LVM逻辑卷管理

Posted 2020-11-23

1. 什么是LVM？

LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）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。
2.为什么要使用LVM？
在日常工作或者学习中，随着电脑的不断被使用，我们的磁盘空间可能会越来越小，这时候，我们不能直接更换大硬盘，因为硬盘有价，数据无价，这时候我们就可以使用LVM，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,和硬件相关的存储设置被其隐藏,你能不用停止应用或卸载文件系统来调整卷大小或数据迁移.这样能减少操作成本，LVM最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的，而且不会丢失现有的数据。如果我们新增加了硬盘，其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为一个动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性。
3.LVM工作机制？
LVM就是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取，而在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。
4.几个专业名词
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)

*实战案例一: LVM的制作***

0). 打开一个Shell监控设备信息
watch -n 1 ‘pvs; echo =====; vgs; echo ======; lvs‘

1). 创建三个物理分区并把分区id修改为8e
2). 创建物理卷
pvcreate /dev/vdb{1..3}

3). 创建物理卷组
vgcreate hhh /dev/vdb{1..3}

4). 创建逻辑卷
在物理卷组中提取一部分空间， 生成逻辑卷lv0。 -L指定逻辑卷的大小， -n指定逻辑卷的名称
lvcreate -n lv0 -L 1.5G ii

逻辑卷创建成功之后， 会产生一个虚拟设备文件；
[root@server0 ~]# ll /dev/mapper/hhh-ii
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Nov 8 20:38 /dev/mapper/hhh-ii -> ../dm-0
[root@server0 ~]# ll /dev/hhh/ii
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Nov 8 20:38 /dev/hhh/ii -> ../dm-0

***实战案例二: 逻辑卷的应用 ****

1). 格式化逻辑卷设备
mkfs.ext4 /dev/westos/lv0

2). 挂载设备到文件系统上
mkdir /lvm
mount /dev/westos/lv0 /lvm/

3). 编辑开机自动挂载
mount | tail -1
vim /etc/fstab
"""
/dev/mapper/westos-lv0 /lvm ext4 defaults 0 0
"""

*实战案例三: ext格式逻辑卷的拉伸与缩减*****

LVM的强大之处在于可以支持在线扩容（拉伸）, 但不支持在线缩减。ext2/ext3/ext4文件系统的调整命令是resize2fs（增大和减小都支持）
常用命令:lvextend、resize2fs
3.1 拉伸逻辑卷
目标: 将逻辑卷拉伸到1.8G如何实现?

1). 确定卷组是否有足够的空间可以拉伸?
vgs
2). 逻辑卷拉伸命令
lvextend -L 1.8G /dev/westos/lv0
lvextend -L +300M /dev/westos/lv0

3). 查看拉伸后的空间大小
lvs # 查看逻辑卷设备的大小是否拉伸成功
df -h # 查看文件系统的大小是否拉伸成功

4). 更新文件系统
resize2fs /dev/westos/lv0

5). 查看更新后的文件系统
df -h

3.2 拉伸物理卷组
目标: 将逻辑卷拉伸到3.5G如何实现?

0). 确定卷组是否有足够的空间可以拉伸?
vgs

1). 创建一个物理卷
pvcreate /dev/vdb5

2). 将新的物理卷添加/拉伸到物理卷组中
vgextend westos /dev/vdb5

3). 查看拉伸后的物理卷组大小
vgs

4). 拉伸逻辑卷，执行3.1实验的内容
lvextend -L 3.5G /dev/westos/lv0
df -h
resize2fs /dev/westos/lv0
df -h
man resize2fs

3.3 缩小逻辑卷
1). 卸载正在挂载的逻辑卷
umount /lvm

2). 对文件系统进行校验
e2fsck -fv /dev/westos/lv0

3). 缩小文件系统到1G
resize2fs /dev/westos/lv0 1G

4). 缩小逻辑卷
lvreduce -L 1G /dev/westos/lv0

重新挂载设备， 查看缩减是否生效?

5). 查看卷组中是否有空闲的分区?如果有，则移除空闲分区。
vgreduce westos /dev/vdb{3,5}
pvremove /dev/vdb{3,5}

*实战案例四: xfs格式逻辑卷的拉伸(不能缩减)*****

目标: 将逻辑卷拉伸到1.8G如何实现?

1). 确定卷组是否有足够的空间可以拉伸?
vgs
2). 逻辑卷拉伸命令
lvextend -L 1.8G /dev/westos/lv0
lvextend -L +300M /dev/westos/lv0

3). 查看拉伸后的空间大小
lvs # 查看逻辑卷设备的大小是否拉伸成功
df -h # 查看文件系统的大小是否拉伸成功

4). 更新文件系统
xfs_growfs /dev/westos/lv0

5). 查看更新后的文件系统
df -h