逻辑卷管理器（LVM）

Posted 2020-08-06

逻辑卷管理器（LVM）

     逻辑卷在生产环境中有些企业里会用到，但有些企业呢觉得逻辑卷，他是一个逻辑上的软件的东西。他是建立在硬件分区，或者硬盘之上的软件的管理方式，所以觉得他，要是数据放在上面，数据损坏了，或者系统出故障了，我们恢复数据是比较难得。他不像分区，分区很简单，像有些数据中心的数据恢复工具，拿过来就可以直接恢复。但是逻辑卷是更上层的一个，就想RAID一样，我的数据分布的位置，我自己也不知道，不像磁盘分区，我的数据放在哪个分区里，就放在哪个分区里。而RAID我们都知道，他的数据可能分布在好几个成员里面。所以将来出故障，我要恢复的话，我的东找一块，西找一块，我的把他凑起来。所以这个难度就比较大，所以逻辑卷也有这样的隐患。但逻辑卷突出的优势就是，我们有逻辑卷，组织磁盘空间，他跟RAID类似，他把好几个硬盘或者分区，逻辑的组织在一起，组合在一块，我们在用的时候就感觉这是一块硬盘。这样的话，无形中磁盘容量就变大。

     比如说我们前面讲的，ext4,或者说MBR的分区，最多分多大啊？

是不是2T，那如果说，我的一个文件就是很大，4T，MBR分不了，那怎么办？

那么这时我们就用逻辑卷，逻辑卷他可以把好几个分区组合在一块用。成了一个了，那是不是就可以突破2T的容量了？这时容量变大，这时逻辑捐的一个优点。另外我把逻辑卷组合在一起后，将来如果数据空间仍然不够，那我还可以扩展。怎么变大？买硬盘，把硬盘插上，加入到逻辑卷里面。把硬盘的容量加进去了，整的逻辑卷的容量就变大了。

     当然我感觉这个硬盘没用了，把他一移走也可以。容量就缩减了，所以逻辑卷的容量可以增加，也可以缩减。他不像分区，分完了就固定下来了。这是他的突出优势。

说了半天，总结一下，逻辑卷其实就是有两个优点。

第一：逻辑卷可以讲多个硬盘逻辑上建立一个硬盘使用。

第二：逻辑卷的容量可以增加也可以缩减，是动态的。

下面咱们看逻辑卷是怎么实现的：

逻辑卷他的实现方式，需要三大步：

                           

那么我们结合图分步实现。

第一步：

先把我们的硬盘或者分区，变成物理卷，名称为physical volumes

(注意：这里做物理卷，可以用硬盘，也可以用分区，就像我们前面做RAID一样。RAID不就是拿整块硬盘做也行，用一个分区做也行。)

我们这可以拿硬盘也可以拿分区，那么第一步，先把硬盘或者分区先变成物理卷，名称为physical volumes

用pv命令，先把普通的硬件，变成物理卷。

命令：

#pvcreate /dev/DEVICE

/dev/DEVICE      //物理卷的名字，和原来的物理设备的名字是一样的，没什么变化。

第二步：

我们将物理卷，再加入到卷组中：

卷组名称： volume group

     那么加入到卷组后，我们结合上图发现，图已经发生变化了，原来是四个成员，现在成了一个了。那么这时候就相当于，我们把物理上的多块硬盘或者分区，逻辑的放在了一个大硬盘一样，这个卷组他有自己的名字，这时候我们就把这个卷组理解成一个硬盘。他的大小，就是好几个硬盘的总和，那卷组就相当于硬盘，这时候我们就可以这样理解了，那有硬盘了，那硬盘是不是通常要分区啊？那么我们在大的卷组里面再分成小的，当然我们不把这些小的叫分区了，我们称之为，逻辑卷。

逻辑卷名称： logical volumes

     逻辑卷，就是从卷组中取出的一部分空间。他的空间是来自于卷组的。我可以在卷组里分若干个逻辑卷，当然我也可以只分一个，把所有的卷组空间全部占光，这也没问题。

     那么逻辑卷的空间是来自于卷组，而卷组的空间是来自于真正的物理成员。所以我们如果说某个逻辑卷的空间不够了，我就从卷组中要空间。卷组中只要有剩余的空间，我就可以扩展，当然卷组空间如果不够了，那我就在增加新硬盘。这样卷组的空间就大了，卷组有空间了，我就可以扩展逻辑卷。

     那么对应的命令就是：

pvcreate   //创建物理卷

vgcreate   //创建卷组

lvcreate   //创建逻辑卷

物理卷是用固定大小的物理区域（PhysicalExtent ，PE ）来定义的。

其中这里面有一个概念需要我知道，叫:PE （Physical Extent）即，物理的扩展，那这个是什么意思呢？这个就是在我们扩展的时候，或者缩减的时候，系统会自动的以整个PE整数倍进行扩展。而PE的大小是可以指定的。可以很大，也可以很小，比方说我给指定32M，一下子给我分配32M他是一个PE.一个PE为单位分配的。

所以逻辑卷的大小，应该是PE的整数倍。增大或缩小都是安装PE的整数倍来进行的。

 

 

 

逻辑卷（LVM）的操作

我先看一下我的硬盘

lsblk

 

我拿硬盘或者分区都可以做。

我先把前面的sda整理一下

我发现，在fdisk管理磁盘的交互式界面中显示的分区数，跟lsblk看到的分区数不一样，那这我们就知道这是不同步导致的，那么我们同步一下。

#partx -d --nr 7-8 /dev/sda

这样就同步了。

我们再看看b硬盘，

发现也不同步，那我们执行一样的命令同步一下。c盘也是，因为b,c硬盘都是一个

这样我们就把环境整理好了，接下来我们开始试验一下创建逻辑卷

我们那sda的一个分区，以及拿sdb的整个硬盘，即一个分区，一个硬盘。来做物理卷。

我先拿一个分区来做物理卷，那我现在sda上先分一个分区，

分完区后，这里也要注意，他也存在改ID的问题。在创建逻辑卷的时候，我们在进行第一步创建物理卷的时候，只要是分区，就要改ID，要是整块硬盘就不用改了。

因为我们这里是操作分区，所以改id，我们要记住，逻辑卷的id是8e

操作如下，

保存退出。

我们执行lsblk看一下分区表是否同步，不同步，因为这里是加分区，所以我们执行

#part -a /dev/sda      //这一步很关键，因为不让内核识别他，那就不能进行常见物理卷。

发现同步了。

那接下来我把b硬盘直接拿过来用了，因为是硬盘，他就不存在，-t 跟改id的问题了。

第一步：

把物理的设备变成物理卷。所以用pvcreate,我们在执行创建物理卷之前，我们先用pvs来查看一下，当前系统中是否有了而存在的物理卷。

表示一个都没有。

我们还可以用pvdisplay看的更详细，

这也表示一个也没有。

接下来我们创建物理卷。

创建成功。

接下来我们再用pvs来查看

或者用pvdisplay来查看

我们从中可以看到，VG name 是空的，是因为我还没有创建卷组，没用将他们加入到卷组里面。

并且我们还可以看到有一个PE Size 是0，这就是我们说的物理的区域，在我们创建卷组的时候可以指定大小。在光创建PV的时候是没有的。

第二步：

我们把物理卷加到卷组里，加到卷组实际上就是创建卷组的名字。

在创建之前，同样我们看看有没有卷组，vgs ,或者 vgdisplay

空的，表示目前还没有卷组。

接下来，创建卷组，vgcreate 创建卷组，是不是要起名啊，那叫什么名字呢？例如叫vg0，这名字由我个人指定的，叫什么都行。然后我当然要指定成员啊，这个卷组里面是谁在啊，则 /sd{a7,b},这个时候把这两个成员加到vg0里面。也就意味着vg0创建出来了。

综合上述分析，我们可以

创建出来以后，我们vgs查看一下

可以看到，有两个PV,里面没有逻辑卷，总共大小为25G.

我们在用pvs查看一下，发现两个物理卷已经在vg0里面了

这时候我们用pvdisplay就看的更详细了。显示，他已经加入到vg0里，同时默认制定了PE的大小，这个大小为4M，实际上我们是可以在创建卷组的时候加选项指定PE大小，我刚才没指定。

接下来，我们vgdisplay,可以看到这个VG是可读可写的，还可以看到free pe空闲的PE个数是多少。

alloc PE 分配出去PE多少，是0个。

这时候vg0相当于一个硬盘出来了，这个硬盘里没有分区相当于。接下来我们可以在vg0中选出一个区域来定义逻辑卷了。

在创建逻辑卷之前，lvs 或者lvdisplay 查看逻辑卷，应该都是空的。

第三步：

我们用lvcreate 创建逻辑卷

创建逻辑卷，要指定一个名字，这个随意指定，用选选项-n 指定。比如说叫lv0.然后要指定逻辑卷的大小，用选项-L 为什么要指定大小？卷组总共25G，我从中取多少?所以要指定大小。大小的话有两种单位，小写l和大写L

-l 就是数PE个数

-L 就是直接指定容量

（注意：用 -L指定容量，肯定不是那么准确，因为他必须是4M的整数倍。）

接下来就是指定从哪个卷组中取，在系统中可能有多个卷组。

创建逻辑卷如下：

表示创建成功。

我们再次查看vgdisplay

这时候我们可以查看lvdisplay

我们可以看到逻辑卷的名称为 /dev/vg0/lv0并且上面的LE其实就是PE，read/write表示可读可写。

但是我们要知道，这个设备名不是真正的设备名，他是一个软连接

真正的设备名是dm-0，但是他太难记了，一点意义都没有。我们再创建一个逻辑卷，就叫dm-1,所以我们用软连接/dev/vg0/lv0更方便。

实际上还有一个/dev/mapper/vg0-lv0他也是一个软连接。都可以指定访问这个逻辑卷。

 

这样，逻辑军建好了，就相当于分了区了，所以就可以该格式化了。

我们这时在centOS6上操作的，所以我们格式化xfs是不支持的，所以我们格式化为ext4

#mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0   如下图所示：

分完区后，该挂载挂载：

vim /etc/fstab

我们的挂载设备名最好写UUID，这里我们写设备名称了就。如下图所示：

然后我们创建挂载点目录，进行挂载

挂在上之后，我们就可以使用了，我们可以复制一些文件过去

#cp /etc/* .

 

 

这是正常的创建。

接下来我们看扩展，假设空间不够了，当然现在是够了，现在才是1%嘛

我们假设不够了，总共10个G，我们快写满了，

那我们开扩，但是扩有个前提就是，我们先看看，我们能够扩多少？

也就是说，我们要想扩，那我们应该先看看vg0里面还剩多少空间，没有了，那我们就不能扩了，那我们一看，还剩15个G,那我还能从这15个G中再取出来一些空间，当然我可以在这个vg0里面可以创建多个逻辑卷的，这里我就一个了

那现在我要扩展，就用lvextend

这时候扩展多大，也是有两个单位， -l 和 -L

-l   小写l是表示扩展到多少个PE,

用lvdisplay可以查看到，现在我有2560个PE,用vgdisplay可以查看到还剩下3841个PE

一定注意 -l是扩展到多少个PE

我就可以这样写 lvextend -l 4000 这表示，我由现在的2560扩展到4000，就是从3841里面再取 4000-3841个PE，当然我们还可以这样写， lvextend -l +1440 或者我还可以这样写， lvextend -L20G 这表示直接到20G，或者还可以写 lvextend-L +10G

然后就是指定对谁增加， lvextend -L +10G /dev/vg0/lv0

表示成功加上10G。

我们查看一下是否添加成功

说明成功。

但是我们在查看逻辑卷时，发现还是10G，

这是因为df看的不是空间的东西，是看的文件系统的大小，什么是文件系统？就是ext4格式化的，我原来逻辑卷的10G是被格式化的，现在加上的10G，还没有格式化，也就是说上面还没有文件系统，所以要同步文件系统，把文件系统同步过去，我们才能用df看，

执行命令：

#resize2fs /dev/vg0/lv0

就是同步文件系统，注意这个命令只能同步ext系列的文件系统，

同步完了么再查看一下，显示成功了。

这就是扩展文件系统。

我们发现，我们在扩展的时候，一直没有取消挂载，所以用户的使用是不受影响的吧，所以他的扩展是在线扩展。

 

 

假设卷组没空间了，我们就加硬盘，先扩展卷组，再扩展逻辑卷。

这里我看到我有一个c盘，我直接将c盘加进去。

那么加硬盘怎么加?

首先我们把C盘变成物理卷，然后加入到卷组中。

这里先创建物理卷成功

然后我们要知道，我们现在创建的这个物理卷他不属于任何一个卷组，

可以用pvdisplay来查看

那这时我们将其加入到vg0卷组就行

使用命令：

#vgextend vg0 /dev/sdc

现在添加成功。

我们看到卷组的容量又变大了，这样逻辑卷再扩就很轻松。

逻辑卷最大的优势就是，扩展的时候非常方便。

逻辑卷要想扩展，前提是，卷组中有剩余的空间，卷组中如果没有剩余的空间，则逻辑卷就无法动态扩建，而且也可以也可以将卷组进行扩充，卷组加硬盘，或加分区都可以。

我们可以先用命令df查看一下分区的挂在情况。可以看到，我们的挂载中已经有一个逻辑卷了。

用命令lvs查看一下，看到我们的逻辑卷为10G大小，名称为lv0

我们用命令lvdisplay查看，会显示更多的详细信息：

我们还利用ll别名的命令查看到逻辑卷的名称有两个，并且都是软连接：

我们用df -h 命令可以看到，挂载分区的信息：

用vgs命令查看：卷组的信息：可以看到，我这个卷组剩余空间为35G，所以我们的逻辑卷还可以扩展。

如果想将vg0这个卷组中所有的空间全部加入到lv0这个逻辑卷中，那我们怎样扩？

我们还想用lvextend -L +35G /dev/vg0/lv0其实这样是不准确的，因为我们这样增加，或者缩减都是加或减PE的整数倍，而PE默认大小是4M，所以我们这样指定的话，肯定是不准确的。

这时我们应该用，-l +#%FREE 即按照剩余的百分比来加，是最精确的。

这里我们将剩余的所有空间都加入到，lv0中，所以我们应该这样写

#lvextend -l +100%FREE/dev/vg0/lv0

然后再进行文件系统同步

#resize2fs /dev/vg0/lv0

综合上面的两条命令，我们可以写成一条命令：

#lvextend -r -l +100%FREE /dev/vg0/lv0

我们现在再查看一下vg信息，和lv信息：

 

下面我们来看磁盘的缩减：

我们用df命令来查看当前的逻辑卷的挂载情况：

发现有一个逻辑卷。大小是45G,那我们现在不想让lv0这个逻辑卷用这么大的空间，我想在vg0这个卷组中在创建一个逻辑卷，但是现在vg0所有空间都被lv0占用着，所以这是就用到了

缩减逻辑卷：

缩减逻辑卷，不能在线缩减，所以必须先将逻辑卷卸载，所以我们看到逻辑卷的缩减，会影响客户的使用。

用lvs或者lvdisplay查看一下lv0这个逻辑卷的组成等信息：

用pvs来查看物理卷在那些卷组中。

接下来，我们开始缩减逻辑卷。

步骤，分为五步，并且顺序一定不能错，不然会引起文件系统损坏，数据丢失。

缩减逻辑卷：

# umount  /dev/VG_NAME/LV_NAME

# e2fsck  -f   /dev/VG_NAME/LV_NAME

# resize2fs/dev/VG_NAME/LV_NAME  #[mMgGtT]

# lvreduce  -L  [-]#[mMgGtT]  /dev/VG_NAME/LV_NAME

# mount -a

第一步：卸载逻辑卷

umount /dev/vg0/lv0

第二步，文件系统加测

e2fsck -f /dev/vg0/lv0

第三步：缩减文件系统：

resize2fs /dev/vg0/lv0 10G

第四步：缩减逻辑卷

lvreduce -L 10G /dev/vg0/lv0

第五步：重新挂载逻辑卷

mount -a

-a ：自动挂载所有支持自动挂载的设备( 定义在了/etc/fstab

文件中，且挂载选项中有auto 功能)

然后我们执行一下vgdiplay看一下卷组vg0是否又恢复了，空闲空间35G，发现逻辑卷缩减成功。

 

 

再一个知识点，、

删除卷组的成员，即删除PV，或者说我们创建好逻辑卷后，突然感觉组成逻辑卷的硬盘有点小了，我想换掉小的硬盘，换成一个大硬盘。

那我们面临的问题就是，现在硬盘已经被做成了物理卷，那么我就需要将物理卷，那我们就要在不破坏卷组或者逻辑卷的情况下删除，这么这时候我们就应该想到，如果我们想要删掉的物理卷上正好存着数据，没存的直接用命令

#vgreduce vg0 /dev/sd*

但是现在我们想删除的硬盘所做的PV上存有数据，那么我们就需要先将数据移走，然后再删，比如说如下所示：

我们创建的卷组中，在我们要更换硬盘/dev/sdb这块硬盘上的PV中存有数据。那么我们这时就先将数据移走，至于移动到什么地方，我不管。这是因为，我们总的卷组很大，就像这个vg0是45G，但是我们现在里面有一个10G的lv0的逻辑卷，其实这个逻辑卷就是分配给用户使用的，那么我们在扩展也好，缩减也好我们的卷组，但是我们前提时保证我们分配出去的逻辑卷大小不变。

#pvmove /dev/sdb

那这个命令就是将存有数据的PE移走，注意这里移走的是空间。

腾出/sdb上的PE，不用了，全部搬走，但是要搬，前提是，这同一个卷组中，别的PE要够，我们再次查看

我们发现，sdb没有数据了，数据被搬到了sdc上这里是搬空间，不是搬数据。虽然没有数据了，但是sdb还是在卷组中，

这样我们就可以删除sdb山的pv，删除pv就代表恢复了sdb是一块硬盘。再删除之前，我们应该先将vg0卷组上的sdb的pv删除，这样sdv上的pv就不影响卷组了，然后我们再删除pv

 

#vgreduce vg0 /dev/sdb

这时候发现sdb不属于卷组了。

我们再删除卷组sdv上的pv，上sdb恢复为一个硬盘：

#pvremove /dev/sdb   并查看一下，sdb已经是一块普通硬盘了，之后我们就可以将其移除，换成更大的硬盘，然后再该做pv，卷组，等等。

 

综合上述操作，做个总结：

我们要从逻辑卷中恢复一个硬盘或者分区，要经过三步：

第一步：

转移PE

pvmove /sdb#

第二步：

从卷组中移除，使其成为一个独立的PV

vgreduce vg0 /sdb#

第三步：

将其恢复成普通的硬盘或者分区：

pvremove /sdb#

 

 

 

 

各种命令的总结：

显示pv 信息

pvs ：简要pv 信息显示

pvdisplay

  创建pv

pvcreate /dev/DEVICE

  显示卷组

vgs

vgdisplay

  创建卷组

vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]]VolumeGroupName

PhysicalDevicePath[PhysicalDevicePath...]

  管理卷组

vgextend VolumeGroupNamePhysicalDevicePath

[PhysicalDevicePath...]

vgreduce VolumeGroupNamePhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...] //就是将卷组中某个物理卷移除

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