lvm管理详解

lvm解决的问题。

当服务器中存储数据的分区磁盘空间不够了，我们正常的思路，是换一块较大的磁盘，但是不论多大的磁盘，总会有不够的时候，lvm就是用来解决这些问题的，可以实现动态的扩容。

lvm的工作原理

正常的文件传输是在文件系统和磁盘之间，lvm做的就是在文件系统和磁盘之间添加新的一层逻辑层。它对文件系统屏蔽了下层的磁盘，它对磁盘进行了封装，从而使得文件系统面向逻辑卷，逻辑卷采用一定的方式对磁盘进行操作。也就是说，磁盘的扩展直接影响的是逻辑卷。给文件系统的赶紧就是逻辑卷变大了，仅此而已。

常用的名词术语

物理存储介质：也就是lvm可以操作的介质有：整个磁盘，磁盘分区，raid阵列，san磁盘。
pv：物理卷，就是存储介质加上lvm自己的一些信息
vg：多个pv组成
lv：建立在vg之上的，可以在lv上建立文件系统
pe：pv中最小的存储单元
le：lv中最小的存储单元。le=pe,因为lv是基于vg的，vg是由多个pv构成的，pv的存储单元是pe，lv的存储单元是le，所以他们相等。

名称	最小存储单元
硬盘	扇区——512byte
文件系统	block——1k
raid	chunk——512k
lvm	le——4m

LVM优点

使用卷组，使多个硬盘空间看起来像是一个大的硬盘
使用逻辑卷，可以跨多个硬盘空间的分区 sdb1 sdb2 sdc1 sdd2 sdf
在使用逻辑卷时，它可以在空间不足时动态调整它的大小
在调整逻辑卷大小时，不需要考虑逻辑卷在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续空间
可以在线对LV,VG 进行创建，删除，调整大小等操作。LVM上的文件系统也需要重新调整大小。
允许创建快照，可以用来保存文件系统的备份。

LVM+RAID

RAID+LVM一起用：LVM是软件的卷管理方式，而RAID是磁盘管理的方法。对于重要的数据，使用RAID来保护物理的磁盘不会因为故障而中断业务，再用LVM用来实现对卷的良性的管理，更好的利用磁盘资源。

LVM的命令详解

lvm的创建过程

多个存储介质——多个pv——合成卷组vg——从vg中划出lv——格式化lv并且进行挂载使用

过程详解（pv——vg——lv）

#1使用fdisk对sde进行分区，分区过程如下
fdisk /dev/sde
#2创建pv
pvcreate /dev/sde{1,2,3,4}
#3查看物理卷的信息
pvdisplay /dev/sde1
#创建vg卷组
vgcreate vg01 /dev/sde1
#查看vg卷组的信息
vgdisplay vg01
#创建lv
lvcreate -n lv01 -L 16M vg01
#查看lv的信息
lvs
#查看pv的信息
pvdisplay /dev/sde1

分区类似如下的设置

设置如下的4个分区，大小一致，都为1G

pv逻辑卷的创建

pv逻辑卷的查看

创建vg卷组：
语法： vgcreate vg名字 pv的名字 可以跟多个pv

查看vg的信息

查看vg的详细信息

创建LV
lvcreate -n 指定新逻辑卷的名称 -L指定lv大小的SIZE(M,G) （-l：小l 指定LE的数量） vgname

查看vg01的信息

文件系统的挂载（lv挂载和格式化）

#查看刚才创建的lv01的目录
ll /etc/vg01/lv01
#格式化lv01，并且进行挂载
#之所以格式化为ext4的文件系统，是因为xfs不支持动态扩容。为了后期的例子，使用ext4这种文件格式。
mkfs.ext4 /dev/vg01/lv01
mkdir /raid01
mount /dev/vg01/lv01 /raid01
#查看磁盘信息
df -h
#设置开机自动挂载
echo "/dev/vg01/lv01 /lv01 ext4 defaults 0 0" >>/etc/fstab

查看逻辑卷的目录

格式化lv01并且进行挂载

先不进行挂载，然后设置为自动挂载

使用df进行查看，可以发现lv01已经出现。

指定PE大小用的参数： -s ,如果存储的数据都是大文件，那么PE尽量调大，读取速度快。可以使用s的参数来创建一个pe较大的vg来进行lv的创建，这样就使得读取大数据文件更快。

接下来的内容是lvm的高级使用。它的基础是前面的简单使用。主要讲述的是lv和vg的扩容和缩小。我的理解：pv是将许多个存储介质打上lvm的标识，是为了lvm使用的方便，也就是说将磁盘,磁盘分区，raid都看作是lvm中的物理卷。vg是基于物理卷的操作，将多个物理卷整合起来，形成更大的空间，而lv是vg根据用户需要生成的另类的磁盘，只不过它的大小可以由用户自己设置。当vg比较小的时候，我们需要扩容vg，也就是往vg中增加更多的空间。lv的不足，我们可以从vg中分配更多的空间给他，而vg的不足，我们需要将更多的物理卷给他。

LV扩容

#首先查看vg的信息，我们的lv01是基于vg01进行创建的，同时lv不支持跨vg扩容。
vgs
#查看lv的信息
lvs
#进行扩容。扩容命令：lvextend和vgextend,参数有L，扩容30M:-L +30M，扩容到30M：-L 30M,因为这是lv的扩容，所以使用lvextend
#扩展30M
lvextend -L +30M /dev/vg01/lv01 
#扩展到30M
#lvextend -L 30M /dev/vg01/lv01
#查看扩容后的lv01
lvs
#查看文件系统是否进行了扩展。
df -h 

使用lvextend -L +30M /dev/vg01/lv01进行扩展，最后结果是lv01的大小进行了扩展，由16到48。这里的30是30M，然后pe的最小存储单元是4M，我们并没有进行修改lv01的大小，30除以4为7余2，剩下的2M，还需要一个pe进行存储，所以最后的大小为48，不是46

通过查看文件系统，得知，大小并没有发生变化。所以使用lv的扩容，扩容lv只是将lv的大小进行了扩展，而lv01之上的文件系统并没有进行扩展。现在进行扩展文件系统。接下来介绍3种扩展文件系统的方式。
ext4文件系统扩容使用命令语法： resize2fs 逻辑卷名称
xfs文件系统扩容使用命令语法： xfs_growfs 挂载点
lvextend 加上参数r就可以对lv扩容的同时，并且进行文件系统的扩容。r支持多种文件系统，推荐使用。
resize2fs和xfs_growfs 两者的区别是传递的参数不一样的，xfs_growfs是采用的挂载点；resize2fs是逻辑卷名称，而且resize2fs命令不能对xfs类型文件系统使用。

因为我们的文件系统是ext4，之前格式化的时候就格式化为ext4，所以我们接下来使用resize2fs进行文件系统的扩容。扩容结束可以进行查看

#进行ext4文件系统的挂载
resize2fs /dev/vg01/lv01
#查看磁盘的使用情况
df -h

使用lvextend进行一次性扩容，例子：在vg01的基础创建lv02，初始大小为16M，使用lvextend -r 一次性扩容到30M的大小。

#创建挂载点
mkdir /lv02
#创建指定大小的lv02
lvcreate -n lv02 -L 16M vg01
#进行挂载
mount /devvg01/lv02 /lv02
#查看当前磁盘的使用情况
df -h
#使用lvextend -r进行扩展
lvextend -r -L 30M /dev/vg01/lv02
#再次查看磁盘的使用情况，如果没有错误的话，lv02的磁盘应该已经扩展到30M
df -h 

[root@break ~]# mkdir /lv02
[root@break ~]# lvcreate -n lv02 -L 16M vg01
  Logical volume "lv02" created.
[root@break ~]# mount /dev/vg01/lv02 /lvo2^C
[root@break ~]# mkfs.ext4 /dev/vg01/lv02
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
4096 inodes, 16384 blocks
819 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=16777216
2 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
2048 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	8193
Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (1024 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成

[root@break ~]# mount /dev/vg01/lv02 /lv02
[root@break ~]# df -h 
文件系统                   容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root     10G  4.4G  5.7G   44% /
devtmpfs                   975M     0  975M    0% /dev
tmpfs                      992M     0  992M    0% /dev/shm
tmpfs                      992M   11M  981M    2% /run
tmpfs                      992M     0  992M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                   4.2G  4.2G     0  100% /mnt
/dev/sda1                  197M  135M   62M   69% /boot
tmpfs                      199M     0  199M    0% /run/user/0
tmpfs                      199M   32K  199M    1% /run/user/1000
/dev/mapper/mail-mail--lv 1014M   33M  982M    4% /mail-lv
/dev/mapper/vg01-lv01       46M  522K   43M    2% /lv01
/dev/mapper/vg01-lv02       15M  268K   14M    2% /lv02
[root@break ~]# lvextend -r -L 30M /dev/vg01/lv02
  Rounding size to boundary between physical extents: 32.00 MiB.
  Size of logical volume vg01/lv02 changed from 16.00 MiB (4 extents) to 32.00 MiB (8 extents).
  Logical volume vg01/lv02 successfully resized.
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/mapper/vg01-lv02 is mounted on /lv02; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
The filesystem on /dev/mapper/vg01-lv02 is now 32768 blocks long.

[root@break ~]# df -h 
文件系统                   容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root     10G  4.4G  5.7G   44% /
devtmpfs                   975M     0  975M    0% /dev
tmpfs                      992M     0  992M    0% /dev/shm
tmpfs                      992M   11M  981M    2% /run
tmpfs                      992M     0  992M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sr0                   4.2G  4.2G     0  100% /mnt
/dev/sda1                  197M  135M   62M   69% /boot
tmpfs                      199M     0  199M    0% /run/user/0
tmpfs                      199M   32K  199M    1% /run/user/1000
/dev/mapper/mail-mail--lv 1014M   33M  982M    4% /mail-lv
/dev/mapper/vg01-lv01       46M  522K   43M    2% /lv01
/dev/mapper/vg01-lv02       30M  395K   28M    2% /lv02

vg扩容:对vg01进行扩容，扩容的磁盘是同一磁盘下的不同分区的/dev/sde3

#查看当前的vg01的信息
vgs
#创建物理卷
pvcreate /dev/sde3
#进行扩容
lvextend vg01 /dev/sde3
#查看扩容后的vg
vgs

LVM可以动态增加和动态缩小，针对于不同的文件系统，增加和缩小情况不同。例如：xfs支持动态增加，不支持动态减小，btrfs文件系统支持动态减少。一般不用动态减少

经典例子：如果sde1是一个磁盘阵列，而这个磁盘阵列使用年代太久，我们必须移出怎么办？

#复制测试数据
cp -r /etc/* /lv01/
#数据转移
pvmove /dev/sde1 /dev/sde3
#这一步是需要上一步完全完成之后才可以，进行移除/dev/sde1这个分区
vgreduce vg01 /dev/sde1
#查看pv的信息
pvs

由图可以知道，我们已经完成了旧/dev/sde1分区的移除。

LVM的删除流程（与创建流程刚好相反）

创建LVM流程:
pvcreate创建pv -> vgcreate创建卷组 -> lvcreate创建逻辑卷 -> mkfs.xfs lv 格式化-> mount挂载
删除LVM流程：
umount卸载 -> lvremove lv移出卷组中所有逻辑卷-> vgremove vg移出卷组-> pvremove 移出pv

#不挂载/lv01
umount /lv01
#移除lv
lvremove /dev/vgo1/lvo1
#移除vg
vgremove vg01
#移除pv
pvremove /dev/sde2
#最终查看lvs，pvs，vgs

lv的移除

vg的移除

pv的移除

最终都将被移除