开发笔记:什么是逻辑卷管理器lvm？lvm设备的管理

基础概念

为什么使用lvm&＃xff1f;
lvm是Linux系统用于对硬盘分区进行管理的一种机制&＃xff0c;为了解决硬盘设备在创建分区后不易修改分区大小的缺陷。尽管对传统的硬盘分区进行强制扩容或缩容从理论上讲是可行的。但是却可能造成数据的丢失。LVM技术是在硬盘分区和文件系统之间添加了一个逻辑层&＃xff0c;它提供了一个抽象的卷组&＃xff0c;可以把多块硬盘进行卷组合并。这样一来&＃xff0c;用户不必关心物理设备和底层架构和布局&＃xff0c;就可以实现对硬盘分区的动态调整。

• LVM&＃xff08;Logical Volume Manager&＃xff09;逻辑卷管理器&＃xff1a;
  是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制&＃xff0c;可以动态调整磁盘容量&＃xff0c;提高磁盘管理灵活性。本质上是一个虚拟设备驱动&＃xff0c;是在内核中块设备和物理设备之间添加的一个新的抽象层次。但是/boot分区必须独立出来&＃xff0c;不能基于LVM创建。
• PV&＃xff08;Physical Volume&＃xff09;物理卷&＃xff1a;
  是LVM机制的基本存储设备&＃xff0c;处于LVM中的最底层&＃xff0c;通常对应一个普通分区或是整个硬盘。创建物理卷时&＃xff0c;会在分区或磁盘头部创建一个用于记录LVM属性的保留区块&＃xff0c;并把存储空间分割成默认大小为4MB的基本单元&＃xff08;Physical Extend&＃xff0c;PE&＃xff09;&＃xff0c;从而构成物理卷。
• VG&＃xff08;Volume Group&＃xff09;卷组&＃xff1a;
  卷组建立在物理卷之上&＃xff0c;是由一个或多个物理卷组成的一个整体。一个LVM系统中可以只有一个卷组&＃xff0c;也可以包含多个卷组。可以动态添加、移除物理卷&＃xff0c;创建时可以指定PE大小。
• LV&＃xff08;Logical Volume&＃xff09;逻辑卷&＃xff1a;
  建立在卷组之上&＃xff0c;与物理卷没有直接关系。格式化后&＃xff0c;即可挂载使用。它是最终用户使用的逻辑设备。逻辑卷创建之后&＃xff0c;其大小可以伸缩。
• PE&＃xff08;Physical Extents&＃xff09;物理扩展块&＃xff1a;
  PE是LVM最小的存储单位&＃xff0c;一般为4MB大小&＃xff0c;它是构成VG的基本单位&＃xff0c;PE的大小是可以指定的。但PE的大小一旦确定将不能改变&＃xff0c;同一个卷组中的所有的物理卷的PE的大小是固定的。
• LE&＃xff08;logical extent&＃xff09;逻辑块&＃xff1a;
  逻辑块是逻辑卷中可用于分配的最小存储单元&＃xff0c;逻辑块的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理块的大小&＃xff08;PE和LE的大小是相同的&＃xff09;。一个LV由多个固定大小的LE组成。

简单点说&＃xff1a;我们硬盘的分区安装上lvm软件后变成物理卷pv&＃xff0c;pe设定了物理卷pv最小存储单元&＃xff0c;物理卷pv捆绑到一起叫vg卷组&＃xff0c;vg卷组里再划分出来一个设备&＃xff0c;设备叫lv逻辑卷&＃xff0c;格式化后即可挂载使用。lv逻辑卷没有了从vg卷组里取&＃xff0c;vg卷组没有了再划分物理磁盘添加&＃xff0c;这样保证了lv空间永远是充足的。

图源&＃xff1a;什么是lvm

lvm设备的建立

第一步&＃xff1a;建立物理分区并设定分区type为lvm
fdisk /dev/sda&＃xff0c;输入n建立分区

输入t更改分区类型&＃xff0c;然后wq退出保存。最后udevadm settle&＃xff0c;同步分区表

第二步&＃xff1a;创建pv
pvcreate /dev/sda1

第三步&＃xff1a;创建vg
vgcreate lcukyvg -s 2M /dev/sda1 &＃xff0c;-s设定最大存储单元pe大小为2M&＃xff0c;存储单元越小&＃xff0c;划分精度越高&＃xff0c;读取速度越慢&＃xff0c;最小128KB
vgdisplay查看vg

第四步&＃xff1a;创建lvm
lvcreate -L 100M -n luckylv0 luckyvg &＃xff0c;-L指定大小 -n指定名称

第五步&＃xff1a;格式化
mkfs.xfs /dev/luckyvg/luckylv0

第六步&＃xff1a;挂载
mount /dev/luckyvg/luckylv0 /lucky

最终结果&＃xff1a;

xfs文件系统下的lvm扩容&＃xff08;不支持缩容&＃xff09;

1. 当vg中的容量充足&＃xff0c;lv的不够了

第一步&＃xff1a;拉伸lv
&＃96;lvextend -L 200M /dev/mapper/luckyvg/luckylv0&＃96;
##拉伸设备到200M


第二步&＃xff1a;拉伸文件系统&＃xff1a;
xfs_growfs /lucky/
或者
xfs_growfs /dev/luckyvg/luckylv0
##拉伸文件系统&＃xff0c;可以用设备或挂载点

2. 当vg中的容量不足时&＃xff0c;添加pv

第一步~第二步见上面lvm设备的建立&＃xff1a;划分分区并创建pv

第三步&＃xff1a;对容量不够的vg扩容
vgextend luckyvg /dev/sda2
##将pv物理卷sda2加入到vg卷组中

第四步&＃xff1a;拉伸lv
lvextend -L 1500M /dev/mapper/luckyvg/luckylv0
第五步&＃xff1a;拉伸文件系统&＃xff1a;
xfs_growfs /lucky/
##刷新文件系统

EXT4文件系统下的lvm扩容和缩容

扩容

第一步&＃xff1a;在上文创建好lvm设备的基础上&＃xff0c;卸载并格式化为EXT4文件系统然后再挂载回去

第二步&＃xff1a;拉伸lv和文件系统
lvextend -L 1800M /dev/luckyvg/luckylv0
##拉伸lv到1800M
resize2fs /dev/mapper/westosvg-westoslv
##刷新文件系统

缩容

第一步&＃xff1a;在上文创建好lvm设备的基础上&＃xff0c;卸载并检测设备上有多大的数据e2fsck -f /dev/luckyvg/luckylv0

第二步&＃xff1a;缩减文件设备并挂载
resize2fs /dev/luckyvg/luckylv0 500M
##缩到500M

第三步&＃xff1a;缩减lv
lvreduce -L 500M /dev/luckyvg/luckylv0

第四步&＃xff1a;把vg里闲置的pv移走
pvs查看/dev/sda2是空的&＃xff0c;可以把这块移走

vgreduce luckyvg /dev/sda2
##减掉vg
pvremove /dev/sda2
##移走pv的sda2

如果想移走的pv是有数据的&＃xff0c;可以先把数据移动到其他的pv分区里&＃xff0c;再减掉vg&＃xff0c;移走不要的pv设备
pvmove /dev/sda1 /dev/sda2
##1的数据移到2里

给lvm设备拍快照

拍快照的目的是在快照上进行操作&＃xff0c;不会对原始设备造成损害&＃xff01;
拍快照命令&＃xff1a;
lvcreate -L 50M -n luckylv0-backup -s /dev/luckyvg/luckylv0
##L存储更改内容的大小
##快照在/dev/luckyvg/目录下
测试&＃xff1a;
第一步&＃xff1a;挂载原始lv设备&＃xff0c;并进入挂载点创建一些文件&＃xff0c;然后卸载

第二步&＃xff1a;拍快照&＃xff08;lvs可以查看到&＃xff09;&＃xff0c;然后挂载luckylv0-backup这块设备&＃xff08;拍的快照&＃xff09;到之前我们创建文件的目录&＃xff01;&＃xff01;&＃xff01;进入挂载点删掉创建的文件&＃xff0c;然后卸载。
##这样我们的操作就是在快照上进行&＃xff0c;不会对原始设备造成损害&＃xff01;

第三步&＃xff1a;去掉我们快照的设备lvremove /dev/luckyvg/luckylv0-backup&＃xff0c;然后重新对原始硬盘拍快照&＃xff0c;然后重新挂载快照设备查看我们之前的文件还在&＃xff0c;说明我们的原始设备没有数据没有被删除&＃xff0c;测试成功&＃xff01;

删掉lvm设备

lvm删除&＃xff1a;
umount /dev/luckyvg/luckylv0 #如果有快照还挂载着记得也卸载了
lvremove /dev/luckyvg/luckylv0
vgremove /dev/luckyvg
pvremove /dev/sda2 --force --force #有数据的情况下要加--force --force&＃xff0c;强制清空
最后dd if&＃61;/dev/zero of&＃61;/dev/sda bs&＃61;1M count&＃61;5覆盖原数据&＃xff0c;就是全新的设备了&＃xff01;