Linux LVM介紹及管理

什么是LVM？

LVM是邏輯盤卷管理（LogicalVolumeManager）的簡稱，它是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制，LVM是建立在硬盤和分區之上的一個邏輯層，用來提高磁盤分區管理的靈活性。系統管理員可以通過LVM輕松的管理磁盤分區，如：將若干個磁盤分區或物理磁盤連接為一個整塊的卷組 （volumegroup），形成一個存儲池。管理員可以在卷組上隨意創建邏輯卷組（logicalvolumes），并進一步在邏輯卷組上創建文件系統。管理員通過LVM可以方便的調整存儲卷組的大小，并且可以對磁盤存儲按照組的方式進行命名、管理和分配，例如按照使用用途進行定義：“development”和“sales”，而不是使用物理磁盤名“sda”和“sdb”。相對于普通的磁盤分區有很大的靈活性，使用普通的磁盤分區，當一個磁盤的分區空間不夠使用的時候，可能就會帶來很大的麻煩，而使用LVM可以很靈活的調整分區的大小并且數據不受影響。

基本術語

PV（物理卷，Physical Volume）：指磁盤分區或從邏輯上與磁盤分區具有同樣功能的設備（如RAID），是LVM的基本存儲邏輯塊，但和基本的物理存儲介質（如分區、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關的管理參數。

VG（卷組，Volume Group）：由多個物理卷組成，類似于非LVM系統中的物理磁盤，其由一個或多個物理卷PV組成。可以在卷組上創建一個或多個“LVM分區”（邏輯卷）

LV（邏輯卷，Logical Volume）：類似于非LVM系統中的磁盤分區，邏輯卷建立在卷組VG之上。在邏輯卷LV之上可以建立文件系統

PE（物理塊，Physical Extent）：每一個物理卷PV被劃分成為PE（Physical Extents）的基本單元，具有唯一編號的PE是可以被LVM尋址的最小單元。PE的大小是可配置的，默認為4MB。所以物理卷（PV）由大小等同的基本單元PE組成

LE（邏輯塊，Logical Extent）：邏輯卷LV也被劃分為可被尋址的基本單位，稱為LE。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對應

PV、VG、LV三者之間是有一定邏輯關系的，LVM是將一些零碎的磁盤分區（PV）合并成一個較大的磁盤（VG），然后在根據需要對這個較大的磁盤（VG）進行劃分成不同的小分區（LV），并且這些小分區（LV）是可以動態的擴展或縮小的。而PE是PV的基本組成單元，LE是LV的基本組成單元。

創建LVM

第1步：首先創建PV，PV的創建可以直接使用新的磁盤，也可以使用分區，如果使用分區的話需要在創建分區時將分區的標識改為8e（ Linux LVM）。

創建PV的命令為：pvcreate [-f] DEVICE

查看PV的命令有：pvdisplay、pvs

#直接將一塊新的磁盤創建為PV
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdb
#使用分區創建PV
[root@fengl ~]# fdisk -l /dev/sdc
...
   設備 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdc1            2048    41943039    20970496   8e  Linux LVM
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdc1
#查看創建好的PV
[root@fengl ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb        lvm2 ---  20.00g 20.00g
  /dev/sdc1       lvm2 ---  20.00g 20.00g
[root@fengl ~]# pvdisplay 
  "/dev/sdd" is a new physical volume of "20.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb
  VG Name               
  PV Size               20.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               zi9Sja-zARN-1fRG-qw5f-iPhH-7oeY-BiiZCP
  ...

第2步：創建VG，創建VG時必須指明卷組的名稱和使用哪些pv創建，可以使用-s選項指定PE的大小，PE的默認大小為4M，

具體命令為：vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

查看VG的命令有：vgdisplay、vgs

#創建一個名為vg0，PE大小為8M的VG卷組，并將/dev/sdb和/dev/sdc1加入到卷組中
[root@fengl ~]# vgcreate -s 8M vg0 /dev/sd{b,c1}
  Volume group "vg0" successfully created

#查看創建好的VG
[root@fengl ~]# vgs
   VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  vg0    2   0   0 wz--n- 39.98g 39.98g
[root@fengl ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               vg0
  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               39.98 GiB
  PE Size               8.00 MiB
  Total PE              5118
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       5118 / 39.98 GiB
  VG UUID               AJzWEi-UKUx-MtEZ-wKkZ-K5eA-f9Tl-QKLhnU

第3步：創建LV，創建LV時必須指明從哪個卷組中創建，可以使用-L選項指定LV的大小，并且可以使用-n選項指定LV的名稱

具體命令為：lvcreate-L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup

查看LV的命令有：lvdisplay、lvs

#創建一個名為lv0，大小為15G的LV
[root@fengl ~]# lvcreate -L 15G -n lv0 vg0
  Logical volume "lv0" created.
  
#查看創建好的LV
[root@fengl ~]# lvs
  LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv0  vg0  -wi-a----- 15.00g                                                    
[root@fengl ~]# lvdisplay 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg0/lv0
  LV Name                lv0
  VG Name                vg0
  LV UUID                rQMMHT-GV5D-Jquu-sgFD-4M0V-jrpf-Uu9bg8
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time fengl, 2016-08-30 18:59:38 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                15.00 GiB
  Current LE             1920
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:0

第4步：格式化、掛載

#格式化分區
[root@fengl ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0 
#查看分區
[root@fengl ~]# blkid 
...
/dev/mapper/vg0-lv0: UUID="78248233-6e64-47ae-9392-2abf6a25fbf0" TYPE="ext4" 
#掛載到/mnt/lvm下，如果想開機自動掛載需要在/etc/fstab配置文件中添加掛載信息
[root@fengl ~]# mount UUID="78248233-6e64-47ae-9392-2abf6a25fbf0" /mnt/lvm

LVM管理

（1）擴容LV：lv的擴容需要兩步，第一步先擴容LV大小，這一步可以使用-L選項指定具體擴容到多少，或在原來的基礎上添加多大空間，也可以使用-l選項利用百分比的方式擴容，執行完第一步后查看LV確實擴容了，但是掛載的分區大小還是原來大小，如果是ext系列的文件系統可以使用resizefs命令重置大小，命令使用格式如下：

lvextend -L [+]#[bBsSkKmMgGtTpPeE] /dev/VG_NAME/LV_NAME   或

lvextend -l [+]#[%{VG|LV|PVS|FREE|ORIGIN}] /dev/VG_NAME/LV_NAME

resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

#將LV從15G擴容到20G
[root@fengl ~]# lvextend -L +5G /dev/vg0/lv0    #方法1
[root@fengl ~]# lvextend -L 20G /dev/vg0/lv0    #方法2
#使用百分比的方式擴容，如將VG0剩余的空間全部擴容給LV0
[root@fengl ~]# lvextend -l +100%FREE /dev/vg0/lv0

#重置大小
[root@fengl ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0

（2）縮減LV：LV的縮減比擴容稍微麻煩一點，需要先取消掛載，然后使用e2fsck命令強制執行文件系統檢測，然后再使用resize2fs命令縮減文件系統大小到多大，注意縮減后的大小不能小于該分區下所有文件總量的大小，最后再使用lvreduce命令縮減邏輯卷大小到多大

lvreduce  -L  [-]#[bBsSkKmMgGtTpPeE]  /dev/VG_NAME/LV_NAME  或

lvreduce  -l  [-]#[%{VG|LV|FREE|ORIGIN}]  /dev/VG_NAME/LV_NAME

#卸載已經掛載的邏輯卷
[root@fengl ~]# umount /dev/vg0/lv0
#強制檢測邏輯卷
[root@fengl ~]# e2fsck -f /dev/vg0/lv0
#縮減文件系統大小為30G
[root@fengl ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0 30G
#縮減邏輯卷大小為30G
[root@fengl ~]# lvreduce -L 30G /dev/vg0/lv0
#重新掛載
[root@fengl ~]# mount /dev/vg0/lv0 /mnt/lvm/

（3）擴容VG：卷組的擴容需要先增加PV，然后再將新的PV加入到VG中即可

vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

#新建一個新的PV
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdd
#擴容VG，將新的/dev/add加入到vg0
[root@fengl ~]# vgextend vg0 /dev/sdd

（4）縮減VG：將某個PV從VG中移除，需要注意的是如果要移除的PV已經被使用，需要先使用pvmove將其中的PE移出來

vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

#先將/dev/sdd中的PE移動出來
[root@fengl ~]# pvmove /dev/sdd
#再縮減VG大小，即將/dev/sdd從vg0中移除
[root@fengl ~]# vgreduce vg0 /dev/sdd

（5）刪除lvm

#先卸載已經掛載的邏輯卷
[root@fengl ~]# umount /dev/vg0/lv0
#刪除LV
[root@fengl ~]# lvremove /dev/vg0/lv0
#刪除VG
[root@fengl ~]# vgremove /dev/vg0
#刪除pv
[root@fengl ~]# pvremove /dev/sd{b,ca,d}