LVM 详解

大纲

一、简介

二、LVM 模块

三、具体操作

  • 对添加的硬盘进行分区(fdisk /dev/[hs]d[a-z])

  • 对创建的分区创建物理卷(pvcreate)

  • 给逻辑卷创建逻辑容器(卷组)

  • 在卷组创建大小不同的逻辑卷(lvcreate)

  • 给以存在的卷组扩大容量

  • 实现在线扩大LVM容量

  • 实现缩减LVM容量(不支持在线缩减)

  • 减小卷组容量

  • 利用给LVM创建快照,并完成备份并还原数据

一、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,于1998年发布到Linux社区中,它允许你在Linux系统上用简单的命令行管理一个完整的逻辑卷管理环境。

二、LVM 模块

Physical volume (PV)、Volume group (VG)、Logical volume(LV)、 Physical extent (PE),下面我们用一个简单的图来说明下物理卷、卷组、逻辑卷他们之间的关系(此图只是个人理解,仅供参考)

wKiom1WJC5vwr77rAAGFaotkTls048.jpg

简而言之:   
逻辑卷的创建,就是将多块硬盘创建物理卷,而将这些物理卷以逻辑的形式总成一个容器,然后从这个容器里面创建大小不同的分区文件,而这个容器就是所谓的逻辑卷,而从这个容器里创建大小不同的分区文件,这个分区文件就叫做逻辑卷。

、具体操作

1. 分区

[root@ha-node2 ~]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x000b08b2

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          26      204800   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              26         281     2048000   82  Linux swap / Solaris
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             281        2611    18717696   83  Linux

Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 1305 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00097443

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1        1045     8393931   83  Linux
/dev/sdb2            1046        1305     2088450   83  Linux

Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x00000000

#使用fdisk -l对/dev/sdc进行分区后的结果
[root@ha-node2 ~]# fdisk -l |grep sdc
Disk /dev/sdc: 21.5 GB, 21474836480 bytes
/dev/sdc1               1         654     5253223+  8e  Linux LVM
/dev/sdc2             655        1308     5253255   8e  Linux LVM
/dev/sdc3            1309        2610    10458315   8e  Linux LVM
[root@ha-node2 ~]# partprobe  /dev/sdc    #通知内核重新读取硬盘信息

2. 将物理分区与硬盘创建为物理卷(pvcreate)

[root@ha-node2 ~]# pvcreate /dev/sdc[1-3]        #将/dev/sdc[1-3全部做成pv]
  Physical volume "/dev/sdc1" successfully created
  Physical volume "/dev/sdc2" successfully created
  Physical volume "/dev/sdc3" successfully created
[root@ha-node2 ~]# pvs            #查看创建的pv
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sdc1       lvm2 a--  5.01g 5.01g
  /dev/sdc2       lvm2 a--  5.01g 5.01g
  /dev/sdc3       lvm2 a--  9.97g 9.97g            #这里显示的是每个pv的大小

3. 将物理卷(pv)创建为卷组(vgcreate),名为myvg

[root@ha-node2 ~]# vgcreate myvg /dev/sdc[1-3]        #将/dev/sdc[1-3创建成vg]
  Volume group "myvg" successfully created
[root@ha-node2 ~]# vgs        #查看vg信息
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  myvg   3   0   0 wz--n- 19.99g 19.99g            #显示myvg一共有19.99G的空间
[root@ha-node2 ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               myvg                #卷组名
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        3
  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                3
  Act PV                3
  VG Size               19.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB            #物理盘的基本单位:默认4MB 
  Total PE              5117
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       5117 / 19.99 GiB
  VG UUID               bbGOB5-i8vP-s1AV-twoR-D0XU-UWeF-A6UNMz

4. 在卷组里创建逻辑卷并格式化、挂载使用

[root@ha-node2 ~]# lvcreate -L 2G -n mylv1 myvg    #在卷组myvg中创建一个大小为2G,名为mylv1的逻辑卷
  Logical volume "mylv1" created    
[root@ha-node2 ~]# lvs        #查看逻辑卷
  LV    VG   Attr      LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  mylv1 myvg -wi-a---- 2.00g  
  
[root@ha-node2 ~]# mke2fs -j /dev/myvg/mylv1     #格式化新创建的逻辑卷mylv1
mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
131072 inodes, 524288 blocks
26214 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=536870912
16 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Writing inode tables: done                            
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 32 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

[root@ha-node2 ~]# mkdir /mydata        #创建挂载目录
[root@ha-node2 ~]# mount /dev/myvg/mylv1 /mydata/        #将mylv1挂载到/mydata下
[root@ha-node2 ~]# mount        #查看挂载结果
/dev/sda3 on / type ext4 (rw)
proc on /proc type proc (rw)
sysfs on /sys type sysfs (rw)
devpts on /dev/pts type devpts (rw,gid=5,mode=620)
tmpfs on /dev/shm type tmpfs (rw)
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
/dev/mapper/myvg-mylv1 on /mydata type ext3 (rw)
[root@ha-node2 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                      2.0G   68M  1.9G   4% /mydata        #查看mylv1的容量

5. 发现卷组空间不够,我们扩大卷组空间

[root@ha-node2 ~]# pvcreate /dev/sdb1            #将sdb做成pv
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
[root@ha-node2 ~]# pvs            #查看pv信息
  PV         VG   Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb1       lvm2 a--  10.00g 10.00g
  /dev/sdc1  myvg lvm2 a--   5.01g  3.01g
  /dev/sdc2  myvg lvm2 a--   5.01g  5.01g
  /dev/sdc3  myvg lvm2 a--   9.97g  9.97g
  
[root@ha-node2 ~]# vgextend myvg /dev/sdb1        #对卷组myvg进行扩展
  Volume group "myvg" successfully extended
[root@ha-node2 ~]# vgs
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  myvg   4   1   0 wz--n- 29.98g 27.98g        #这里我们能看到myvg的大小从原来的19.99变成27.98G了

6. 扩展逻辑卷 (支持在线扩展)

#将/dev/myvg/mylv1 扩展到4G,并且要求数据可以正常访问
首先我们在/mydata下创建一个文件test.txt
[root@ha-node2 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                      2.0G   68M  1.9G   4% /mydata
[root@ha-node2 ~]# touch /mydata/test.txt
[root@ha-node2 ~]# ls /mydata/
lost+found  test.txt

[root@ha-node2 ~]# lvextend -L +2G /dev/myvg/mylv1         #将逻辑卷mylv1扩展到4G
  Extending logical volume mylv1 to 4.00 GiB
  Logical volume mylv1 successfully resized
[root@ha-node2 ~]# resize2fs -p /dev/myvg/mylv1         #通过resize2fs扩展容量
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)    
Filesystem at /dev/myvg/mylv1 is mounted on /mydata; on-line resizing required
old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
Performing an on-line resize of /dev/myvg/mylv1 to 1048576 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/myvg/mylv1 is now 1048576 blocks long.

[root@ha-node2 ~]# lvs
  LV    VG   Attr      LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  mylv1 myvg -wi-ao--- 4.00g         #这里能看到逻辑卷mylv1已经成功的扩展到了4G                       
[root@ha-node2 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                      4.0G   69M  3.7G   2% /mydata        #成功增加了2G
[root@ha-node2 ~]# ls /mydata/        #之前创建的文件还存在
lost+found  test.txt

7. 缩减逻辑卷

查看逻辑卷使用空间状况

不能在线缩减,得先卸载

确保缩减后的空间大小依然能存储原有的所有数据

在缩减之前应该先强行检查文件,以确保文件系统处于一至性状态

#将/dev/myvg/mylv1 缩减到1G,并且要求数据可以正常访问 (所以我们就按上面的提示在操作)
[root@ha-node2 ~]# df -h        #查看已使用空间
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                      4.0G   69M  3.7G   2% /mydata        #这里显示只使用了69M
                      
 [root@ha-node2 ~]# umount /mydata/                    #卸载分区
[root@ha-node2 ~]# e2fsck -f /dev/myvg/mylv1           #强制检查文件系统
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/myvg/mylv1: 12/262144 files (0.0% non-contiguous), 33887/1048576 blocks         
[root@ha-node2 ~]# resize2fs /dev/myvg/mylv1 1G        #将逻辑卷缩小到1G,缩减逻辑大小
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/myvg/mylv1 to 262144 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/myvg/mylv1 is now 262144 blocks long.

[root@ha-node2 ~]# lvs
  LV    VG   Attr      LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  mylv1 myvg -wi-a---- 4.00g              #这里还是4G
[root@ha-node2 ~]# lvreduce -L 1G /dev/myvg/mylv1         #缩减物理边界大小到1G
  WARNING: Reducing active logical volume to 1.00 GiB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce mylv1? [y/n]: y
  Reducing logical volume mylv1 to 1.00 GiB
  Logical volume mylv1 successfully resized
[root@ha-node2 ~]# lvs
  LV    VG   Attr      LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  mylv1 myvg -wi-a---- 1.00g         #已成功缩减逻辑卷mylv1大小到1G
[root@ha-node2 ~]# mount /dev/myvg/mylv1 /mydata/
[root@ha-node2 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                     1008M   67M  891M   7% /mydata
[root@ha-node2 ~]# ls /mydata/
lost+found  test.txt

8. 缩减磁盘空间

发现物理磁盘空间使用不足,将其中一块硬盘或分区拿掉

pvmove /dev/sdc1 #将/dev/sdc1上存储的数据移到其它物理卷中

vgreduce myvg /dev/sdc1 #将/dev/sdc1从myvg卷组中移除

pvremove /dev/sdc1 #将/dev/sdc1从物理卷上移除

[root@ha-node2 ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sdb1  myvg lvm2 a--  9.99g 9.99g        #这里我们将/dev/sdb1拿掉
  /dev/sdc1  myvg lvm2 a--  5.01g 4.01g
  /dev/sdc2  myvg lvm2 a--  5.01g 5.01g
  /dev/sdc3  myvg lvm2 a--  9.97g 9.97g

[root@ha-node2 ~]# pvmove /dev/sdb1        #将/dev/sdb1上的数据移到其他的pv中
  No data to move for myvg
[root@ha-node2 ~]# vgreduce myvg /dev/sdb1    #将/dev/sdb1从myvg中移除
  Removed "/dev/sdb1" from volume group "myvg"
[root@ha-node2 ~]# pvremove /dev/sdb1           #将/dev/sdb1从物理卷中移除
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped
[root@ha-node2 ~]# vgs                            
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  myvg   3   1   0 wz--n- 19.99g 18.99g        #最后的结果是myvg只有18.99G
[root@ha-node2 ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sdc1  myvg lvm2 a--  5.01g 4.01g
  /dev/sdc2  myvg lvm2 a--  5.01g 5.01g
  /dev/sdc3  myvg lvm2 a--  9.97g 9.97g
[root@ha-node2 ~]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda3              18G  2.6G   14G  16% /
tmpfs                 495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1             190M   48M  133M  27% /boot
/dev/mapper/myvg-mylv1
                     1008M   67M  891M   7% /mydata
[root@ha-node2 ~]# ls /mydata/
lost+found  test.txt

9. 实现快照,进行备份还原

在/mnt/lvm目录上,我们将原始的目录文件进行快照,然后将/mydata目录中的内容清空,并进行还原

[root@ha-node2 ~]# cat /mydata/test.txt 
lvm
[root@ha-node2 ~]# lvcreate -L 30M -n backup -s -p r /dev/myvg/mylv1     #-L 快照大小 �Cn:快照名称 �Cp 权限只读 �Cs 创建快照
  Rounding up size to full physical extent 32.00 MiB
  Logical volume "backup" created
  
[root@ha-node2 ~]# ll /mydata/
total 20
drwx------ 2 root root 16384 Jun 23 15:41 lost+found
-rw-r--r-- 1 root root     4 Jun 23 16:12 test.txt

[root@ha-node2 ~]# mkdir /tmp/backup            #创建挂载目录
[root@ha-node2 ~]# mount /dev/myvg/backup /tmp/backup/        #挂载
mount: block device /dev/mapper/myvg-backup is write-protected, mounting read-only
[root@ha-node2 ~]# cd /tmp/backup/
[root@ha-node2 backup]# ls
lost+found  test.txt
[root@ha-node2 backup]# mkdir /tmp/lvmbackup        #创建备份目录
[root@ha-node2 backup]# tar zcf /tmp/lvmbackup/test.tar.gz test.txt         #将text.txt文件打包

[root@ha-node2 backup]# ll /tmp/lvmbackup/        #查看备份
total 4
-rw-r--r-- 1 root root 124 Jun 23 16:17 test.tar.gz

[root@ha-node2 backup]# rm -rf /mydata/*        #删除/mydata目录下的所有文件
[root@ha-node2 backup]# ls /mydata/
[root@ha-node2 backup]# tar xf /tmp/lvmbackup/test.tar.gz -C /mydata/
[root@ha-node2 backup]# ls /mydata/
test.txt





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