Linux之LVM

一、简介

二、LVM原理图解

三、操作示例

四、快照

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。LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层,来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局,提供一个抽象的存储卷,在存储卷上建立文件系统。当存储卷空间不足时,可以不用卸载存储卷而将其他硬盘分区加入其中,利用LVM可根据需求灵活管理磁盘空间。

二、LVM原理图解(图片点击后正常查看)

LVM的原理就是将分区或者磁盘转换为物理卷(Pysical Volume),然后将物理卷都加入一个卷组(Volume Group),我们只用通过相关的工具去管理这个抽象出来的卷组,将其划分为满足需求的逻辑卷(Logical Volume),就可灵活管理磁盘空间。

三、操作示例

相关命令:

创建PV:pvcreate /path/to/Device

创建VG:vgcreate VGNAME /path/to/Device

创建LV:lvcreate –L SIZE –n LVNAME VGNAME    #-L指定大小,-n指定名称

扩展VG:vgextend VGNAME /path/to/Device

扩展LV物理大小:lvextend –L +SIZE /path/to/LVNAME

扩展LV逻辑容量:resize2fs /path/to/LVNAME

缩减LV物理大小:lvreduce -L –SIZE /path/to/LVNAME

转移PV数据:pvmove /path/to/Device

从VG中移除PV:vgreduce VGNAME /path/to/Device

1、了解文件系统状况

[[email protected] ~]# fdisk –l    #查看磁盘、分区信息

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: 0x00018e93

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *           1          39      307200   83  Linux
Partition 1 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda2              39         692     5242880   83  Linux
Partition 2 does not end on cylinder boundary.
/dev/sda3             692         953     2097152   82  Linux swap / Solaris
Partition 3 does not end on cylinder boundary.
[[email protected] ~]# mount    #查看挂载情况
/dev/sda2 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,rootcontext="system_u:object_r:tmpfs_t:s0")
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)

2、磁盘或分区的准备

[[email protected] ~]# fdisk /dev/sda

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It‘s strongly recommended to
         switch off the mode (command ‘c‘) and change display units to
         sectors (command ‘u‘).

Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
e    #这里创建了扩展分区,并新建两个文件系统,实操时没有限制,对象可以是任意磁盘任意分区的文件系统
Selected partition 4
First cylinder (953-2610, default 953): 
Using default value 953
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (953-2610, default 2610): +8G

Command (m for help): n
First cylinder (953-1997, default 953): 
Using default value 953
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (953-1997, default 1997): +2G

Command (m for help): t    #调整文件系统类型为8e
Partition number (1-5): 5
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 5 to 8e (Linux LVM)

Command (m for help): n
First cylinder (1215-1997, default 1215): 
Using default value 1215
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1215-1997, default 1997): +2G

Command (m for help): t    #调整文件系统类型为8e
Partition number (1-6): 6
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 6 to 8e (Linux LVM)

Command (m for help): w    #退出fdisk并保存
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
Syncing disks.

3、创建PV

[[email protected] ~]# partx -a /dev/sda    #使内核识别分区信息
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 1
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 2
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 3
[[email protected] ~]# cat /proc/partitions    #查看是否已经识别
major minor  #blocks  name

   8        0   20971520 sda
   8        1     307200 sda1
   8        2    5242880 sda2
   8        3    2097152 sda3
   8        4         31 sda4
   8        5    2103167 sda5
   8        6    2104483 sda6
[[email protected] ~]# pvcreate /dev/sda5    #将分区创建为PV
  Physical volume "/dev/sda5" successfully created
[[email protected] ~]# pvcreate /dev/sda6    #将分区创建为PV
  Physical volume "/dev/sda6" successfully created
[[email protected] ~]# pvs    #简单查看PV信息
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sda5       lvm2 a--  2.01g 2.01g
  /dev/sda6       lvm2 a--  2.01g 2.01g
[[email protected] ~]# pvdisplay    #查看PV相关信息
  "/dev/sda5" is a new physical volume of "2.01 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda5
  VG Name               
  PV Size               2.01 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               M49xnd-koFv-KYq6-gWz4-kwGE-vb0T-BjmIKn
   
  "/dev/sda6" is a new physical volume of "2.01 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda6
  VG Name               
  PV Size               2.01 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               Kx2vPd-jod7-t5WZ-mIMx-9GXe-37nY-IC8lrk

4、创建VG

[[email protected] ~]# vgcreate vg1 /dev/sda{5,6}    #创建名为vg1的卷组
  Volume group "vg1" successfully created
[[email protected] ~]# vgs    #简单查看vg信息
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  vg1    2   0   0 wz--n- 4.01g 4.01g
[[email protected] ~]# vgdisplay    #查看vg相关信息
  --- Volume group ---
  VG Name               vg1
  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               4.01 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              1026
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1026 / 4.01 GiB
  VG UUID               tVS1TX-7Csj-eZ6e-zOvT-QpZ1-RCjc-KZMfSY

5、在VG中创建LV

[[email protected] ~]# lvcreate -L 1G -n lv1 vg1    #在vg1中创建名为lv1的逻辑卷
  Logical volume "lv1" created
[[email protected] ~]# lvs    #简单查看lv信息
  LV   VG   Attr       LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1  -wi-a----- 1.00g                                                                                         
[[email protected] ~]# lvdisplay    #查看lv相关信息
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg1/lv1
  LV Name                lv1
  VG Name                vg1
  LV UUID                GmctuV-gZFt-Eu5f-dRSc-CI3X-WVvB-702PgQ
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time TESTHOST, 2015-04-17 22:30:57 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                1.00 GiB
  Current LE             256
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

6、格式化后,挂载即可使用

[[email protected] ~]# mke2fs -t ext4 /dev/vg1/lv1    #格式化
[[email protected] ~]# mount /dev/vg1/lv1 /data1    #挂载
[[email protected] ~]# mount    #查看挂载信息
/dev/sda2 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,rootcontext="system_u:object_r:tmpfs_t:s0")
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
/dev/mapper/vg1-lv1 on /data1 type ext4 (rw)    #挂载信息

7、当逻辑卷空间不够用时,先扩展卷组,再扩展逻辑卷

7.1、扩展卷组

[[email protected] ~]# fdisk /dev/sda

WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It‘s strongly recommended to
         switch off the mode (command ‘c‘) and change display units to
         sectors (command ‘u‘).

Command (m for help): n    #这里新增加一个文件系统
First cylinder (1477-1997, default 1477): 
Using default value 1477
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1477-1997, default 1997): +2G

Command (m for help): t    #同样调整文件系统类型为8e
Partition number (1-7): 7
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 7 to 8e (Linux LVM)

Command (m for help): w    #保存分区信息并退出
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
Syncing disks.
[[email protected] ~]# partx -a /dev/sda    #让内核识别分区表
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 1
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 2
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 3
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 4
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 5
BLKPG: Device or resource busy
error adding partition 6
[[email protected] ~]# cat /proc/partitions    #查看内核是否识别分区表
major minor  #blocks  name

   8        0   20971520 sda
   8        1     307200 sda1
   8        2    5242880 sda2
   8        3    2097152 sda3
   8        4         31 sda4
   8        5    2103167 sda5
   8        6    2104483 sda6
   8        7    2104483 sda7    #已识别
 253        0    1048576 dm-0
 253        1    1048576 dm-1
 253        2    1048576 dm-2
 253        3    1048576 dm-3
[[email protected] ~]# vgextend vg1 /dev/sda7    #这里我直接扩展,但是没有先将分区创建为PV,不过程序自动帮我完成了这一过程,而且成功扩展了VG
  dev_is_mpath: failed to get device for 8:7
  No physical volume label read from /dev/sda7
  Physical volume /dev/sda7 not found
  Physical volume "/dev/sda7" successfully created
[[email protected] ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sda5  vg1  lvm2 a--  2.00g 4.00m
  /dev/sda6  vg1  lvm2 a--  2.00g 4.00m
  /dev/sda7  vg1  lvm2 a--  2.00g 2.00g    #成功加入,扩展VG成功

7.2、扩展LV

需要先扩展其物理大小,然后扩展其逻辑容量

7.2.1、扩展LV物理大小

[[email protected] ~]# lvextend -L +2G /dev/vg1/lv1    #扩展LV物理大小
  Extending logical volume lv1 to 3.00 GiB
  Logical volume lv1 successfully resized
[[email protected] ~]# df –lh    #查看磁盘使用情况
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            5.0G  1.2G  3.5G  26% /
tmpfs                495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1            291M   32M  244M  12% /boot
/dev/mapper/vg1-lv1 1008M   34M  924M   4% /data1    #此时可以看到lv1的大小还是1G

7.2.2、扩展LV逻辑容量

[[email protected] ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1    #扩展其逻辑容量
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem at /dev/vg1/lv1 is mounted on /data1; on-line resizing required
old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
Performing an on-line resize of /dev/vg1/lv1 to 786432 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 786432 blocks long.

[[email protected] ~]# df -lh    #查看磁盘使用情况
Filesystem           Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            5.0G  1.2G  3.5G  26% /
tmpfs                495M     0  495M   0% /dev/shm
/dev/sda1            291M   32M  244M  12% /boot
/dev/mapper/vg1-lv1  3.0G   34M  2.8G   2% /data1    #此时已经扩展成功

8、缩减LV

首先卸载LV并强行检测,然后

8.1、卸载LV并检测

[[email protected] ~]# umount /dev/vg1/lv1    #卸载
[[email protected] ~]# mount
/dev/sda2 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,rootcontext="system_u:object_r:tmpfs_t:s0")
/dev/sda1 on /boot type ext4 (rw)
none on /proc/sys/fs/binfmt_misc type binfmt_misc (rw)
[[email protected] ~]# e2fsck -f /dev/vg1/lv1    #强行检测
e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/vg1/lv1: 11/196608 files (0.0% non-contiguous), 20924/786432 blocks

8.2、缩减逻辑容量

[[email protected] ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1 2G    #缩减LV逻辑容量
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/vg1/lv1 to 524288 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 524288 blocks long.

[[email protected] ~]# lvs    #查看LV信息,此时lv1大小仍是3GB
  LV   VG   Attr       LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1  -wi-a----- 3.00g                                             
  lv2  vg1  -wi-a----- 1.00g                                             
  lv3  vg1  -wi-a----- 1.00g                                             
  lv4  vg1  -wi-a----- 1.00g

8.3、缩减物理大小

[[email protected] ~]# lvreduce -L -1G /dev/vg1/lv1    #缩减物理大小
  WARNING: Reducing active logical volume to 2.00 GiB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv1? [y/n]: y    #提示是否缩小lv1,选择y
  Reducing logical volume lv1 to 2.00 GiB
  Logical volume lv1 successfully resized
[[email protected] ~]# lvs    #此时已经看到lv1大小已经是2GB了
  LV   VG   Attr       LSize Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1  -wi-a----- 2.00g                                             
  lv2  vg1  -wi-a----- 1.00g                                             
  lv3  vg1  -wi-a----- 1.00g                                             
  lv4  vg1  -wi-a----- 1.00g

9、缩减VG

确定要移除的PV,将PV上的数据转移到其他PV(前提是移除PV后的VG容量足够存储原来的数据),从卷组中移除该PV

[[email protected] ~]# vgs    #移除PV前VG大小6GB
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  vg1    3   1   0 wz--n- 6.01g 4.01g
[[email protected] ~]# pvmove /dev/sda7    #转移PV上的数据
  /dev/sda7: Moved: 1.2%
  /dev/sda7: Moved: 85.5%
  /dev/sda7: Moved: 100.0%    #进度提示
[[email protected] ~]# vgreduce vg1 /dev/sda7    #从VG中移除PV
  Removed "/dev/sda7" from volume group "vg1"    #移除成功
[[email protected] ~]# vgs    #VG容量已变为4GB
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  vg1    2   1   0 wz--n- 4.01g 2.01g


四、快照

快照是LVM另一个重要功能,常用于备份,其工作原理是对LV创建快照后,LV上数据变动前,会在快照上先备份

命令:lvcreate –L SIZE –p r –n mylv-snap /dev/vg1/lv1

参数:-s    创建快照

-p    指定权限,后接r只读

-n    指定快照卷名称

示例1:创建快照

[[email protected] date1]# cp -R /etc/init/ ./    #将文件夹拷贝到LV中 
[[email protected] date1]# ls ./init/    #查看文件夹明细
control-alt-delete.conf  prefdm.conf         rcS-emergency.conf   start-ttys.conf
init-system-dbus.conf    quit-plymouth.conf  rcS-sulogin.conf     tty.conf
kexec-disable.conf       rc.conf             serial.conf
plymouth-shutdown.conf   rcS.conf            splash-manager.conf
[[email protected] date1]# lvcreate -L 50M -s -p r -n mylv-snap /dev/vg1/lv1    #对vg1创建快照卷,-L指定卷大小,-s指定创建类型为快照卷,-p指定卷读写权限,-n指定快照卷名称
  Rounding up size to full physical extent 52.00 MiB
  Logical volume "mylv-snap" created    #创建成功
[[email protected] date1]# ls /dev/vg1    #创建后路径在/dev/vg1/下
lv1  mylv-snap
[[email protected] date1]# mount -o ro /dev/vg1/mylv-snap /mnt/     #将快照卷挂载到/mnt下
[[email protected] date1]# ls /mnt/init/    #此时可以看到快照卷中内容同lv1中内容相同
control-alt-delete.conf  prefdm.conf         rcS-emergency.conf   start-ttys.conf
init-system-dbus.conf    quit-plymouth.conf  rcS-sulogin.conf     tty.conf
kexec-disable.conf       rc.conf             serial.conf
plymouth-shutdown.conf   rcS.conf            splash-manager.conf

示例2:修改内容,下面操作说明,在我们更改LV中内容时,其快照卷在修改前备份了其上内容(修改前的状态)

[[email protected] date1]# rm -rf ./init/    #删除lv1中init文件夹及其所有内容
[[email protected] date1]# ls    #查看,确实都删除了
lost+found
[[email protected] date1]# ll-a /mnt/init/    #查看快照卷,里面内容依然存在
总用量 64
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  18 00:57 .
drwxr-xr-x. 4 root root 4096 4月  18 02:01 ..
-rw-r--r--. 1 root root  412 4月  18 00:57 control-alt-delete.conf
-rw-r--r--. 1 root root  130 4月  18 00:57 init-system-dbus.conf
-rw-r--r--. 1 root root  463 4月  18 00:57 kexec-disable.conf
-rw-r--r--. 1 root root  560 4月  18 00:57 plymouth-shutdown.conf
-rw-r--r--. 1 root root  357 4月  18 00:57 prefdm.conf
-rw-r--r--. 1 root root  505 4月  18 00:57 quit-plymouth.conf
-rw-r--r--. 1 root root  417 4月  18 00:57 rc.conf
-rw-r--r--. 1 root root 1046 4月  18 00:57 rcS.conf
-rw-r--r--. 1 root root  430 4月  18 00:57 rcS-emergency.conf
-rw-r--r--. 1 root root  725 4月  18 00:57 rcS-sulogin.conf
-rw-r--r--. 1 root root 1302 4月  18 00:57 serial.conf
-rw-r--r--. 1 root root  791 4月  18 00:57 splash-manager.conf
-rw-r--r--. 1 root root  473 4月  18 00:57 start-ttys.conf
-rw-r--r--. 1 root root  335 4月  18 00:57 tty.conf

示例3:备份和还原

[[email protected] date1]# mkdir /tmp/lvbackup    #创建一个文件夹放备份文件
[[email protected] date1]# cd /mnt/
[[email protected] mnt]# tar Jcf /tmp/lvbackup/backup-`date +%F-%H-%M-%S`.tar.xz ./init/    #备份快照
tar: 从成员名中删除开头的“/”
[[email protected] mnt]# ls /tmp/lvbackup/    #已备份
backup-2015-04-18-01-59-43.tar.xz
[[email protected] mnt]# tar xf /tmp/lvbackup/backup-2015-04-18-01-59-43.tar.xz -C /data1/    #恢复到指定目录
[[email protected] mnt]# ls /data1/
init
[[email protected] mnt]# ll -a /date1/init/    #文件还原成功
总用量 64
drwxr-xr-x. 2 root root 4096 4月  18 00:57 .
drwxr-xr-x. 4 root root 4096 4月  18 02:01 ..
-rw-r--r--. 1 root root  412 4月  18 00:57 control-alt-delete.conf
-rw-r--r--. 1 root root  130 4月  18 00:57 init-system-dbus.conf
-rw-r--r--. 1 root root  463 4月  18 00:57 kexec-disable.conf
-rw-r--r--. 1 root root  560 4月  18 00:57 plymouth-shutdown.conf
-rw-r--r--. 1 root root  357 4月  18 00:57 prefdm.conf
-rw-r--r--. 1 root root  505 4月  18 00:57 quit-plymouth.conf
-rw-r--r--. 1 root root  417 4月  18 00:57 rc.conf
-rw-r--r--. 1 root root 1046 4月  18 00:57 rcS.conf
-rw-r--r--. 1 root root  430 4月  18 00:57 rcS-emergency.conf
-rw-r--r--. 1 root root  725 4月  18 00:57 rcS-sulogin.conf
-rw-r--r--. 1 root root 1302 4月  18 00:57 serial.conf
-rw-r--r--. 1 root root  791 4月  18 00:57 splash-manager.conf
-rw-r--r--. 1 root root  473 4月  18 00:57 start-ttys.conf
-rw-r--r--. 1 root root  335 4月  18 00:57 tty.conf
时间: 2024-10-07 13:50:05

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