linux LVM逻辑卷管理

什么是LVM

LVM是逻辑卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是建立在物理存储设备之上的一个抽象层，允许你生成逻辑存储卷,与直接使用物理存储在管理上相比,提供了更好灵活性。

LVM将存储虚拟化,使用逻辑卷,你不会受限于物理磁盘的大小,另外,与硬件相关的存储设置被其隐藏,你可以不用停止应用或卸载文件系统来调整卷大小或数据迁移.这样可以减少操作成本.

如上图所示：

• 最底层是物理硬盘：/dev/sda1、/dev/sdb1、/dev/sdc1...
• 中间层：存储虚拟化，所有物理硬盘视为一个逻辑集合（卷组）
• 最顶层：将卷组划分为多个逻辑卷，逻辑卷大小可以动态调整等。

基本概念

• 物理存储介质（The Physical Media）
  
  这里指系统的存储设备，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。

• 物理卷（PV, Physical Volume）
  
  物理卷就是指磁盘,磁盘分区或从逻辑上和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，却包含有和LVM相关的管理参数。当前LVM允许你在每个物理卷上保存这个物理卷的0至2份元数据拷贝.默认为1,保存在设备的开始处.为2时,在设备结束处保存第二份备份.

• 卷组（VG, 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。能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, Logical Volume）
  
  LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上能建立文件系统(比如/home或/usr等)。

• 物理卷的意义：一块物理硬盘不能直接使用，需要经过分区、格式化等操作之后变成物理卷之后才能使用。

• 1个卷组底层有多个物理卷。

• 1个卷组可以创建多个逻辑卷，逻辑卷的大小可以动态调整。

比起正常的硬盘分区管理，LVM更富于弹性：

• 使用卷组(VG)，使众多硬盘空间看起来像一个大硬盘。
• 使用逻辑卷（LV），可以创建跨越众多硬盘空间的分区。
• 可以创建小的逻辑卷（LV），在空间不足时再动态调整它的大小。
• 在调整逻辑卷（LV）大小时可以不用考虑逻辑卷在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续空间。It does not depend on the position of the LV within VG, there is no need to ensure surrounding available space.
• 可以在线（online）对逻辑卷（LV）和卷组（VG）进行创建、删除、调整大小等操作。LVM上的文件系统也需要重新调整大小，某些文件系统也支持这样的在线操作。
• 无需重新启动服务，就可以将服务中用到的逻辑卷（LV）在线（online）/动态（live）迁移至别的硬盘上。

从零开始，给/home分配最大磁盘空间

linux系统安装过程省略，现在的场景是系统按最小模式安装，物理硬盘有大量空间未被格式化，目前拟将硬盘剩余空间分配给/home目录。

前期准备：
0.1 磁盘分区情况：
fdisk -l

0.1 磁盘空间使用情况：
df -h

如果2种情况的磁盘容量不相等，则说明有磁盘未使用。可以继续后续操作

1. 新增分区
fdisk /dev/sda
c
p
n
p
3
w

2.partprobe(or reboot)

3. 查看逻辑卷
vgdisplay

fdisk -l

4. 创建逻辑卷组
vgcreate vg_zy /dev/sda4

vgcreate -s 32M VolGroup01 /dev/sdb1

vgcreate创建卷组：
格式：vgcreate [-s  <8M|16M|...>] vg0 /dev/sdb{1,2,3...}
                -s：指定扩展块（PE）的大小，默认为4MB；（相当与磁盘上的簇，扩展逻辑卷的基本单位。后面的值可以是8M 16M 32M 64M .....最多65532个扩展块。
                vg0：新创建的卷组的名字。
                /dev/sdb{1,2,3...}：需要的物理卷可以写多个；

5. 创建逻辑卷
vgs 

lvcreate -L800g -n home vg_zy

6. 建立文件系统
mkfs -t ext4 /dev/vg_zy/home

7. 查看/home目录挂载点  df -h /home

8. 挂载存储
mount /dev/vg_zy/home /home

9. 修改fstab配置文件实现自动挂载
df -h /home 查看
vim /etc/fstab

/dev/mapper/vg_zy-home  /home  ext4  defaults  1  2

第五列是dump备份设置。

当其值设置为1时，将允许dump备份程序备份；设置为0时，忽略备份操作；

第六列是fsck磁盘检查设置。

其值是一个顺序。当其值为0时，永远不检查；而 / 根目录分区永远都为1。其它分区从2开始，数字越小越先检查，如果两个分区的数字相同，则同时检查。

将新增硬盘空间扩容给/ddhome

在此示例中，/ddhome目录也是新建的目录。

1.==不重启显示新增的磁盘信息==
ls /sys/class/scsi_host/
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

查看卷组：vgs

显示逻辑卷：lvs

查看物理卷信息： pvdisplay

df -T  #查看分区格式

2.将新增的磁盘(硬件)添加到卷组
#vgextend centos /dev/sdb
vgextend vgname /dev/sdc

3.新建逻辑卷：在卷组centos创建名为"/dev/mapper/centos-ddhome"的逻辑卷
lvcreate -L 1300G -n ddhome centos

4.格式化逻辑卷
mke2fs -t ext4 /dev/mapper/centos-ddhome

5.挂载目录
rm -rf /ddhome && mkdir /ddhome
mount /dev/mapper/centos-ddhome /ddhome

df -h

逻辑卷扩容

1.不重启显示新增的磁盘信息
ls /sys/class/scsi_host/
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host1/scan
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host2/scan

fdisk -l 查看新增磁盘是否已经显示

2.将新增的磁盘添加到卷组
vgextend vg_ddz /dev/sdc

3.新增500G
lvextend -L +500G /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome
lvextend -l +100%FREE /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome

4.同步文件系统
resize2fs /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome
or
xfs_growfs /dev/mapper/centos-root

• 参考：http://dreamfire.blog.51cto.com/418026/1084729

释放逻辑卷A磁盘空间，分配给逻辑卷B

1.查看正在使用/home的进程
fuser -l /home
ps -ef|grep xxx
kill -9 pid

2.卸载挂载目录
umount /home

3.检查vg_ddz-lv_home文件的错误性
e2fsck -f /dev/mapper/vg_ddz-lv_home

4.调整/home为100G
resize2fs -p /dev/mapper/vg_ddz-lv_home 80G

5.缩减物理边界
lvreduce -L 80G /dev/mapper/vg_ddz-lv_home
输入y

6.重新挂载/home
mount /home

7.查看卷组vg可用空间
vgs

8.新增逻辑卷
lvcreate -L 150G -n lv_ddhome vg_ddz

9.格式化逻辑卷
mke2fs -t ext4 /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome

10.挂载目录
rm -rf /ddhome && mkdir /ddhome
mount /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome /ddhome

11.查看结果
df -h

ext3升级到ext4

umount /ddhome
e2fsck -f /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome #可能要执行2遍
tune2fs -O extents,uninit_bg,dir_index /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome
fsck -pf /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome
mount -t ext4 /dev/mapper/vg_ddz-lv_ddhome /ddhome

总结

通过上面的实践，可以再根据上图，加深对LVM的理解。

参考文献

• Linux 磁盘、分区、挂载和挂载点、逻辑卷管理 (Logical Volume Manager)等

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tips:本文属于自己学习和实践过程的记录，很多图和文字都粘贴自网上文章，没有注明引用请包涵！如有任何问题请留言或邮件通知，我会及时回复。