令
    1、PV管理工具
        创建pv
            pvcreate /dev/DEVICE

       显示pv信息
            pvs：简要pv信息显示
            pvdisplay
    2、vg管理工具

        显示卷组
            vgs
            vgdisplay
        创建卷组
            vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VGNAME PVPATH
        管理卷组
            vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
            vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
        删除卷组
            先做pvmove，再做vgremove
    3、lv管理工具
        显示逻辑卷
            lvs
            Lvdisplay
        创建逻辑卷
            lvcreate-L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
        删除逻辑卷
            lvremove/dev/VG_NAME/LV_NAME
        重设文件系统大小
            fsadm[options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
            resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]
    4、扩展和缩减逻辑卷
        扩展逻辑卷：
            # lvextend-L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
            # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME
        缩减逻辑卷：
            # umount/dev/VG_NAME/LV_NAME
            # e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME
            # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]
            # lvreduce-L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
            # mount

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四、LVM具体是如何实现的
    如何在自己的虚拟机上实现LVM逻辑卷管理？步骤如下；
    1）创建分区并且将分区类型更改为8e

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[iyunv@localhost ~]# fdisk /dev/sdb    //对/dev/sdb硬盘进行分区 Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2). Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command. Command (m for help): p Disk /dev/sdb: 85.9 GB, 85899345920 bytes, 167772160 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: 0x0009c3cd    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System Command (m for help): n            //创建一个新的分区 Partition type:    p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)    e   extended Select (default p): p Partition number (1-4, default 1): 1 First sector (2048-167772159, default 2048):   Using default value 2048 Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-167772159, default 167772159): +100M Partition 1 of type Linux and of size 100 MiB is set Command (m for help): t Selected partition 1 Hex code (type L to list all codes): 8e        //更改分区类型为8e Changed type of partition 'Linux' to 'Linux LVM'    //显示更改为Linux LVM Command (m for help): p                    //查看一下刚才创建的分区，system类型显示为Linux LVM Disk /dev/sdb: 85.9 GB, 85899345920 bytes, 167772160 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: 0x0009c3cd    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048      206847      102400   8e  Linux LVM Command (m for help): w        //存盘退出 The partition table has been altered! Calling ioctl() to re-read partition table. Syncing disks. [iyunv@localhost ~]# partprobe //更新内存信息

    重复上面步骤创建/dev/sdb2,/dev/sdb3

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[iyunv@localhost ~]# fdisk /dev/sdb         Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2). Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command. Command (m for help): p            //显示分区信息 Disk /dev/sdb: 85.9 GB, 85899345920 bytes, 167772160 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: 0x0009c3cd    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1            2048      206847      102400   8e  Linux LVM    //现在共有三个LVM类型的分区 /dev/sdb2          206848      411647      102400   8e  Linux LVM /dev/sdb3          411648      616447      102400   8e  Linux LVM

    2）创建PV

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[iyunv@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2,3}    //将/dev/sdb{1,2,3}创建为PV   Physical volume "/dev/sdb1" successfully created   Physical volume "/dev/sdb2" successfully created   Physical volume "/dev/sdb3" successfully created

    3）创建VG

1 2	[iyunv@localhost ~]# vgcreate myvg /dev/sdb{1,2}  //将/dev/sdb{1,2}创建为卷组，卷组名为myvg   Volume group "myvg" successfully created

    4）创建LV

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[iyunv@localhost ~]# lvcreate -n mylv -L 100M myvg    //创建大小为100M，名字为mylv的LV   Logical volume "mylv" created. [iyunv@localhost ~]# lvdisplay         //查看系统上LV的信息，这里仅仅有且只有一个，即刚刚创建的   --- Logical volume ---   LV Path                /dev/myvg/mylv    //路径为/dev/myvg/mylv   LV Name                mylv              //名称为mylv   VG Name                myvg              //卷组名为myvg   LV UUID                OkCyEj-sTkC-6Kch-svPr-UAgv-mQuf-uRofNj   LV Write Access        read/write   LV Creation host, time localhost.localdomain, 2016-08-30 14:46:48 +0800   LV Status              available   # open                 0   LV Size                100.00 MiB        //大小为100MB   Current LE             25                //LE数量，其实就是PE，因为被分配到了LV里面，所以改叫LE              Segments               2   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     8192   Block device           253:0

    5）格式化并挂载使用

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[iyunv@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv //将mylv格式化ext4的文件系统 [iyunv@localhost ~]# mount /dev/myvg/mylv /testdir/    //挂载到/testdir目录下 [iyunv@localhost ~]# df Filesystem            1K-blocks    Used Available Use% Mounted on /dev/sda2              41922560  931284  40991276   3% / devtmpfs                 486140       0    486140   0% /dev tmpfs                    500664       0    500664   0% /dev/shm tmpfs                    500664    6936    493728   2% /run tmpfs                    500664       0    500664   0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3              20961280 3149160  17812120  16% /usr /dev/sda1                496300  140512    355788  29% /boot tmpfs                    100136       0    100136   0% /run/user/0 /dev/mapper/myvg-mylv     95054    1550     86336   2% /testdir    //挂载成功！

    6）进入挂载目录并且正常使用

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[iyunv@localhost ~]# cd /testdir/    //进入挂载的目录 [iyunv@localhost testdir]# ls lost+found [iyunv@localhost testdir]# touch f1    //创建文件 [iyunv@localhost testdir]# ls        //创建成功！ f1  lost+found [iyunv@localhost testdir]# pwd /testdir

    如果此分区的空间即将被填满，如何扩展LV的容量？步骤如下
    1）如果VG还有空间

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[iyunv@localhost testdir]# lvextend -L +50M /dev/myvg/mylv  //增加50M   Rounding size to boundary between physical extents: 52.00 MiB   Size of logical volume myvg/mylv changed from 100.00 MiB (25 extents) to 152.00 MiB (38 extents).   Logical volume mylv successfully resized. [iyunv@localhost testdir]# lvs    //简略显示LV的信息   LV   VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert   mylv myvg -wi-ao---- 152.00m   //增加了52M，以为PE是最小存储单元，所以必须是PE的整数倍

     虽然LV显示已经增加，但是已经挂载的目录好像有些问题

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[iyunv@localhost testdir]# df -h Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on /dev/sda2               40G  910M   40G   3% / devtmpfs               475M     0  475M   0% /dev tmpfs                  489M     0  489M   0% /dev/shm tmpfs                  489M  6.8M  483M   2% /run tmpfs                  489M     0  489M   0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3               20G  3.1G   17G  16% /usr /dev/sda1              485M  138M  348M  29% /boot tmpfs                   98M     0   98M   0% /run/user/0 /dev/mapper/myvg-mylv   93M  1.6M   85M   2% /testdir    //容量并没有增加

    此时需要从新设置文件系统的容量

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[iyunv@localhost testdir]# resize2fs /dev/myvg/mylv  //重新设置LV的容量 resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Filesystem at /dev/myvg/mylv is mounted on /testdir; on-line resizing required old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 2 The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 155648 blocks long. [iyunv@localhost testdir]# df -h Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on /dev/sda2               40G  910M   40G   3% / devtmpfs               475M     0  475M   0% /dev tmpfs                  489M     0  489M   0% /dev/shm tmpfs                  489M  6.8M  483M   2% /run tmpfs                  489M     0  489M   0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3               20G  3.1G   17G  16% /usr /dev/sda1              485M  138M  348M  29% /boot tmpfs                   98M     0   98M   0% /run/user/0 /dev/mapper/myvg-mylv  144M  1.6M  133M   2% /testdir    //容量成功增加

    2）如果VG空间分配完毕，此时需要向VG中添加PV

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[iyunv@localhost testdir]# vgextend myvg /dev/sdb3     //将之前创建的PV/dev/sdb3添加至卷组myvg   Volume group "myvg" successfully extended [iyunv@localhost testdir]# vgdisplay  //查看VG的详细信息   --- Volume group ---   VG Name               myvg   System ID               Format                lvm2   Metadata Areas        3   Metadata Sequence No  6   VG Access             read/write   VG Status             resizable   MAX LV                0   Cur LV                1   Open LV               1   Max PV                0   Cur PV                3   Act PV                3   VG Size               288.00 MiB    //增加了/dev/sdb3的容量，现在为288MB的空间。增加成功！   PE Size               4.00 MiB   Total PE              72   Alloc PE / Size       38 / 152.00 MiB    //已经分配的PE/空间大小   Free  PE / Size       34 / 136.00 MiB    //空闲的的PE/空间大小   VG UUID               ObuSOV-RmEg-m2Ec-GIe1-JzhC-E3kd-1XgOP

    VG空间成功增加，以下步骤同上1
    3）如果PV使用完毕，那就创建分区，并且更改分区类型为8e，然后pvcreate。（创建PV时候也可以直接使用磁盘）

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[iyunv@localhost testdir]# fdisk /dev/sdc    Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2). Changes will remain in memory only, until you decide to write them. Be careful before using the write command. Command (m for help): p Disk /dev/sdc: 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: 0xd7e4d605    Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdc1            2048      206847      102400   8e  Linux LVM        //LVM类型的分区 [iyunv@localhost testdir]# pvcreate /dev/sdc1    //创建/dev/sdc1为PV   Physical volume "/dev/sdc1" successfully created [iyunv@localhost ~]# pvcreate /dev/sd{d,e}    //将/dev/sd{d,e}创建为PV   Physical volume "/dev/sdd" successfully created   Physical volume "/dev/sde" successfully created

    如果你觉得逻辑卷分配的空间太多了，也可以缩减逻辑卷
    1、卸载LV

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[iyunv@localhost ~]# df -h        //查看磁盘挂载信息 Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on /dev/sda2               40G  910M   40G   3% / devtmpfs               475M     0  475M   0% /dev tmpfs                  489M     0  489M   0% /dev/shm tmpfs                  489M  6.9M  483M   2% /run tmpfs                  489M     0  489M   0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3               20G  3.1G   17G  16% /usr /dev/sda1              485M  138M  348M  29% /boot tmpfs                   98M     0   98M   0% /run/user/0 /dev/mapper/myvg-mylv  144M  1.6M  132M   2% /testdir     //已使用1.6M，剩余132M可用 [iyunv@localhost ~]# umount /dev/myvg/mylv         //注意：缩减逻辑卷时候必须先卸载

    2、检测文件系统 (如果不执行这一步，直接执行第三步时候会报错)

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[iyunv@localhost ~]# 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: 12/37544 files (8.3% non-contiguous), 10390/155648 blocks

    3、重设文件系统的大小

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[iyunv@localhost ~]# resize2fs /dev/myvg/mylv 100M resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013) Resizing the filesystem on /dev/myvg/mylv to 102400 (1k) blocks. The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 102400 blocks long.

    4、缩减LV的容量

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[iyunv@localhost ~]# lvreduce -L 100M /dev/myvg/mylv     //将LV缩减到100M   WARNING: Reducing active logical volume to 100.00 MiB   THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce mylv? [y/n]: yes   Size of logical volume myvg/mylv changed from 152.00 MiB (38 extents) to 100.00 MiB (25 extents).   Logical volume mylv successfully resized. [iyunv@localhost ~]# lvs                //查看LV的大小   LV   VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert   mylv myvg -wi-a----- 100.00m         //显示100M，缩减成功

    5、重新挂载并查看

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[iyunv@localhost ~]# mount /dev/myvg/mylv /testdir/ [iyunv@localhost ~]# df -h Filesystem             Size  Used Avail Use% Mounted on /dev/sda2               40G  910M   40G   3% / devtmpfs               475M     0  475M   0% /dev tmpfs                  489M     0  489M   0% /dev/shm tmpfs                  489M  6.8M  483M   2% /run tmpfs                  489M     0  489M   0% /sys/fs/cgroup /dev/sda3               20G  3.1G   17G  16% /usr /dev/sda1              485M  138M  348M  29% /boot tmpfs                   98M     0   98M   0% /run/user/0 /dev/mapper/myvg-mylv   93M  1.6M   85M   2% /testdir        //缩减成功！

    注意缩减时候，计算好要缩减的空间大小，缩减的空间大小如果比已经使用的空间还要小，那就会出问题了。而且，为避免文件损坏，缩减时候一定要首先卸载逻辑卷，然后再检查一次文件系统。所以，缩减前最好对原始数据做好备份。