LVM逻辑卷与快照

简介

LVM是 Logical Volume Manager（逻辑卷管理）的简写，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现，Linux用户安装Linux操作系统时遇到的一个常见的难以决定的问题就是如何正确地评估各分区大小，以分配合适的硬盘空间。普通的磁盘分区管理方式在逻辑分区划分好之后就无法改变其大小，当一个逻辑分区存放不下某个文件时，这个文件因为受上层文件系统的限制，也不能跨越多个分区来存放，所以也不能同时放到别的磁盘上。而遇到出现某个分区空间耗尽时，解决的方法通常是使用符号链接，或者使用调整分区大小的工具，但这只是暂时解决办法，没有从根本上解决问题。随着Linux的逻辑卷管理功能的出现，这些问题都迎刃而解，用户在无需停机的情况下可以方便地调整各个分区大小

抽象模型

基本术语

• PV(Physical Volume): 物理卷，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（Volume Group）：卷组，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LV（逻辑卷）。

• LV（Logical Volume）：逻辑卷，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（比如/home或者/usr等）

• PE(Physical Extent)：物理块，每一个物理卷PV被划分为称为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。（当PV没有加入卷组的时候 这时候PV的PE是未定的，当PV加入卷组，PV的PE大小与卷组设定的PE大小相同）

相关命令

PV管理命令

pvs：简要PV信息显示
pvdisplay：显示PV的详细信息
pvcreate /dev/DEVICE: 创建PV
pvremove /dev/DEVICE:删除PV

VG管理命令

vgs ：简要VG信息显示
vgdisplay：显示VG详细信息
vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…] 创建VG
vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…] 扩展VG
vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…] 收缩VG
vgremove 删除VG

LV管理命令

lvs 显示LV简要信息
lvdisplay 显示LV详细信息
lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup 创建LV
lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME 删除LV

扩展逻辑卷步骤（针对ext系列文件系统）

lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME （只针对ext系列文件系统）

缩减逻辑卷步骤（针对ext系列文件系统）

umount /dev/VG_NAME/LV_NAME （先将文件系统从挂载点取下来）
e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME （强制修复文件系统##针对ext系列文件系统）
resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT] （改变文件系统大小##针对ext系列文件系统）
lvreduce -L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME （缩减LV大小）
mount （重新挂载上去）

快照

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

具体实验

第一步：创建一个至少有两个PV组成的大小为1.9G的名为testvg的VG；要求PE大小为16MB, 而后在卷组中创建大小为1.9G的逻辑卷testlv；挂载至/users目录；

1. 首先fdisk出几个实验用的分区 ID改为8e这里不详细演示
   

2. 创建PV
   pvcreate /dev/sdb2
   pvcreate /dev/sdb1
   

3. 设置VG（卷组）的PE大小为16M，并将/dev/sdb1和/dev/sdb2两个PE加入卷组test_vg中
   vgcreate -s 16m testvg /dev/sdb1 /dev/sdb2
   
   

4. 创建大小为1.9G的逻辑卷，名为testlv
   lvcreate -L 1.9G -n testlv testvg
   
5. 格式化逻辑卷testlv并挂载到/users目录
   mkfs -t ext4 /dev/testvg/testlv
   mount -t ext4 /dev/testvg/testlv /users

第二步：创建一些文件在/users中

第三步：扩展testlv至2.5G

1. 创建/dev/sdb3为PV
   pvcreate /dev/sdb3
   
2. 将/dev/sdb3添加到卷组中
   vgextend testvg /dev/sdb3
   
3. 扩展lv为2.5G
   lvextend -L 2.5G /dev/testvg/testlv
   
4. 文件系统格式化的时候是1.9G，这时候我们将LV扩大到2.5G但是文件系统格式化的部分还是只有原先1.9G的部分，剩下的0.6G还是属于没有格式化的部分，所以需要重新让文件系统也相应的扩大
   resize2fs /dev/testvg/testlv
   

第四步：收缩testlv至2G，/users目录下文件不丢失

1. 先将LV从挂载点取下来
   umount /users
2. 强制修复一下文件系统
   e2fsck -f /dev/testvg/testlv

3. 先将文件系统大小设置为1G
   resize2fs /dev/testvg/testlv 1G

4. 再将LV（逻辑卷）大小设置为1G
   lvreduce -L 1G /dev/testvg/testlv
   

5. 挂载上去
   mount -t ext4 /dev/testvg/testlv /users
   

第五步：对testlv创建快照，并尝试基于快照备份数据，验正快照的功能；

lvcreate -L 10m -p r -s -n snap_testlv /dev/testvg/testlv
mkdir /backup
mount -r /dev/testvg/snap_testlv /backup

将快照挂载到/backup之后显示了之前的文件还在