Linux磁盘分区管理-LVM回顾

LVM（逻辑分区管理）的几个概念：PV（物理卷），VG（卷组），LV（逻辑卷），PE（物理区域），LE（逻辑区域），其中PV, VG, LV 三者之间的关系如下图 :

物理存储介质：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（PV）：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（VG）：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（LV）：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)。

物理区域（PE）：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。

逻辑区域（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理解为是由多个PV组合成的大磁盘。

LV：也就是从VG中划分的逻辑分区

   创建LVM逻辑分区：系统中有两块硬盘/dev/sdb ,  /dev/sdc

Disk /dev/sdb: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 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

Disk /dev/sdc: 2147 MB, 2147483648 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 261 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

创建LVM分区步骤：创建 PV >> 创建 VG >> 创建 LV

一： 创建PV阶段：有关PV的几个指令

pvcreate : 将物理分区新建成为pv

pvscan ： 查看当前系统里所有的pv

pvdisplay ： 列出当前系统的pv状态

pvremove : 删除一个pv

pvs ：查看物理卷PV信息

将/dev/sdb , /dev/sdc 创建成PV

[root@file-server ~]# pvcreate /dev/sd{b,c}
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created

查看创建的PV

[root@file-server ~]# pvscan
  PV /dev/sda2   VG VolGroup        lvm2 [14.51 GiB / 0    free]  #/dev/sda2是安装系统时创建的
  PV /dev/sdb                       lvm2 [2.00 GiB]
  PV /dev/sdc                       lvm2 [2.00 GiB]
  Total: 3 [18.51 GiB] / in use: 1 [14.51 GiB] / in no VG: 2 [4.00 GiB]

二：创建VG阶段：有关VG的几个指令

vgcreate : 创建vg卷组

vgscan : 查看系统是否有VG存在

vgdisplay ：查看当前VG状态

vgextend ： 拓展vg卷组的容量，新增加额外的 pv

vgreduce ： 在vg内删除一个PV

vgchange ： 设置VG是否启用

vgremove ： 删除一个VG卷组

将上面创建好的/dev/sdb , /dev/sdc 物理卷合并成一个卷组。取名为myvg，指定PE物理单元块为16M

[root@file-server ~]# vgcreate -s 16M myvg /dev/sd{b,c}
  Volume group "myvg" successfully created

查看myvg卷组信息

[root@file-server ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               myvg
  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               3.97 GiB
  PE Size               16.00 MiB
  Total PE              254
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       254 / 3.97 GiB
  VG UUID               xHz5Gp-VWQP-3qyH-VCCK-NBrG-vYWU-io5dOA

创建好VG卷组后就可以创建LV逻辑卷了，创建LV逻辑卷大小是根据PE为单元块来决定大小的，myvg中一共有254个PE块。

三：创建LV逻辑卷：有关LV的几个指令

lvcreate : 创建lv

lvscan : 查看系统中的LV

lvdisplay ：查看当前LV状态

lvextend ： 在LV里增加容量

lvreduce ： 在LV内减少容量

lvresize ： 对LV容量大小进行调整

lvremove ： 删除一个LV

lvcreate创建逻辑卷时指定卷大小的方式有4种方式

lvcreate 指令：

后面接 -L 指定分区大小如 M, G，T 等

后面接小写L ： -l  指定PE数量

后面接 -n ： 指定lv的名称

最后要指定是在哪个VG卷组上，也就是要指VG名称

[root@file-server ~]# lvcreate -l +20 -n lv0 myvg
  Logical volume "lv0" created

查看LV，此时fdisk已经可以看到 lv0 的分区信息

[root@file-server ~]# lvscan
  ACTIVE            '/dev/myvg/lv0' [320.00 MiB] inherit

[root@file-server ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/myvg/lv0
  LV Name                lv0
  VG Name                myvg
  LV UUID                NITm8c-wGYW-4Mmp-oCFC-8VjX-qULm-v395WT
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time file-server, 2018-04-26 19:47:35 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                320.00 MiB
  Current LE             20
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:2

给lv0创建文件系统

[root@file-server ~]# mkfs -t ext4 /dev/myvg/lv0

挂载测试

查看分区的UID号

[root@file-server ~]# blkid
... ...
/dev/mapper/myvg-lv0: UUID="38620ff3-6617-4ba5-9fa8-b34845b4f1a1" TYPE="ext4"

添加开机自动挂载

vim   /etc/fstab
#加入下行
UUID=38620ff3-6617-4ba5-9fa8-b34845b4f1a1       /mnt/LVM          ext4    defaults        0 0

#重新挂载
[root@file-server ~]# mount -a
[root@file-server ~]# df -h
Filesystem                    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup-lv_root   13G   11G  1.9G  85% /
tmpfs                         496M     0  496M   0% /dev/shm
/dev/sda1                     477M   37M  411M   9% /boot
/dev/mapper/myvg-lv0          302M  2.1M  280M   1% /mnt/LVM

扩容lv0空间

将/dev/myvg/lv0 容量再加一倍，方法一：使用lvextend

[root@file-server ~]# lvextend -l +20 -n /dev/myvg/lv0
  Extending logical volume lv0 to 640.00 MiB
  Logical volume lv0 successfully resized

扩容后分区大小没有改变，要执行resize2fs指令重读分区

[root@file-server ~]# resize2fs   /dev/myvg/lv0
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem at /dev/myvg/lv0 is mounted on /mnt/LVM; on-line resizing required
old desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 3
Performing an on-line resize of /dev/myvg/lv0 to 655360 (1k) blocks.
The filesystem on /dev/myvg/lv0 is now 655360 blocks long.
#再查看分区大小
[root@file-server ~]# df  -h
Filesystem                    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup-lv_root   13G   11G  1.9G  85% /
tmpfs                         496M     0  496M   0% /dev/shm
/dev/sda1                     477M   37M  411M   9% /boot
/dev/mapper/myvg-lv0          612M  2.3M  577M   1% /mnt/LVM

方法二：使用 lvresize 再加一次空间

[root@file-server ~]# lvresize -l +20 /dev/myvg/lv0
  Extending logical volume lv0 to 960.00 MiB
  Logical volume lv0 successfully resized
You have new mail in /var/spool/mail/root
#重读磁盘
[root@file-server ~]# resize2fs /dev/myvg/lv0

缩减lv0空间

缩小空间前要取消挂载分区：

[root@file-server ~]# umount /dev/myvg/lv0

使用 resize2fs 缩小文件系统空间，（ 现有2.4G大小，减到2G）

[root@file-server ~]# resize2fs /dev/myvg/lv0 2G
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
请先运行 'e2fsck -f /dev/myvg/lv0'.

[root@file-server ~]# e2fsck -f /dev/myvg/lv0 

[root@file-server ~]# resize2fs /dev/myvg/lv0 2G
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/myvg/lv0 to 524288 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/myvg/lv0 is now 524288 blocks long.

[root@file-server ~]# df -h
Filesystem                    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup-lv_root   13G   11G  1.9G  85% /
tmpfs                         496M     0  496M   0% /dev/shm
/dev/sda1                     477M   37M  411M   9% /boot
/dev/mapper/myvg-lv0          2.0G  3.7M  1.8G   1% /mnt/LVM

缩小后的逻辑卷并没有真正释放空间：如果不释放则一直在lv0中，缩减下的空间别会一直闲置，应该释放

[root@file-server ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
... ...
  LV Size                2.41 GiB
  Current LE             154
... ...

#LE的大小为154，空间没有释放出去

要想在彻底释放掉缩小的空间，需要释放 lv0 的PE,使用lvreduce来缩减逻辑卷空间

[root@file-server ~]# lvreduce -L 2G /dev/myvg/lv0
  WARNING: Reducing active logical volume to 2.00 GiB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv0? [y/n]: y
  Reducing logical volume lv0 to 2.00 GiB
  Logical volume lv0 successfully resized

再查看lv0 PE 大小

[root@file-server ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/myvg/lv0
... ...
  LV Size                2.00 GiB
  Current LE             128

【缩小逻辑卷空间会丢失原有数据，操作比较危险】

 VG 卷组的伸缩；扩容

扩容VG卷组的过程为 ：创建PV >> 将创建好的PV添加到卷组中

再使用两块新硬盘 /dev/sdd , /dev/sde ,将两块硬盘容量加到myvg卷组中

创建PV

[root@file-server ~]# pvcreate /dev/sd{d,e}
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created
  Physical volume "/dev/sde" successfully created

新建的PV添加到myvg卷组

[root@file-server ~]# vgextend myvg /dev/sdd /dev/sde
  Volume group "myvg" successfully extended
You have new mail in /var/spool/mail/root
#可以看到myvg卷组大小已经改变了
[root@file-server ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               myvg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        4
  Metadata Sequence No  23
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                4
  Act PV                4
  VG Size               7.94 GiB
  PE Size               16.00 MiB
  Total PE              508
  Alloc PE / Size       128 / 2.00 GiB
  Free  PE / Size       380 / 5.94 GiB
  VG UUID               xHz5Gp-VWQP-3qyH-VCCK-NBrG-vYWU-io5dOA

VG卷组的缩小

缩小VG卷组只要将VG卷组中的PV删掉即可

查看当前pv信息执行pvs

[root@file-server ~]# pvs
  PV         VG       Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  VolGroup lvm2 a--  14.51g    0
  /dev/sdb   myvg     lvm2 a--   1.98g    0
  /dev/sdc   myvg     lvm2 a--   1.98g 1.97g
  /dev/sdd   myvg     lvm2 a--   1.98g 1.98g
  /dev/sde   myvg     lvm2 a--   1.98g 1.98g

注意：卷组缩小空间，一定要要卷组的空闲空间大小大于删除的物理卷的空间大小

把/dev/sdb 磁盘腾出来，由于sdb磁盘可能存有数据，需要把数据移到其他PV中

[root@file-server ~]# pvmove /dev/sdb
  /dev/sdb: Moved: 3.1%
  /dev/sdb: Moved: 100.0%

删除myvg卷组中的/dev/sdb物理卷，执行指令如下

[root@file-server ~]# vgremove   myvg   /dev/sdb
Do you really want to remove volume group "myvg" containing 1 logical volumes? [y/n]: y
Do you really want to remove active logical volume lv0? [y/n]: y
  Logical volume "lv0" successfully removed
  Volume group "myvg" successfully removed
  Volume group "sdb" not found
  Skipping volume group sdb