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[系统运维]LVM逻辑卷

LVM逻辑卷

服务器上的磁盘管理，我们可以用RAID技术提高硬盘读写速度，以及保证数据安全性

[root@local-pyyu chaogeRAID5]# df -h |grep md
/dev/md0                  10G  108M  9.9G    2% /chaogeRAID5

但是磁盘分区或是配置好raid后，磁盘容量就已经确定了，如果存储数据业务较多，磁盘容量不够了，再想调整磁盘空开就比较麻烦了。

不同的分区相对独立，没有关系，可能空间利用率很低
某一个分区满了的时候，无法扩充，只能重新分区、设置容量、新建文件系统，很是麻烦
如果要合并分区使用，还得考虑再分区，且要进行数据备份

使用lvm

LVM(Logical Volume Manager)逻辑卷管理，是一种将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续将其它的硬盘的分区加入其中，这样可以事项一种磁盘空间的动态管理，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。

基于分区创建lvm

硬盘的多个分区由lvm统一为卷组，可以弹性的调整卷组的大小，充分利用硬盘容量
文件系统创建在逻辑卷上，逻辑卷可以根据需求改变大小（卷组总容量范围内）

基于硬盘创建lvm

多块硬盘做成逻辑卷，将整个逻辑卷同意管理，可以动态对分区进行扩缩空间容量

图解lvm

lvm名词

PP（Physical Parttion）：物理分区，LVM建立在物理分区之上
PV（Physical Volume）：物理卷，处于LVM最底层，一般一个PV对应一个PP
PE（physical Extends）：物理区域，PV中可以用于分配的最小存储单元，同一个VG中所有的PV的PE大小相同，如1M、2M
VG（Volume Group）：卷组，建立在PV之上，可以划分多个PV
LE（Logical Extends）：逻辑扩展单元，组成LV的基本单元，一个LE对应一个PE
LV（Logical Volume）：逻辑卷，建立在VG之上，是一个可以动态改变大小的分区

LVM原理

LVM是通过交换PE的方式，达到弹性变更文件系统大小的

剔除原本LV中的PE，就可以减少LV的容量
把其他PE添加到LV，就可以扩容LV容量
一般默认PE大小是4M，LVM最多有65534个PE，所以LVM最大的VG是256G单位
PE是LVM最小的存存储单位，类似文件系统的block单位，因此PE大小影响VG容量
LV如同/dev/sd[a-z]的分区概念

LVM优点

文件系统可以跨多个磁盘，大小不会受到磁盘限制
可在系统运行的情况下，动态扩展文件系统大小
可以增加新的磁盘到LVM的存储池中

LVM配置流程

物理分区阶段：将物理磁盘fdisk格式化修改System ID为LVM标记（8e）
PV阶段：通过pvcreate、pvdisplay将Linux分区处理为物理卷PV
VG阶段：接下来通过vgcreate、vgdisplay将创建好的物理卷PV处理为卷组VG
LV阶段：通过lvcreate将卷组分成若干个逻辑卷LV
开始使用：通过mkfs对LV格式化，最后挂载LV使用

物理卷管理命令

命令	功能
pvcreate	创建物理卷
pvscan	查看物理卷信息
pvdisplay	查看各个物理卷的详细参数
pvremove	删除物理卷

pvcreate

# 将普通的分区加上PV属性
# 例如：将分区/dev/sda6创建为物理卷
pvcreate /dev/sda6

pvremove

# 删除分区的PV属性
# 例如：删除分区/dev/sda6的物理卷属性
pvremove /dev/sda6

pvscan、pvdisplay

都是用来查看PV的信息
pvdisplay更为详细

[root@local-pyyu ~]# pvscan  |grep sd[b-c]
  PV /dev/sdb    VG storage         lvm2 [<5.00 GiB / <5.00 GiB free]
  PV /dev/sdc    VG storage         lvm2 [<5.00 GiB / <5.00 GiB free]

卷组（VG）管理相关命令

命令	功能
vgcreate	创建卷组
vgscan	查看卷组信息
vgdisplay	查看卷组的详细参数
vgreduce	缩小卷组，把物理卷从卷组中删除
vgextend	扩展卷组，把某个物理卷添加到卷组中
vgremove	删除卷组

逻辑卷（LV）管理相关命令

lvcreate 
-L 指定逻辑卷的大小，单位为“kKmMgGtT”字节
-l 指定逻辑卷的大小（LE个数）
-n 后面跟逻辑卷名 
-s 创建快照

命令	功能
lvcreate	创建逻辑卷
lvscan	查看逻辑卷信息
lvdisplay	查看逻辑卷的具体参数
lvextend	增大逻辑卷大小
lvreduce	减小逻辑卷大小
lvremove	删除逻辑卷

创建LVM案例

1.选择两块硬盘，创建pv

[root@local-pyyu ~]# pvcreate /dev/sdb /dev/sdc
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.

2.创建卷组

[root@local-pyyu ~]# vgcreate storage /dev/sdb /dev/sdc
  Volume group "storage" successfully created

3.查看卷组信息

[root@local-pyyu ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               storage
  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               9.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              2558
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       2558 / 9.99 GiB
  VG UUID               0P4fJW-YtM0-eWn4-PsPy-ftoI-8qJz-AF0ogi

4.扩展、缩减卷组VG

1.添加新的PV到卷组
[root@local-pyyu ~]# pvcreate /dev/sdd
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.

2.扩展卷组容量
[root@local-pyyu ~]# vgextend storage /dev/sdd
  Volume group "storage" successfully extended

3.检查卷组容量，此时扩展到15G
[root@local-pyyu ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               storage
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        3
  Metadata Sequence No  2
  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               <14.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              3837
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       3837 / <14.99 GiB
  VG UUID               0P4fJW-YtM0-eWn4-PsPy-ftoI-8qJz-AF0ogi

4.移除卷组，把新物理卷从卷组中删除
[root@local-pyyu ~]# vgreduce storage /dev/sdd
  Removed "/dev/sdd" from volume group "storage"

5.把pv从vg中删除
[root@local-pyyu ~]# pvremove /dev/sdd
  Labels on physical volume "/dev/sdd" successfully wiped.

5.创建逻辑卷

[root@local-pyyu ~]# lvcreate -n lv1 -L 200M storage
  Logical volume "lv1" created.

6.检查逻辑卷信息

[root@local-pyyu ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/storage/lv1
  LV Name                lv1
  VG Name                storage
  LV UUID                BoaU79-cd8Z-ZWVQ-EBWT-KTjd-AOrK-Xh3J61
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time local-pyyu, 2019-12-08 17:20:14 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                200.00 MiB
  Current LE             50
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2

7.对新生成的逻辑卷格式化，然后挂载使用

#格式化文件系统
[root@local-pyyu ~]# mkfs.xfs /dev/storage/lv1
meta-data=/dev/storage/lv1       isize=512    agcount=4, agsize=12800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
data     =                       bsize=4096   blocks=51200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

#挂载使用
[root@local-pyyu ~]# mkdir /chaoge_lvm
[root@local-pyyu ~]# mount /dev/storage/lv1 /chaoge_lvm/

#检查此时的分区使用量
[root@local-pyyu ~]# df -h -T |grep chaoge
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/storage-lv1 xfs       197M   11M  187M    6% /chaoge_lvm

8.向lvm中写入数据

[root@local-pyyu chaoge_lvm]# pwd
/chaoge_lvm
[root@local-pyyu chaoge_lvm]# echo {1..10000000} > 超哥带你学lvm.txt

[root@local-pyyu chaoge_lvm]# df -h -T |grep chaoge
/dev/mapper/storage-lv1 xfs       197M   86M  112M   44% /chaoge_lvm

LVM逻辑卷扩容

实验中，我们使用两块硬盘，创建物理卷，然后创建出10G的卷组，且创建了200M的逻辑卷，此时感觉逻辑卷空间不够，可以进行动态扩容，只要卷组中的资源足够，就可以一直扩容。

[root@local-pyyu chaoge_lvm]# pvs
  PV         VG      Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos  lvm2 a--  <19.00g     0
  /dev/sdb   storage lvm2 a--   <5.00g  4.80g
  /dev/sdc   storage lvm2 a--   <5.00g <5.00g
[root@local-pyyu chaoge_lvm]# vgs
  VG      #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos    1   2   0 wz--n- <19.00g     0
  storage   2   1   0 wz--n-   9.99g <9.80g
[root@local-pyyu chaoge_lvm]# lvs
  LV   VG      Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root centos  -wi-ao---- <17.00g
  swap centos  -wi-ao----   2.00g
  lv1  storage -wi-ao---- 200.00m

1.第一步要卸载挂载的设备

提示：此处也可以不用卸载，LVM支持无需停机的情况下，方便调整各个分区大小

[root@local-pyyu /]# umount /chaoge_lvm/

2.把逻辑卷扩容大小

[root@local-pyyu /]# lvextend -L 1G /dev/storage/lv1
  Size of logical volume storage/lv1 changed from 200.00 MiB (50 extents) to 1.00 GiB (256 extents).
  Logical volume storage/lv1 successfully resized.

3.调整xfs文件系统的容量大小，xfs只支持增大

[root@local-pyyu ~]# xfs_growfs /dev/storage/lv1
meta-data=/dev/mapper/storage-lv1 isize=512    agcount=4, agsize=12800 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=51200, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 51200 to 262144

xfs文件系统只支持增大分区空间的情况，不支持减小的情况（切记！！！！！）。
硬要减小的话，只能在减小后将逻辑分区重新通过mkfs.xfs命令重新格式化才能挂载上，这样的话这个逻辑分区上原来的数据就丢失了。

4.重新挂载分区，检查分区大小

[root@local-pyyu ~]# mount /dev/storage/lv1 /chaoge_lvm/
[root@local-pyyu ~]# df -h -T |grep chaoge
文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/storage-lv1 xfs      1021M  108M  913M   11% /chaoge_lvm

删除逻辑卷

删除逻辑卷，需要提前备份好重要的数据，然后依次删除逻辑卷、卷组、物理卷。

1.取消挂载，删除自动挂载的配置

[root@local-pyyu ~]# umount /chaoge_lvm/

2.删除逻辑卷

[root@local-pyyu ~]# lvremove /dev/storage/lv1
Do you really want to remove active logical volume storage/lv1? [y/n]: y
  Logical volume "lv1" successfully removed

3.删除卷组

[root@local-pyyu ~]# vgremove storage
  Volume group "storage" successfully removed

4.删除物理卷设备

[root@local-pyyu ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <19.00g    0
  /dev/sdb          lvm2 ---    5.00g 5.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---    5.00g 5.00g

  [root@local-pyyu ~]# pvremove /dev/sdb /dev/sdc
  Labels on physical volume "/dev/sdb" successfully wiped.
  Labels on physical volume "/dev/sdc" successfully wiped.

5.此时可以检查下lvm相关信息