LVM的吹水堂

简介

    在今天，数据每天大量增多的情况下，服务器经常面临正常使用的分区空间不够的情况，假如还是使用传统分区方式的话，再加一颗新硬盘，然后重新分割、格式化，将原本的数据完整的复制过来， 然后将原本的 partition 卸载重新挂载新的 partition 。啊！好忙碌啊！若是第二次分割却给的容量太多！导致很多磁盘容量被浪费了！ 你想要将这个 partition 缩小时，你又该如何呢？LVM的出现，正是为了解决这些问题。。。

    LVM（全称：Logical Volume Manager 中文名称：逻辑卷管理器），又译为逻辑卷宗管理器、逻辑扇区管理器、逻辑磁盘管理器，是Linux核心所提供的逻辑卷管理（Logical volume management）功能。它在硬盘的硬盘分区之上，又创建一个逻辑层，以方便系统管理硬盘分区系统。最先由IBM开发，在AIX系统上实现，OS/2 操作系统与 HP-UX也支持这个功能。在1998年，Heinz Mauelshagen 根据在 HP-UX 上的逻辑卷管理器，写作出第一个Linux 版本的逻辑卷管理器。

    LVM，它可以零停机前提下可以自由地对文件系统的大小进行调整，可以方便实现文件系统跨越不同磁盘和分区，它的出现可以说解决磁盘管理的很多问题。把它说得这么好，接下来我们就来慢慢了解它，在介绍它怎么使用之前，我们先来了解几个术语。

术语

    1、PM：物理存储介质（physical media）

        这里指系统的存储设备：硬盘，是存储系统最低层的存储单元。

    2、PV：物理卷（physical volume）

        物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与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，却包含有与LVM相关的管理参数（也就是在传统分区上附加了LVM的管理数据）。

    3、PE：（physical extent）

        每一个物理卷被划分为称为PE(PhysicalExtents）的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。

    4、VG：卷组（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。可以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。

    5、LV：逻辑卷（logical volume）

        LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上可以建立文件系统（比如/home或者/usr等）。

    6、LE：（logical extent）

        逻辑卷也被划分为被称为LE(LogicalExtents）的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

结构分析

    首先可以看到，物理卷（PV）被由大小等同的基本单元PE组成，一个卷组由一个或多个物理卷组成。从上图可以明显看到，PE和LE有着一一对应的关系。逻辑卷建立在卷组上。逻辑卷就相当于非LVM系统的磁盘分区，可以在其上创建文件系统。

LVM工作方式     
    下面来看一看LVM到底是怎样工作的。每一个物理卷都被分成几个基本单元，即所谓的PE。PE的大小是可变的，但是必须和其所属卷组的物理卷相同。在每一个物理卷里，每一个PE都有一个惟一的编号。PE是一个物理存储里可以被LVM寻址的最小单元。  

    每一个逻辑卷也被分成一些可被寻址的基本单位，即所谓的LE。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，很显然，LE的大小对于一个卷组中的所有逻辑卷来说都是相同的。

 
    在一个物理卷中，每一个PE都有一个惟一的编号，但是对于逻辑卷这并不一定是必需的。这是因为当这些PE ID号不能使用时，逻辑卷可以由一些物理卷组 成。因此，LE ID号是用于识别LE以及与之相关的特定PE的。正如前面所提到的，LE和PE之间是一一对应的。每一次存储区域被寻址访问或者LE的ID被使用，都会把数据写在物理存储设备之上。 

    你可能会觉得奇怪，有关逻辑卷和逻辑卷组的所有元数据都存到哪儿去了。类似的在非LVM系统中，有关分区的数据是存储在分区表中，而分区表被存储在了每一个物理卷的起始位置。VGDA(卷组描述符区域)功能就好象是LVM的分区表，它存储在每一个物理卷的起始处。  

    VGDA由以下信息组成： 
        ·一个PV描述符 
        ·一个VG描述符 
        ·LV描述符 
        ·一些PE描述符  

    当系统启动LV时，VG被激活，并且VGDA被加载至内存。VGDA帮助识别LV的实际存储位置。当系统想要访问存储设备时，由VGDA建立起来的映射机制就用于访问实际的物理位置来执行I/O操作。

LVM命令介绍

    在创建和使用LVM之前，首先得先安装好LVM的程序包

   # rpm -qa | grep ‘lvm‘

    从上面的表格可以看出来,命令大部分都是相似的,所以也比较容易记忆.

    PV用法详解

        创建    pvcreate DEVICE(/dev/sda1)

        删除    pvremove DEVICE(/dev/sda2)

    VG用法详解

        创建    vgcreate vgNAME pv   

        # vgcreate myvg /dev/sda1 /dev/sda2

        删除    vgremove vgNAME

        # vgremove myvg

        增加    vgextend vgNAME pv

         # vgextend myvg /dev/sda2

        减小    vgreduce vgNAME pv

    lv用法详解

        增加    lvcreate -L [+]SIZE -n NAME VG

         # lvcreate -L 512M -n mylv1 myvg

        删除    lvremove lv

        如下是表示lv的两种   

        # lvremove /dev/myvg/mylv1

        或者是用

        # lvremove /dev/mapper/myvg-mylv1

        增大    lvextend -L [+]SIZE lv

         # lvextend -L 1G /dev/myvg/mylv1

        减小    lvreduce -L [-]SIZE lv

         # lvreduce -L -256M /dev/mapper/myvg-mylv1

实践篇（创建LVM）

    1、首先先对一个磁盘进行分区并标记为LVM的磁盘

    # fdisk /dev/sdb

    # t

    修改标记为8e

    2、再将它创建为PV

    # pvcreate /dev/sdb1

    3、创建一个vg，并将/dev/sdb1这个pv加入vg组

    # vgcreate myvg /dev/sdb1

    4、然后再在myvg的卷组上创建一个512M的lv

    # lvcreate -L 512M -n mylv1 myvg

    5、然后将mylv1这个逻辑卷格式化为ext4的文件系统格式

    # mke2fs -t ext4 /dev/myvg/mylv1

    6、最后将mylv1挂载到/mnt/data这个目录就可以进行使用访问了

    #mount /dev/myvg/mylv1 /mnt/data

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