LVM逻辑分区的优缺点与步骤

Posted 2020-11-23 larry-luo

一、LVM简介

1. 什么是LVM？

LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写

2. 为什么使用LVM?

LVM通常用于装备大量磁盘的系统，但它同样适于仅有一、两块硬盘的小系统。
-----小系统使用LVM的益处：传统的文件系统：一个文件系统对应一个分区，直观，但不易改变，不同的分区相对独立，无相互联系，各分区空间常常利用不平衡，空间不能充分利用。当一个文件系统／分区已满时，无法对其扩充，只能采用重新分区／建立文件系统，非常麻烦，或把分区中的数据移到另一个更大的分区中；或采用符号连接的方式使用其它分区的空间。如果要把硬盘上的多个分区合并在一起使用，只能采用再分区的方式，这个过程需要数据的备份与恢复。采用LVM：硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间；文件系统建立在逻辑卷上，而逻辑卷可根据需要改变大小(在卷组容量范围内)以满足要求，可以跨分区。

----大系统使用LVM的益处：在使用很多硬盘的大系统中，使用LVM主要是方便管理、增加了系统的扩展性。用户／用户组的空间建立在LVM上，可以随时按要求增大，或根据使用情况对各逻辑卷进行调整。当系统空间不足而加入新的硬盘时，不必把用户的数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可。同样，使用LVM可以在不停服务的情况下。把用户数据从旧硬盘转移到新硬盘空间中去。
3 优点：可随时按需求改变逻辑卷大小，充分利用硬盘空间。

二、LVM原理
传统文件系统，比如这个盘只有300G，那么建立在这个300G上面的文件系统最多只能用到300G，但是有了LVM这个功能后，我们建立文件系统的盘就不是建立在物理盘上，而是建立在一个叫LV逻辑卷上面，这个卷是一个逻辑概念不是物理盘，空间可能大于一个物理盘，也可能小于一个物理盘。而且这个LV逻辑卷的空间可以扩展和缩小，这样就给上层的文件系统提供了更好的支持。
需要理解的几个概念：
PV（Physical Volume）：物理空间的意思，其实就是指一个分区（如/dev/sdb1 ）或者是一个盘（如/dev/sdb）
VG（Volume Group）：相当于一个Pool，由多个PV组成的pool
LV（Logical Volume）：用来建立一个文件系统的空间，这个空间来源于VG，大小随意，可以扩展。(比如/dev/mapper/rhel-root这个目录其实是一个文件系统挂载点，这个点就是承载在一个LV上，这个文件系统的大小就是这个LV的大小。 )
原理图：

 

三、LVM实验

1）创建PV，VG，LV的指令

创建物理卷
pvcreate /dev/vdb1            ##创建物理卷/dev/vdb1
创建物理卷组
vgcreate vg0 /dev/vdb1        ##创建物理卷组vg0
创建逻辑卷
lvcreate -L 300M -n lv0 vg0   ##在vg0卷组上创建名为lv0，大小为300M的逻辑卷
                        （-L指定创建的LV大小，-l指定创建的LV的PE数量，-n是LV的名字）

2）创建一个逻辑卷（操作展示）

[root@localhost ~]# fdisk /dev/vda

 

将分区类型改为LVM：

 

创建步骤：
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/vdb1 ##创建物理卷
[root@localhost ~]# vgcreate vgbox /dev/vdb1

[root@localhost ~]# lvcreate -L 499G -n lgbox vgbox   ##在卷组vgbox上创建名为lgbox，大小为499G的逻辑卷

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/vgbox/lgbox ##格式化逻辑卷并改系统格式为ext4
[root@localhost ~]# mount  /dev/vgbox/lgbox /data       ##挂载【linux下的文件系统需要被挂载后才能使用】

[root@localhost ~]# vim   /etc/fstab    #添加对应的挂载信息

/dev/vgbox/lgbox  /data  ext4 defaults 0 0 

[root@localhost ~]#  mount  -a    #加载挂载点，然后df  -h即可看到挂载信息了

[root@localhost ~]# df -h

 

监控命令： watch -n 1 ‘pvs;echo ===;vgs;echo ===;lvs;echo ===;df -h /data/’

 

3）扩容

a）xfs系统中的扩容：
情况一：vg足够扩展

[root@localhost ~]# lvextend -L 500M /dev/vg0/lv0   ##扩展逻辑卷空间到500M
[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/vg0/lv0 ##扩展文件系统
1
2
情况二：vg不够拉伸，得先扩大设备再扩大系统

扩大设备：

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/vdb2 ##创建物理卷/dev/vdb2
[root@localhost ~]# vgextend vg0 /dev/vdb2 ##将新的物理卷vdb2添加到现有的卷组vg0

扩展逻辑卷

[root@localhost ~]# lvextend -L 1500M /dev/vg0/lv0 ##增加逻辑卷空间到1500M
[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/vg0/lv0

b）ext4系统的扩容

[root@localhost ~]# umount /mnt ##先卸载
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0 ##格式化逻辑卷 ，并改系统为ext4
[root@localhost ~]# mount /dev/vg0/lv0 /mnt/ ##挂载
[root@localhost ~]# lvextend -L 1800M /dev/vg0/lv0 ##增加逻辑卷空间
Extending logical volume lv0 to 1.76 GiB Logical volume lv0 successfully resized
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0 ##更新逻辑卷信息

4）缩减逻辑卷空间

[root@localhost ~]# umount /mnt ##先卸载
[root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/vg0/lv0 ##扫描逻辑卷上的空余空间
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0 1000M ##设备文件减少到1000M
[root@localhost ~]# lvreduce -L 1000M /dev/vg0/lv0 ##将逻辑卷减少到1000M
[root@localhost ~]# mount /dev/vg0/lv0 /mnt ##挂载

5）缩减vg：（迁移到闲置设备）

[root@localhost ~]# pvmove /dev/vdb1 /dev/vdb2 ##将vdb1的空间数据转移到vdb2
/dev/vdb1: Moved: 88.0%
/dev/vdb1: Moved: 100.0% ##转移数据成功
[root@localhost ~]# vgreduce vg0 /dev/vdb1 ##将/dev/vdb1分区从vg0卷组中移除
Removed "/dev/vdb1" from volume group "vg0"
[root@localhost ~]# pvremove /dev/vdb1 ##把/dev/vdb1分区从系统中删除
Labels on physical volume "/dev/vdb1" successfully wiped

注意：将vdb1的空间数据转移到vdb2时，要确保vdb2的足够的空间能将vdb1的数据转移，否则需要先将vdb1缩减。
6）LVM快照创建

[root@localhost ~]# touch /mnt/file{1..5}
[root@localhost ~]# lvcreate -L 50M -n lv0backup -s /dev/vg0/lv0 ##建立一个50M的快照
[root@localhost ~]# mount /dev/vg0/lv0backup /mnt ##挂载快照
[root@localhost ~]# cd /mnt
[root@localhost mnt]# ls
[root@localhost mnt]# rm -fr * ##删除所有文件
[root@localhost mnt]# cd
[root@localhost ~]# umount /mnt
[root@localhost ~]# lvremove /dev/vg0/lv0backup ##删除快照
[root@localhost ~]# lvcreate -L 50M -n lv0backup -s /dev/vg0/lv0 ##重建快照
[root@localhost ~]# mount /dev/vg0/lv0backup /mnt ##挂载快照
[root@localhost ~]# ls /mnt ##又可以看到之前建立的文件

结论： LVM的快照可以将某一时刻的信息记录到快照区中，因此，可以利用这一特点对数据做完全备份。
7）删除设备

[root@localhost ~]# umount /mnt ##卸载
[root@localhost ~]# df
[root@localhost ~]# lvremove /dev/vg0/lv0backup ##删除快照
[root@localhost ~]# lvremove /dev/vg0/lv0 ##删除逻辑卷
[root@localhost ~]# vgremove vg0 ##删除物理卷组
[root@localhost ~]# pvremove /dev/vdb{1..2} ##删除物理卷

总结
LVM虽然很好用，但是因为在硬件上使用纯软件方式进行管理，所以误删除数据恢复更加困难，LVM缩减分区大小风险较大，并不推荐使用LVM对磁盘分区进行管理。