LVM（邏輯卷管理）

LVM 邏輯卷管理

概述：

     LVM是將一個或多個硬盤的分區在邏輯上集合，相當于一個大硬盤來使用，當硬盤的空間不夠使用的時候，可以繼續將其它的硬盤的分區加入其中，這樣可以實現磁盤空間的動態管理，相對于普通的磁盤分區有很大的靈活性。與傳統的磁盤與分區相比，LVM為計算機提供了更高層次的磁盤存儲。它使系統管理員可以更方便的為應用與用戶分配存儲空間。

一、LVM相關術語：

  1.物理存儲介質（The physical media）：

       這里指系統的存儲設備：硬盤，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存儲系統最低層的存儲單元。

  2.PV(物理卷)：

       物理卷就是指硬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。

  3.VG（卷組）：

       LVM卷組類似于非LVM系統中的物理硬盤，其由物理卷組成。可以在卷組上創建一個或多個“LVM分區”（邏輯卷），LVM卷組由一個或多個物理卷組成。

  4.LV(邏輯卷)：

       LVM的邏輯卷類似于非LVM系統中的硬盤分區，在邏輯卷之上可以建立文件系統(比如/home或者/usr等)。

  5.PE（physical extent）：

      每一個物理卷被劃分為稱為PE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。

  6.LE（logical extent）：邏輯卷也被劃分為被稱為LE(Logical Extents) 的可被尋址的基本單位。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對應。

簡單來說就是：

     PV:是物理的磁盤分區

     VG:LVM中的物理的磁盤分區，也就是PV，必須加入VG，可以將VG理解為一個倉庫或者是幾個大的硬盤。

     LV：也就是從VG中劃分的邏輯分區

三、LVM工作原理：

 1.邏輯卷管理器：

     1）允許對卷進行方便操作的抽象層，包括重新設定文件系統的大小

     2）可以在多個物理設備間重新組織文件系統

            將設備指定為物理卷PV

            用一個或者多個物理卷來創建一個卷組VG

            物理卷是用固定大小的物理區域（PE）來定義的

            在卷組上創建的邏輯卷LV(由LE組成，實際上就是同一個卷組中的PE，一一對應)

     3)可以在邏輯卷上創建文件系統

2.dm: device mapper：將一個或多個底層塊設備組織成一個邏輯設備的模塊

      設備名：/dev/dm-#

      軟鏈接：

         /dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME

               /dev/mapper/vol0-root

         /dev/VG_NAME/LV_NAME

               /dev/vol0/root

3.LVM更改文件系統的容量：

     LVM可以彈性的更改LVM的容量

    通過交換PE來進行資料的轉換，將原來LV內的PE轉移到其他的設備中以降低LV的容量，或將其他設備中的PE加到LV中以加大容量

LVM的實現

一、創建PV

        1.與PV相關的一些命令有：

           pvcreate:將實體partition創建成PV；

           padisplay:顯示出目前系統里面的PV狀態；

           pvs：簡要PV信息顯示；

           pvscan：搜尋目前系統上面的任何具有PV的磁碟；

           pvremore：將PV屬性移除，讓該partition不具有PV屬性；

    2.創建步驟如下：

         1）先準備塊設備，調整其id為8e；

         2）然后創建pv：pvcreate [-f] /dev/sdb{1,2,3,5}

         3）查看PV信息：pvdisplay [/dev/sdb{1,2,3,5}]

二、卷組VG

    1.與VG相關的一些命令

     1)顯示卷組

         vgs:顯示簡要信息；

         vgdisplay：顯示詳細信息；

     2)創建卷組

        vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE] [卷組名] [物理設備]

     3)管理卷組

        vgextend ：擴展卷組，在VG內添加額外的PV

        vgreduce :縮減卷組

     4)刪除卷組

        先做pvmove，再做vgremove

   2.創建步驟：

     1）新增一個vg，并指明其包含哪個或哪些pv實現；

   2）查看vg信息

   查看包含的pv信息

    3）如果想增加VG的容量，進行如下操作：

      vgextend [卷組名] [pv名]

   4）如果要想把指定pv從卷組中移除，進行如下操作：

          首先，用pvmove命令把要移除pv中的數據轉移到其他pv中

          然后，執行 vgreduce 命令，移除指定pv

三、邏輯卷LV

  1.與LV相關的一些命令有：

     1）顯示邏輯卷

          lvs

          lvdisplay

     2）創建邏輯卷

          lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup

     3）刪除邏輯卷

          lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

     4）重設文件系統大小

          fsadm[options] resize device [new_size[BKMGTEP]]

          resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]

  2.創建及使用步驟：

       1）在mvvg卷組中，創建一個新的邏輯卷LV，名稱為mylv，并指明大小為2G；

    2）對新創建的邏輯卷，創建文件系統（注意邏輯卷路徑，兩個都可以）

      掛載

四、擴展和縮減邏輯卷：

   1.擴展邏輯卷：

     # lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

     # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

  2.縮減邏輯卷：

    # umount/dev/VG_NAME/LV_NAME

    # e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME （針對ext系列的文件系統）

    # resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]（縮減的是文件系統）

    # lvreduce-L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME（縮減的是物理邊界）

        # mount 重新掛載

五、快照 （snapshot）

   1.快照工作原理

        快照是特殊的邏輯卷，它是在生成快照時存在的邏輯卷的準確拷貝

        對于需要備份或者復制的現有數據集臨時拷貝以及其它操作來說，快照是最合適的選擇。

        快照只有在它們和原來的邏輯卷不同時才會消耗空間。

        在生成快照時會分配給它一定的空間，但只有在原來的邏輯卷或者快照有所改變才會使用這些空間

        當原來的邏輯卷中有所改變時，會將舊的數據復制到快照中。

        快照中只含有原來的邏輯卷中更改的數據或者自生成快照后的快照中更改的數據

        建立快照的卷大小只需要原始邏輯卷的15%～20%就夠了。也可以使用lvextend放大快照。

    2.快照就是將當時的系統信息記錄下來，就好像照相一般，若將來有任何數據改動了，則原始數據會被移動到快照區，沒有改動的區域則由快照區和文件系統共享。

   3.由于快照區與原本的LV共用很多PE的區塊，因此快照去與被快照的LV必須要要在同一個VG上！系統恢復的時候的文件數量不能高于快照區的實際容量。

使用快照：

   1）為現有邏輯卷創建快照

     #lvcreate -s -L #[mMgGtT]  -n snapshot_lv_name  -p r original_lv_name

     查看快照：lvdisplay

   2）掛載快照

    3)實驗

   3）把數據從快照卷中備份后，就可以刪除快照了

  4）如果所有的數據均已備份，不需要了，全部卸載