Linux LVM详解及创建

1. LVM基本创建及管理

2. LVM快照

3. LVM与RAID的结合使用：基于RAID的LVM

LVM创建：

 描述：
  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，来提高磁盘分区管理的灵活性.
  通过创建LVM，我们可以更轻松的管理磁盘分区，将若干个不同大小的不同形式的磁盘整合为一个整块的卷组，然后在卷组上随意的创建逻辑卷，既避免了大量不同规格硬盘的管理难题，也使逻辑卷容量的扩充缩减不再受限于磁盘规格；并且LVM的snapshot（快照）功能给数据的物理备份提供了便捷可靠的方式；

创建LVM过程；(如图)
1. 在物理设备上创建物理分区，每个物理分区称为一个PE
2. 使用fdisk工具创建物理分区卷标（修改为8e），形成PV（Physical Volume 物理卷）
3. 使用vgcreate 将多个PV添加到一个VG(Volume Group 卷组)中，此时VG成为一个大磁盘；
4. 在VG大磁盘上划分LV(Logical Volume 逻辑卷)，将逻辑卷格式化后即可挂载使用；

各阶段可用的命令工具：(详细选项信息请be a man)

st1\:*{behavior:url(#ieooui) }

创建示例：
1. 创建PV

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1               1         609     4891761   8e  Linux LVM /dev/sdc1               1         609     4891761   8e  Linux LVM /dev/sdd1               1         609     4891761   8e  Linux LVM  [[email protected] ~]# pvcreate /dev/sd[bcd]1   Physical volume "/dev/sdb1" successfully created   Physical volume "/dev/sdc1" successfully created   Physical volume "/dev/sdd1" successfully created

 查看PV信息：

[[email protected] ~]# pvdisplay    --- Physical volume ---   PV Name               /dev/sda2   VG Name               vol0   PV Size               40.00 GB / not usable 2.61 MB   Allocatable           yes    PE Size (KByte)       32768   Total PE              1280   Free PE               281   Allocated PE          999   PV UUID               GxfWc2-hzKw-tP1E-8cSU-kkqY-z15Z-11Gacd       "/dev/sdb1" is a new physical volume of "4.67 GB"   --- NEW Physical volume ---   PV Name               /dev/sdb1   VG Name                  PV Size               4.67 GB   Allocatable           NO   PE Size (KByte)       0   Total PE              0   Free PE               0   Allocated PE          0   PV UUID               1rrc9i-05Om-Wzd6-dM9G-bo08-2oJj-WjRjLg       "/dev/sdc1" is a new physical volume of "4.67 GB"   --- NEW Physical volume ---   PV Name               /dev/sdc1   VG Name                  PV Size               4.67 GB   Allocatable           NO   PE Size (KByte)       0   Total PE              0   Free PE               0   Allocated PE          0   PV UUID               RCGft6-l7tj-vuBX-bnds-xbLn-PE32-mCSeE8       "/dev/sdd1" is a new physical volume of "4.67 GB"   --- NEW Physical volume ---   PV Name               /dev/sdd1   VG Name                  PV Size               4.67 GB   Allocatable           NO   PE Size (KByte)       0   Total PE              0   Free PE               0   Allocated PE          0   PV UUID               SLiAAp-43zX-6BC8-wVzP-6vQu-uyYF-ugdWbD

 2. 创建VG

1. [[[email protected] ~]# vgcreate myvg -s 16M  /dev/sd[bcd]1
2. Volume group "myvg" successfully created
3. ##-s 在创建时指定PE块的大小，默认是4M。
4. 查看系统上VG状态
5. [[email protected] ~]# vgdisplay
6. --- Volume group ---
7. VG Name               myvg
8. System ID
9. Format                lvm2
10. Metadata Areas        3
11. Metadata Sequence No  1
12. VG Access             read/write
13. VG Status             resizable
14. MAX LV                0
15. Cur LV                0
16. Open LV               0
17. Max PV                0
18. Cur PV                3
19. Act PV                3
20. VG Size               13.97 GB    ##VG总大小
21. PE Size               16.00 MB    ##默认的PE块大小是4M
22. Total PE              894         ##总PE块数
23. Alloc PE / Size       0 / 0       ##已经使用的PE块数目
24. Free  PE / Size       894 / 13.97 GB  ##可用的PE数目及磁盘大小
25. VG UUID               RJC6Z1-N2Jx-2Zjz-26m6-LLoB-PcWQ-FXx3lV

 3. 在VG中划分出LV:

[[email protected] ~]# lvcreate -L 256M -n data1 myvg   Logical volume "data1" created ## -L指定LV大小 ## -n 指定lv卷名称  [[email protected] ~]# lvcreate -l 20  -n test myvg   Logical volume "test" created ## -l 指定LV大小占用多少个PE块；上面大小为：20*16M=320M  [[email protected] ~]# lvdisplay    --- Logical volume ---   LV Name                /dev/myvg/data   VG Name                myvg   LV UUID                d0SYy1-DQ9T-Sj0R-uPeD-xn0z-raDU-g9lLeK   LV Write Access        read/write   LV Status              available   # open                 0   LV Size                256.00 MB   Current LE             16   Segments               1   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     256   Block device           253:2       --- Logical volume ---   LV Name                /dev/myvg/test   VG Name                myvg   LV UUID                os4UiH-5QAG-HqOJ-DoNT-mVeT-oYyy-s1xArV   LV Write Access        read/write   LV Status              available   # open                 0   LV Size                320.00 MB   Current LE             20   Segments               1   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     256   Block device           253:3

4. 然后就可以格式化LV，挂载使用：

[[email protected] ~]# mkfs -t ext3 -b 2048 -L DATA /dev/myvg/data [[email protected] ~]# mount /dev/myvg/data /data/ ## 拷贝进去一些文件，测试后面在线扩展及缩减效果： [[email protected] data]# cp /etc/* /data/

5. 扩大LV容量：(2.6kernel+ext3filesystem)
  lvextend命令可以增长逻辑卷
  resize2fs可以增长filesystem在线或非在线
  (我的系统内核2.6.18，ext3文件系统，查man文档，现在只有2.6的内核+ext3文件系统才可以在线增容量)
  首先逻辑扩展：

[[email protected] data]# lvextend -L 500M /dev/myvg/data    Rounding up size to full physical extent 512.00 MB   Extending logical volume data to 512.00 MB   Logical volume data successfully resized ##-L 500M  ：指扩展到500M,系统此时会找最近的柱面进行匹配；    ##-L +500M ：值在原有大小的基础上扩大500M； ##-l [+]50 类似上面，但是以Pe块为单位进行扩展；

然后文件系统物理扩展：

[[email protected] data]# resize2fs -p /dev/myvg/data  resize2fs 1.39 (29-May-2006) Filesystem at /dev/myvg/data is mounted on /data; on-line resizing required Performing an on-line resize of /dev/myvg/data to 262144 (2k) blocks. The filesystem on /dev/myvg/data is now 262144 blocks long. ##据上面信息，系统自动识别并进行了在线扩展；  查看状态： [[email protected] ~]# lvdisplay    --- Logical volume ---   LV Name                /dev/myvg/data   VG Name                myvg   LV UUID                d0SYy1-DQ9T-Sj0R-uPeD-xn0z-raDU-g9lLeK   LV Write Access        read/write   LV Status              available   # open                 1   LV Size                512.00 MB   Current LE             32   Segments               1   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     256   Block device           253:2 ##此时查看挂载目录，文件应该完好；

 6. 缩减LV容量：
  缩减容量是一件危险的操作；缩减必须在离线状态下执行；并且必须先强制检查文件系统错误，防止缩减过程损坏数据；

[[email protected] ~]# umount /dev/myvg/data [[email protected] ~]# e2fsck -f /dev/myvg/data  e2fsck 1.39 (29-May-2006) 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 DATA: 13/286720 files (7.7% non-contiguous), 23141/573440 blocks

先缩减物理大小：

[[email protected] ~]# resize2fs /dev/myvg/data 256M resize2fs 1.39 (29-May-2006) Resizing the filesystem on /dev/myvg/data to 131072 (2k) blocks. The filesystem on /dev/myvg/data is now 131072 blocks long.

再缩减逻辑大小：

[[email protected] ~]# lvreduce -L 256M /dev/myvg/data    WARNING: Reducing active logical volume to 256.00 MB   THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce data? [y/n]: y   Reducing logical volume data to 256.00 MB   Logical volume data successfully resized

查看状态、重新挂载：

[[email protected] ~]# lvdisplay    --- Logical volume ---   LV Name                /dev/myvg/data   VG Name                myvg   LV UUID                d0SYy1-DQ9T-Sj0R-uPeD-xn0z-raDU-g9lLeK   LV Write Access        read/write   LV Status              available   # open                 0   LV Size                256.00 MB   Current LE             16   Segments               1   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     256   Block device           253:2   重新挂载： [[email protected] ~]# mount /dev/myvg/data  /data/ [[email protected] data]# df /data/ Filesystem           1K-blocks      Used Available Use% Mounted on /dev/mapper/myvg-data                         253900      9508    236528   4% /data

 7. 扩展VG，向VG中添加一个PV：

[[email protected] data]# pvcreate /dev/sdc2    Physical volume "/dev/sdc2" successfully created  [[email protected] data]# vgextend myvg /dev/sdc2   Volume group "myvg" successfully extended [[email protected] data]# pvdisplay   --- Physical volume ---   PV Name               /dev/sdc2   VG Name               myvg   PV Size               4.67 GB / not usable 9.14 MB   Allocatable           yes    PE Size (KByte)       16384   Total PE              298   Free PE               298   Allocated PE          0   PV UUID               hrveTu-2JUH-aSgT-GKAJ-VVv2-Hit0-PyoOOr

 8. 缩减VG，取出VG中的某个PV：

  移除某个PV时，需要先转移该PV上数据到其他PV，然后再将该PV删除；
  移出指定PV中的数据：

1. [[email protected] data]# pvmove /dev/sdc2
2. No data to move for myvg
3. ##如果sdc2上面有数据，则会花一段时间移动,并且显示警告信息，再次确认后才会执行；
4. ##如上，提示该分区中没有数据；

移除PV：

[[email protected] data]# vgreduce myvg /dev/sdc2   Removed "/dev/sdc2" from volume group "myvg" ##若发现LVM中磁盘工作不太正常，怀疑是某一块磁盘工作由问题后就可以用该方法移出问题盘##上数据，然后删掉问题盘；

LVM快照：
 描述：

在一个非常繁忙的服务器上，备份大量的数据时，需要停掉大量的服务，否则备份下来的数据极容易出现不一致状态，而使备份根本不能起效;这时快照就起作用了；

原理：
  逻辑卷快照实质是访问原始数据的另外一个路径而已；快照保存的是做快照那一刻的数据状态；做快照以后，任何对原始数据的修改，会在修改前拷贝一份到快照区域，所以通过快照查看到的数据永远是生成快照那一刻的数据状态；但是对于快照大小有限制，做快照前需要估算在一定时间内数据修改量大小，如果在创建快照期间数据修改量大于快照大小了，数据会溢出照成快照失效崩溃；
  快照不是永久的。如果你卸下LVM或重启，它们就丢失了，需要重新创建。

创建快照：

[[email protected] ~]# lvcreate -L 500M -p r -s -n datasnap /dev/myvg/data    Rounding up size to full physical extent 512.00 MB   Logical volume "datasnap" created ## -L –l 设置大小 ## -p  ：permission，设置生成快照的读写权限，默认为RW；r为只读 ##-s 指定lvcreate生成的是一个快照 ##-n 指定快照名称  挂载快照到指定位置： [[email protected] ~]# mount  /dev/myvg/datasnap /backup/ mount: block device /dev/myvg/datasnap is write-protected, mounting read-only  然后备份出快照中文件即可，备份后及时删除快照：  [[email protected] ~]# ls  /backup/ inittab  lost+found

  基于RAID的LVM的建立：

描述：

基于RAID的LVM，可以在底层实现RAID对数据的冗余或是提高读写性能的基础上，可以在上层实现LVM的可以灵活管理磁盘的功能；

 如图：

建立过程：

  1. 建立LinuxRAID形式的分区：

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System /dev/sdb1               1          62      497983+  fd  Linux raid autodetect /dev/sdc1               1          62      497983+  fd  Linux raid autodetect /dev/sdd1               1          62      497983+  fd  Linux raid autodetect /dev/sde1               1          62      497983+  fd  Linux raid autodetect

  2.   创建RAID-5：

1. [[email protected] ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1  /dev/sd{b,c,d,e}1
2. mdadm: array /dev/md0 started.
3. # RAID-5有一个spare盘，三个活动盘。
4. # 查看状态，发现跟创建要求一致，且创建正在进行中：
5. [[email protected] ~]# cat /proc/mdstat
6. Personalities : [raid6] [raid5] [raid4]
7. md0 : active raid5 sdd1[4] sde1[3](S) sdc1[1] sdb1[0]
8. 995712 blocks level 5, 64k chunk, algorithm 2 [3/2] [UU_]
9. [=======>.............]  recovery = 36.9% (184580/497856) finish=0.2min speed=18458K/sec
10. unused devices: <none>
11. # 查看RAID详细信息：
12. [[email protected] ~]# mdadm -D /dev/md0
13. /dev/md0:
14. Version : 0.90
15. Creation Time : Wed Apr  6 04:27:46 2011
16. Raid Level : raid5
17. Array Size : 995712 (972.54 MiB 1019.61 MB)
18. Used Dev Size : 497856 (486.27 MiB 509.80 MB)
19. Raid Devices : 3
20. Total Devices : 4
21. Preferred Minor : 0
22. Persistence : Superblock is persistent
23. Update Time : Wed Apr  6 04:36:08 2011
24. State : clean
25. Active Devices : 3
26. Working Devices : 4
27. Failed Devices : 0
28. Spare Devices : 1
29. Layout : left-symmetric
30. Chunk Size : 64K
31. UUID : 5663fc8e:68f539ee:3a4040d6:ccdac92a
32. Events : 0.4
33. Number   Major   Minor   RaidDevice State
34. 0       8       17        0      active sync   /dev/sdb1
35. 1       8       33        1      active sync   /dev/sdc1
36. 2       8       49        2      active sync   /dev/sdd1
37. 3       8       65        -      spare   /dev/sde1

   3. 建立RAID配置文件：

1. [[email protected] ~]# mdadm -Ds > /etc/mdadm.conf
2. [[email protected] ~]# cat /etc/mdadm.conf
3. ARRAY /dev/md0 level=raid5 num-devices=3 metadata=0.90 spares=1 UUID=5663fc8e:68f539ee:3a4040d6:ccdac92a

   4. 基于刚建立的RAID设备创建LVM：

# 将md0创建成为PV（物理卷）： [[email protected] ~]# pvcreate /dev/md0   Physical volume "/dev/md0" successfully created # 查看物理卷： [[email protected] ~]# pvdisplay "/dev/md0" is a new physical volume of "972.38 MB"   --- NEW Physical volume ---   PV Name               /dev/md0   VG Name                                  #此时该PV不包含在任何VG中，故为空；                PV Size               972.38 MB   Allocatable           NO   PE Size (KByte)       0   Total PE              0   Free PE               0   Allocated PE          0   PV UUID               PUb3uj-ObES-TXsM-2oMS-exps-LPXP-jD218u  # 创建VG [[email protected] ~]# vgcreate myvg -s 32M  /dev/md0   Volume group "myvg" successfully created # 查看VG状态： [[email protected] ~]# vgdisplay    --- Volume group ---   VG Name               myvg   System ID                Format                lvm2   Metadata Areas        1   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                1   Act PV                1   VG Size               960.00 MB   PE Size               32.00 MB   Total PE              30   Alloc PE / Size       0 / 0      Free  PE / Size       30 / 960.00 MB   VG UUID               9NKEWK-7jrv-zC2x-59xg-10Ai-qA1L-cfHXDj  # 创建LV： [[email protected] ~]# lvcreate -L 500M -n mydata myvg   Rounding up size to full physical extent 512.00 MB   Logical volume "mydata" created # 查看LV状态： [[email protected] ~]# lvdisplay    --- Logical volume ---   LV Name                /dev/myvg/mydata   VG Name                myvg   LV UUID                KQQUJq-FU2C-E7lI-QJUp-xeVd-3OpA-TMgI1D   LV Write Access        read/write   LV Status              available   # open                 0   LV Size                512.00 MB   Current LE             16   Segments               1   Allocation             inherit   Read ahead sectors     auto   - currently set to     512   Block device           253:2