linux存储管理之逻辑卷

LVM管理

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创建LVM
VG扩展/缩小
LV扩容/文件系统扩容
LVM Snapshot [扩展]

lvm基本术语
• 物理存储介质（The physical media）：这里指系统的存储设备：硬盘，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。
• 物理卷（physical volume）：物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数。
• 卷组（Volume Group）：LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。
• 逻辑卷（logical volume）：LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。
• PE（physical extent）：每一个物理卷被划分为称为PE(Physical Extents)的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。
• LE（logical extent）：逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents) 的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。
简单来说就是：
PV:是物理的磁盘分区
VG:LVM中的物理的磁盘分区，也就是PV，必须加入VG，可以将VG理解为一个仓库或者是几个大的硬盘。
LV：也就是从VG中划分的逻辑分区
如下图所示PV、VG、LV三者关系：

基本分区(MBR|GPT) ----> Filesystem ----> mount
逻辑卷 ----> Filesystem ----> mount

一、创建LVM
0. 准备物理磁盘
可以是： /dev/sdb /dev/sdc1 （建立在RIAD之上）
[root@server0 ~]# ll /dev/vd{c,d,e}
brw-rw----. 1 root disk 253, 32 Jun 6 17:38 /dev/vdc
brw-rw----. 1 root disk 253, 48 Jun 6 17:38 /dev/vdd
brw-rw----. 1 root disk 253, 64 Jun 6 17:38 /dev/vde

1. pv
[root@server0 ~]# pvcreate /dev/vdd
Physical volume "/dev/vdd" successfully created

[root@server0 ~]# pvscan
PV /dev/vdd lvm2 [2.00 GiB]
Total: 1 [2.00 GiB] / in use: 0 [0 ] / in no VG: 1 [2.00 GiB]

[root@server0 ~]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/vdd lvm2 a-- 2.00g 2.00g

2. vg
[root@server0 ~]# vgcreate vg1 /dev/vdd
Volume group "vg1" successfully created
[root@server0 ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg1 1 0 0 wz--n- 2.00g 2.00g
[root@server0 ~]# vgscan
Reading all physical volumes. This may take a while...
Found volume group "vg1" using metadata type lvm2
[root@server0 ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name vg1
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 2.00 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 511
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 511 / 2.00 GiB
VG UUID 7E4tlj-l0a2-ph52-OytH-eaq7-58K6-2S4n8V

3. lv
[root@server0 ~]# lvcreate -l 10 -n lv1 vg1
[root@server0 ~]# lvcreate -L 200M -n lv2 vg1

[root@server0 ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/vg1/lv1' [640.00 MiB] inherit
ACTIVE '/dev/vg1/lv2' [256.00 MiB] inherit

4. 创建文件系统并挂载
[root@server0 ~]# mkfs.xfs /dev/vg1/lv1
[root@server0 ~]# mkfs.ext4 /dev/vg1/lv2

[root@server0 ~]# mkdir /mnt/lv1 /mnt/lv2

[root@server0 ~]# vim /etc/fstab
/dev/vg1/lv1 /mnt/lv1 xfs defaults 0 0
/dev/vg1/lv2 /mnt/lv2 ext4 defaults 0 0

[root@server0 ~]# mount -a
[root@server0 ~]# df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/mapper/vg1-lv1 651948 32928 619020 6% /mnt/lv1
/dev/mapper/vg1-lv2 245671 2062 226406 1% /mnt/lv2

二、VG管理
==扩大VG vgextend==
1. pv
[root@server0 ~]# pvcreate /dev/vde

2. vgextend
[root@server0 ~]# vgextend vg1 /dev/vde
Volume group "vg1" successfully extended
[root@server0 ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg1 2 2 0 wz--n- 3.99g 3.76g

==减小VG vgreduce==
1.查看当前的VG中PV的使用情况
[root@server0 ~]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/vdd vg1 lvm2 a-- 2.00g 1.76g
/dev/vde vg1 lvm2 a-- 2.00g 2.00g

2. pvmove数据到其它PV
[root@server0 ~]# pvmove /dev/vdd
/dev/vdd: Moved: 16.7%
/dev/vdd: Moved: 100.0%

[root@server0 ~]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/vdd vg1 lvm2 a-- 2.00g 2.00g
/dev/vde vg1 lvm2 a-- 2.00g 1.76g

3.vgreduce VG
[root@server0 ~]# vgreduce vg1 /dev/vdd
Removed "/dev/vdd" from volume group "vg1"

[root@server0 ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg1 1 2 0 wz--n- 2.00g 1.76g

三、LV扩容
1. lv扩容
[root@server0 ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg1 2 2 0 wz--n- 1.88g 1.00g

[root@server0 ~]# lvextend -L 800M /dev/vg1/lv1
[root@server0 ~]# lvextend -L +800M /dev/vg1/lv1

[root@server0 ~]# lvextend -l 15 /dev/vg1/lv1
[root@server0 ~]# lvextend -l +15 /dev/vg1/lv1

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+50%FREE
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[root@server0 ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/vg1/lv1' [768.00 MiB] inherit
ACTIVE '/dev/vg1/lv2' [512.00 MiB] inherit

2. FS扩容
[root@server0 ~]# df -Th
/dev/mapper/vg1-lv1 xfs 637M 67M 570M 11% /mnt/lv1
/dev/mapper/vg1-lv2 ext4 240M 32M 192M 15% /mnt/lv2

a. xfs
[root@server0 ~]# xfs_growfs /dev/vg1/lv1

b. ext2/3/4
[root@server0 ~]# resize2fs /dev/vg1/lv2

[root@server0 ~]# df -Th
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg1-lv1 xfs 765M 67M 698M 9% /mnt/lv1
/dev/mapper/vg1-lv2 ext4 488M 32M 429M 7% /mnt/lv2

四、LVM快照snapshot
1. 创建快照 (EXT4)
[root@server0 ~]# lvcreate -L 128M -s -n lv2-snap /dev/vg1/lv2
[root@server0 ~]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Move Log Cpy%Sync Convert
lv1 vg1 -wi-ao---- 768.00m
lv2 vg1 owi-aos--- 512.00m
lv2-snap vg1 swi-aos--- 128.00m lv2 5.92

[root@server0 ~]# mount -o ro /dev/vg1/lv2-snap /mnt/lv2-snap/

[root@server0 ~]# df -Th
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg1-lv2 ext4 488M 32M 429M 7% /mnt/lv2
/dev/mapper/vg1-lv2--snap ext4 488M 32M 429M 7% /mnt/lv2-snap

[root@server0 ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/vg1/lv1' [768.00 MiB] inherit
ACTIVE Original '/dev/vg1/lv2' [512.00 MiB] inherit
ACTIVE Snapshot '/dev/vg1/lv2-snap' [128.00 MiB] inherit

[root@server0 ~]# ls /mnt/lv2
etc lost+found
[root@server0 ~]# ls /mnt/lv2-snap/
etc lost+found

2. 修改原卷的数据

3. 观察Snapshot
[root@server0 ~]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Move Log Cpy%Sync Convert
lv1 vg1 -wi-ao---- 768.00m
lv2 vg1 owi-aos--- 512.00m
lv2-snap vg1 swi-aos--- 128.00m lv2 30.56

XFS：
[root@server0 ~]# mount -o nouuid,ro /dev/vg1/lv1-snap /mnt/lv1-snap/s
挂载快照，尽量使用ro的方式，将不会破坏快照卷中的数据

[root@server0 ~]# dmsetup ls --tree
vg1-lv2--snap (252:5)
├─vg1-lv2--snap-cow (252:7)
│ └─ (253:17)
└─vg1-lv2-real (252:6)
├─ (253:17)
└─ (253:18)
vg1-lv2 (252:1)
└─vg1-lv2-real (252:6)
├─ (253:17)
└─ (253:18)

快照自动增长：
[root@server0 ~]# vim /etc/lvm/lvm.conf
snapshot_autoextend_threshold = 70
snapshot_autoextend_percent = 20
[root@server0 ~]# systemctl restart lvm2-monitor.service
[root@server0 ~]# systemctl enable lvm2-lvmetad.service
注：快照卷 和 原卷 使用同一VG空间

拓展：
缩减逻辑卷至2G
确保缩减后空间能够存储原有数据
[root@centos5 ~]# df -lh
文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2              16G  4.3G   11G  29% /
/dev/sda1              99M   12M   82M  13% /boot
tmpfs                1005M     0 1005M   0% /dev/shm
/dev/mapper/myvg-lv1  4.0G  137M  3.7G   4% /users

卸载
[root@centos5 ~]# umount /users
强制文件系统检测
[root@centos5 ~]# e2fsck -f /dev/myvg/lv1

缩减
[root@centos5 ~]# resize2fs /dev/myvg/lv1 2G

[root@centos5 ~]# lvreduce -L 2G /dev/myvg/lv1

重新挂载
[root@centos5 ~]# mount -a
查看分区大小及文件
[root@centos5 ~]# df -lh
文件系统              容量  已用 可用 已用% 挂载点
/dev/sda2              16G  4.3G   11G  29% /
/dev/sda1              99M   12M   82M  13% /boot
tmpfs                1005M     0 1005M   0% /dev/shm
/dev/mapper/myvg-lv1  2.0G  135M  1.8G   8% /users

[root@centos5 ~]# cat /users/inittab

缩减逻辑卷；
注意：1、不能在线缩减，得先卸载；
   2、确保缩减后的空间大小依然能存储原有的所有数据；
   3、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；