Linux LVM介绍及管理

什么是LVM？

LVM是逻辑盘卷管理（LogicalVolumeManager）的简称，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，用来提高磁盘分区管理的灵活性。系统管理员可以通过LVM轻松的管理磁盘分区，如：将若干个磁盘分区或物理磁盘连接为一个整块的卷组 （volumegroup），形成一个存储池。管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组（logicalvolumes），并进一步在逻辑卷组上创建文件系统。管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小，并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配，例如按照使用用途进行定义：“development”和“sales”，而不是使用物理磁盘名“sda”和“sdb”。相对于普通的磁盘分区有很大的灵活性，使用普通的磁盘分区，当一个磁盘的分区空间不够使用的时候，可能就会带来很大的麻烦，而使用LVM可以很灵活的调整分区的大小并且数据不受影响。

基本术语

PV（物理卷，Physical Volume）：指磁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。

VG（卷组，Volume Group）：由多个物理卷组成，类似于非LVM系统中的物理磁盘，其由一个或多个物理卷PV组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷）

LV（逻辑卷，Logical Volume）：类似于非LVM系统中的磁盘分区，逻辑卷建立在卷组VG之上。在逻辑卷LV之上可以建立文件系统

PE（物理块，Physical Extent）：每一个物理卷PV被划分成为PE（Physical Extents）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，默认为4MB。所以物理卷（PV）由大小等同的基本单元PE组成

LE（逻辑块，Logical Extent）：逻辑卷LV也被划分为可被寻址的基本单位，称为LE。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应

PV、VG、LV三者之间是有一定逻辑关系的，LVM是将一些零碎的磁盘分区（PV）合并成一个较大的磁盘（VG），然后在根据需要对这个较大的磁盘（VG）进行划分成不同的小分区（LV），并且这些小分区（LV）是可以动态的扩展或缩小的。而PE是PV的基本组成单元，LE是LV的基本组成单元。

创建LVM

第1步：首先创建PV，PV的创建可以直接使用新的磁盘，也可以使用分区，如果使用分区的话需要在创建分区时将分区的标识改为8e（ Linux LVM）。

创建PV的命令为：pvcreate [-f] DEVICE

查看PV的命令有：pvdisplay、pvs

#直接将一块新的磁盘创建为PV
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdb
#使用分区创建PV
[root@fengl ~]# fdisk -l /dev/sdc
...
   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdc1            2048    41943039    20970496   8e  Linux LVM
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdc1
#查看创建好的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：创建VG，创建VG时必须指明卷组的名称和使用哪些pv创建，可以使用-s选项指定PE的大小，PE的默认大小为4M，

具体命令为：vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

查看VG的命令有：vgdisplay、vgs

#创建一个名为vg0，PE大小为8M的VG卷组，并将/dev/sdb和/dev/sdc1加入到卷组中
[root@fengl ~]# vgcreate -s 8M vg0 /dev/sd{b,c1}
  Volume group "vg0" successfully created

#查看创建好的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：创建LV，创建LV时必须指明从哪个卷组中创建，可以使用-L选项指定LV的大小，并且可以使用-n选项指定LV的名称

具体命令为：lvcreate-L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup

查看LV的命令有：lvdisplay、lvs

#创建一个名为lv0，大小为15G的LV
[root@fengl ~]# lvcreate -L 15G -n lv0 vg0
  Logical volume "lv0" created.
  
#查看创建好的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、挂载

#格式化分区
[root@fengl ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0 
#查看分区
[root@fengl ~]# blkid 
...
/dev/mapper/vg0-lv0: UUID="78248233-6e64-47ae-9392-2abf6a25fbf0" TYPE="ext4" 
#挂载到/mnt/lvm下，如果想开机自动挂载需要在/etc/fstab配置文件中添加挂载信息
[root@fengl ~]# mount UUID="78248233-6e64-47ae-9392-2abf6a25fbf0" /mnt/lvm

LVM管理

（1）扩容LV：lv的扩容需要两步，第一步先扩容LV大小，这一步可以使用-L选项指定具体扩容到多少，或在原来的基础上添加多大空间，也可以使用-l选项利用百分比的方式扩容，执行完第一步后查看LV确实扩容了，但是挂载的分区大小还是原来大小，如果是ext系列的文件系统可以使用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

#将LV从15G扩容到20G
[root@fengl ~]# lvextend -L +5G /dev/vg0/lv0    #方法1
[root@fengl ~]# lvextend -L 20G /dev/vg0/lv0    #方法2
#使用百分比的方式扩容，如将VG0剩余的空间全部扩容给LV0
[root@fengl ~]# lvextend -l +100%FREE /dev/vg0/lv0

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

（2）缩减LV：LV的缩减比扩容稍微麻烦一点，需要先取消挂载，然后使用e2fsck命令强制执行文件系统检测，然后再使用resize2fs命令缩减文件系统大小到多大，注意缩减后的大小不能小于该分区下所有文件总量的大小，最后再使用lvreduce命令缩减逻辑卷大小到多大

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

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

#卸载已经挂载的逻辑卷
[root@fengl ~]# umount /dev/vg0/lv0
#强制检测逻辑卷
[root@fengl ~]# e2fsck -f /dev/vg0/lv0
#缩减文件系统大小为30G
[root@fengl ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0 30G
#缩减逻辑卷大小为30G
[root@fengl ~]# lvreduce -L 30G /dev/vg0/lv0
#重新挂载
[root@fengl ~]# mount /dev/vg0/lv0 /mnt/lvm/

（3）扩容VG：卷组的扩容需要先增加PV，然后再将新的PV加入到VG中即可

vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

#新建一个新的PV
[root@fengl ~]# pvcreate /dev/sdd
#扩容VG，将新的/dev/add加入到vg0
[root@fengl ~]# vgextend vg0 /dev/sdd

（4）缩减VG：将某个PV从VG中移除，需要注意的是如果要移除的PV已经被使用，需要先使用pvmove将其中的PE移出来

vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

#先将/dev/sdd中的PE移动出来
[root@fengl ~]# pvmove /dev/sdd
#再缩减VG大小，即将/dev/sdd从vg0中移除
[root@fengl ~]# vgreduce vg0 /dev/sdd

（5）删除lvm

#先卸载已经挂载的逻辑卷
[root@fengl ~]# umount /dev/vg0/lv0
#删除LV
[root@fengl ~]# lvremove /dev/vg0/lv0
#删除VG
[root@fengl ~]# vgremove /dev/vg0
#删除pv
[root@fengl ~]# pvremove /dev/sd{b,ca,d}