一、LVM介绍
LVM，Logical Volume Manager，即逻辑卷管理，是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供的一个抽象的存储卷，在存储卷上建立文件系统，以便实现对文件系统的大小灵活调整。
试想有这样一个场景：home目录独立分区，刚开始只有一个用户使用，后来增加了10个用户，home目录空间不够用了。
有没有什么方法可以根据实际需要分配和控制分区大小，即随着数据的增长，当现有分区空间不够用时，可以调大分区空间；
当分区在初始分配时分配过大，过一段时间后，还可以随意缩减分区大小。这只是LVM的功能之一，LVM还可以实现快照功能，对数据进行增量备份，即对修改前的原数据进行备份，这样可以减少快照占用空间的大小。
二、PV，VG及LV，PE相关概念
PV（PhysicalVolume），物理卷
VG（Volume Group），卷组
LV（Logical Volume），逻辑卷
PE（Physical Extend），物理扩展块
LVM的实现是通过将几个分区（或磁盘）调整System ID 成8e，然后通过pvcreate命令转换成LVM最底层的物理卷PV，
再将多个PV整合成一块看起来是独立的大磁盘，即卷组（VG）；再将卷组分成一个或多个可使用的分区（LV），将LV格式化创建文件系统，挂载后就能正常使用了。PE是LVM最小的存储块，类似于文件系统里的block，VG，LV的大小与PE有关，分区缩减或增加容量可以通过调整PE来实现。
三、创建PV，VG以及LV
该实验对LVM的创建删除扩展缩减快照等功能进行操作，以下实验在虚拟环境VMWare上进
行，系统为Centos 6.6 64位，在虚拟机上对新添加的硬盘/dev/sdb进行操作。实验步骤如下：
1、创建LVM标识符分区
利用fdisk对/dev/sdb进行分区，并指定System ID为8e（Linux LVM），具体的分区操作见上篇博文。
[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb # 新建磁盘分区，见如下。 [root@localhost ~]# partx -a /dev/sdb # 通知内核重新识别新建分区 [root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sdb # 查看/dev/sdb磁盘的分区信息 Disk /dev/sdb: 42.9 GB, 42949672960 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 5221 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: 0x9d1b8246 Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 1 1306 10490413+ 8e Linux LVM /dev/sdb2 1307 2612 10490445 8e Linux LVM /dev/sdb3 2613 4571 15735667+ 8e Linux LVM
2、创建PV
pv管理命令：
pvs：简要pv信息显示
pvdisplay：显示pv的详细信息
pvscan：查询当前系统含有PV的磁盘
pvremove：移除一个物理卷
命令格式：pvmove PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
pvmove：移动物理卷数据
命令格式：pvmove [-n LogicalVolume][SourcePhysicalVol-ume[:PE[-PE]...] [DestinationPhysicalVolume[:PE[-PE]...]...]]
pvcreate: 创建pv
命令格式：pvcreate PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2} # 将/dev/sdb1和/dev/sdb2整合创建成一个PV
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
Physical volume "/dev/sdb2" successfully created[root@localhost ~]# pvdisplay # 显示PV的详细信息 "/dev/sdb1" is a new physical volume of "10.00 GiB" --- NEW Physical volume --- PV Name /dev/sdb1 VG Name PV Size 10.00 GiB Allocatable NO PE Size 0 Total PE 0 Free PE 0 Allocated PE 0 PV UUID AznT7f-2ybU-MF4P-xkoM-F4tX-eonQ-fMjA74 "/dev/sdb2" is a new physical volume of "10.00 GiB" --- NEW Physical volume --- PV Name /dev/sdb2 VG Name PV Size 10.00 GiB Allocatable NO PE Size 0 Total PE 0 Free PE 0 Allocated PE 0 PV UUID yVmQtU-UNue-i8o6-nQwc-PYFR-vvvL-UOD4w9
创建PV非常简单，只需要pvcreate命令和创建PV的分区对象就可以了。从上面PV的信息中可以看出，PV在创建后VG 、PE等相关信息为空，要想利用到PV的空间，那么下一步就要创建VG 和指定PE大小。
3、创建VG
vg管理命令：
vgs：简要VG信息显示
vgdisplay：详细的VG信息显示
vgcreate：创建VG
命令格式：vgcreate[-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
选项：-s：指定VG大小，单位为kKmMgGtTpPeE（字节，兆，千兆...）
vgextend：扩展VG
命令格式：vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
vgreduce：缩减VG
命令格式：vgreduceVolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]
减少或移除pv，为了避免数据损坏，需要先做pvmove
vgremove：移除一个卷组
如下：将PV /dev/sdb1和/dev/sdb2创建成名为testvg的VG，PE大小指定为16M
[root@localhost ~]# vgcreate -s 16M testvg /dev/sdb{1,2} Volume group "testvg" successfully created
[root@localhost ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name testvg
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
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 2
Act PV 2
VG Size 20.00 GiB
PE Size 16.00 MiB
Total PE 1280
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 1280 / 20.00 GiB
VG UUID hBmQdf-Z2hW-1UOM-xJ5n-yvrp-yX0d-8DrIof4、创建LV
LV管理命令：
lvs：简要显示LV信息
lvscan：查询当前系统具有LV的分区
lvceate：创建LV
命令格式：lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME LogicalVolume{Name|Path}
选项：-L：指定LV大小
-n：指定LV名称
lvreduce：缩减LV
命令格式：lvreduce -L [-]#[mMgGtT] LogicalVolume{Name|Path}
选项：-L：指定LV大小，-表示缩减多少，不加-表示缩减至多少
lvextend：扩展LV
lvremove：移除一个LV
如下：创建大小为5G，名称为testlv的PV
[root@localhost ~]# lvcreate -L 5G -n testlv /dev/testvg
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv --- Logical volume --- LV Path /dev/testvg/testlv LV Name testlv VG Name testvg LV UUID icxsNx-y53V-81KM-Iqp3-1PFZ-U0d6-1E22dL LV Write Access read/write LV Creation host, time localhost.localdomain, 2015-08-15 02:50:24 +0800 LV Status available # open 0 LV Size 5.00 GiB Current LE 320 Segments 1 Allocation inherit Read ahead sectors auto - currently set to 256 Block device 253:0
创建文件系统并挂载使用
[root@localhost ~]# mke2fs -t ext4 /dev/testvg/testlv # testlv的文件系统创建为ext4 [root@localhost ~]# mkdir /users [root@localhost ~]# mount /dev/testvg/testlv /users #将testlv挂载至/users目录 [root@localhost ~]# ls /users lost+found # 新增lost+found目录表示挂载成功
四、扩展PE、VG、LV
1、扩展PV步骤如下：
只需用fdisk /dev/sdb命令将指定分区的System ID指定为 8e (Linux LVM)，再用pvcreate 命令将该
分区转换为PV，即可使用。 [root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb3
2、扩展VG步骤如下：
用pvscan或pvdisplay 命令查看PV剩余空间是否满足扩展需求，若不满足则需扩展PV
[root@localhost ~]# pvscan PV /dev/sdb1 VG testvg lvm2 [10.00 GiB / 7.00 GiB free] PV /dev/sdb2 VG testvg lvm2 [10.00 GiB / 10.00 GiB free] PV /dev/sdb3 lvm2 [15.01 GiB] Total: 3 [35.01 GiB] / in use: 2 [20.00 GiB] / in no VG: 1 [15.01 GiB]
用vgextend 命令增加VG
[root@localhost ~]# vgextend testvg /dev/sdb3 Volume group "testvg" successfully extended
3、扩展LV步骤如下：
先用vgdisplay查看VG中PE剩余大小，确保有足够的剩余空间供扩展
[root@localhost ~]# vgdisplay /dev/testvg # 查看testvg PE剩余大小，对应项为Free PE/Size
用lvextend命令扩展物理边界
[root@localhost ~]# lvextend -L 7G /dev/testvg/testlv Size of logical volume testvg/testlv changed from 5.00 GiB (320 extents) to 7.00 GiB (448 extents). Logical volume testlv successfully resized
用resize2fs 扩展逻辑边界
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/testvg/testlv
查看是否扩展成功
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv | grep "LV Size"
LV Size 7.00 GiB # 物理边界扩展成功
[root@localhost ~]# df -hP | awk '/testlv/{print $2}'
7.00G # 逻辑边界扩展成功五、缩减逻辑卷（LV）
缩减逻辑卷不支持在线缩减，需要umount LV，在缩减前要确保有足够的空余空间供缩
减，要保障正常的数据不受影响，步骤如下：
1、先用vsdisplay查看剩余的空间，确保有足够的空间供缩减
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv
2、卸载LV
[root@localhost ~]# umount /dev/testvg/testlv
3、缩减前需要强制检查文件系统，没有报告错误可继续下面步骤
[root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/testvg/testlv 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/testlv: 40/327680 files (0.0% non-contiguous), 55927/1310720 blocks
4、用 resize2fs 命令缩减到3G
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/testvg/testlv 3G resize2fs 1.41.12 (17-May-2010) Resizing the filesystem on /dev/testvg/testlv to 786432 (4k) blocks. The filesystem on /dev/testvg/testlv is now 786432 blocks long.
5、重新挂载并查看大小调整是否成功
[root@localhost ~]# mount /dev/testvg/testlv /users
[root@localhost ~]# df -hP | awk '/testlv/{print $2}'
2.9G
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv | grep "LV Size"
LV Size 3.00 GiB6、查看调整前后文件是否有减少或者损坏情况，若没有，则缩减正常
六、快照功能
快照的功能是在创建快照区，如果有数据需要改动，则在改动之前备份一份原始数据到快
照卷中，没有被改动的区域则由快照区和文件系统共享。由于快照区和被快照的LV共享PE块，
因此快照区和被快照区需要在同一个VG中。
命令：lvcreate
作用：可以用来创建LVM快照
格式：lvcreate -L #[mMgGtT] -p r -s -n snapshot_lv_name original_lv_name
选项：-p：指定权限，r或rw
-s：snapshot，指定创建快照
-n：设定快照卷名称
1、创建快照
[root@localhost ~]# lvcreate -L 3G -p r -s -n testsnsh /dev/testvg/testlv Logical volume "testsnsh" created.
2、查看快照相关信息
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testsnsh --- Logical volume --- LV Path /dev/testvg/testsnsh LV Name testsnsh VG Name testvg LV UUID 4f18IK-oJWi-tpnv-1wNT-7X1i-RwID-vXhxlq LV Write Access read only LV Creation host, time localhost.localdomain, 2015-08-15 03:45:14 +0800 LV snapshot status active destination for testlv # 为testlv所建快照 LV Status available # open 0 LV Size 3.00 GiB Current LE 192 COW-table size 3.00 GiB COW-table LE 192 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 253:3
[root@localhost ~]# lvdisplay /dev/testvg/testlv --- Logical volume --- LV Path /dev/testvg/testlv LV Name testlv VG Name testvg LV UUID icxsNx-y53V-81KM-Iqp3-1PFZ-U0d6-1E22dL LV Write Access read/write LV Creation host, time localhost.localdomain, 2015-08-15 02:50:24 +0800 LV snapshot status source of testsnsh [active] # 快照状态正常 LV Status available
3、验证
[root@localhost users]# rm -rf pam.d/ # 将挂载目录下的pam.d目录及目录的所有文件删除 [root@localhost users]# ls lost+found [root@localhost ]# mount /dev/testvg/testsnsh /mnt mount: block device /dev/mapper/testvg-testsnsh is write-protected, mounting read-only [root@localhost ]# cd /mnt [root@localhost mnt]# ls pam.d/ # 所删除的文件被备份到快照卷中 chfn crond login passwd remote runuser smtp ssh-keycat sudo-i chsh cvs newrole password-auth ricci runuser-l smtp.postfix su su-l config-util fingerprint-auth other polkit-1 run_init smartcard-auth sshd sudo system-auth
4、归档和恢复快照
把快照区的内容归档压缩备份
[root@localhost users]# tar -Jcf /tmp/testlv.tar.xz *
卸载快照区并移除
[root@localhost ~]# umount /dev/testvg/testsnsh [root@localhost ~]# lvremove /dev/testvg/testsnsh Do you really want to remove active logical volume testsnsh? [y/n]: y Logical volume "testsnsh" successfully removed
恢复
[root@localhost ~]# umount /dev/testvg/testlv [root@localhost ~]# mkfs -t ext4 /dev/testvg/testlv [root@localhost ~]# mount /dev/testvg/testlv /users [root@localhost ~]# tar -Jxf /tmp/testlv.tar.xz -C /users [root@localhost ~]# ll /users total 20 drwxr-xr-x. 2 root root 4096 Aug 15 03:48 archlinux drwx------. 2 root root 16384 Aug 15 03:12 lost+found
总结：
在LVM管理的时候需要特别注意的是，PV，VG或LV在扩展时要先扩展物理边界，再扩展逻辑边界；在缩减时要保证FREE空间满足，而且不能损坏正常数据，要先缩减逻辑边界再缩减物理边界。在移除PV的时候要查看要移除的PV上是否有数据，即确保Allocated PE为0，不为0，则需要用盘pvmove命令将数据移动到其他PV的Free 空间上去。
