Linux基础命令(二十一)Linux中的磁盘管理(终)

一、逻辑卷管理器(Logical Volume Manager)

需求引入：最初规划主机的时候，只给了/home 100G的，但是随着业务量的增大，导致用户的增多，这个文件系统不够大，满足不了我们的需求，该怎么解决？

横向：再买一块大的新硬盘，重新分区并格式化，将/home的数据完整的迁移过去再将原来的分区卸载重新挂载新的分区！

思考：如果第二次分区给的容量太多，导致磁盘容量被浪费，想将分区缩小该怎么办？可能会重复上面流程，有没有好一点策略

概念：LVM侧重于是可以弹性的调整文件系统的容量，并不在于性能与数据安全上面！

弹性的理解：LVM管理磁盘中可以新增或者删除物理分区！

思考：前缀是逻辑，而不是物理？

分析：LVM可以整合多个物理分区，让这些分区看起来像是一个大磁盘一样！

粗略的流程：将几个分区(磁盘)通过软件整合成为一块看起来是独立的大磁盘(VG)，然后将这块大磁盘再经过划分成为可以使用的分区(LV)，最终挂载进行使用！

二、LVM的基本术语

（1）PV (physical volume)

解释：一个物理卷通常是一个硬盘或者分区，在分区的时候通过fdisk调整系统标识符8e(LVM)
说明：调整系统标识符8e(LVM)仅仅是标识它的用途，只有经过pvcreate命令才能转化为LVM的底层物理卷！
注意：此时分区尚未格式化；如同对橘子进行榨汁！

（2）volume group (VG)

理解：盛放橘子汁的容器！
解释：卷组是LVM中使用的最高级别的抽象，它将逻辑卷和物理卷集合在一起成为一个管理单元！
白话：将多个PV整合成一个大的VG，这个VG就是LVM组成的最大的大磁盘！

（3）logical volume (LV)

理解：准备倒橘子汁了
解释：VG被切分成LV，相当于非LVM系统中的磁盘分区(只是分区尚未格式化)，所以需要格式化挂载才能使用！

（4）physical extent (PE)

说明：PE是PV的最小存储单位(每个橘子汁)！
理解：LVM可以弹性的调整文件系统的容量，就是通过交换PE来进行的数据转换！

三、LVM的实践流程

实验环境说明

(1)LVM需要有内核支持(RHEL7默认安装)
(2)安装lvm2的软件
(3)mbr的fdisk分区

需求1：pv的正常使用

1）PV阶段 &＃8211;>创建一个500M的PV

说明：

(1)如果之前分区已经格式化，会将分区擦除，重新格式化相应的类型！
(2)此时尚未通过vg对pv进行管理，下一步建立vg，开始管理pv！

2）VG阶段

说明：

(1)此时pvs命令可以看到pv其隶属于vg管理了
(2)VG的名字是自定义的，pv名称是分区的设备名
(3)创建vg的时候，默认PE是4M，可以通过-s来指定PE的大小
vgreduce vg0 /dev/svb2 -->移出在此卷组上的分区！
vgremove vg0 -->删除卷组,此卷的所有分区全部gameover

3）LV阶段

说明：创造出VG的大磁盘之后，建立分区(所谓的LV)！

说明：

(1)观察容量的变化，理解PE的转移的含义
(2)参数的说明-->L(size->指定容量)、l(PE的个数)、n(lv的名字)
(3)由于PE的最小单位是4，所以实际转移的是52，不是50

4）LV的使用

说明：此时的就像是用fdisk /dev/vdb进行分区的非LVM分区，所以也需要格式化和挂载才能使用！

说明：

(1)底层也是通过mapper映射完成的

需求2：用户增多，发现LV容量不够，需要进行扩容

说明

(1)LV放大到100M，但是文件系统还没有增加(通过xfs_growfs来更新)，可以通过在线直接处理(无需umount)！
(2)xfs_growfs只是针对xfs的文件系统！

需求3：突然发现PV的容量不够使用了，怎么办？

说明：

(1)增加PV，一层一层的扩大，最后到文件系统
(2)通过pvs使用的对比证明了LVM的映射模式是线形映射(某个PV分区的容量够用的时候，其它PV空闲)，便于弹性调整文件系统的容量！

需求4：ext4文件系统容量的扩展和缩小

(1)xfs不支持容量的缩小，但ext家族支持，这里采用ext4(常用)的文件系统！
(2)如果一开始可能就有容量缩减的需求，文件系统的格式可以指定为ext4!

1）扩容

2）缩减

(1)从安全的角度，resize2fs不支持ext文件系统的在线缩减，所以必须卸载！

说明

(1)不支持在线缩减，所以必须先卸载，然后必须强制进行磁盘检查(主要是检查文件系统是否有损坏，扫描逻辑卷上的空间)
(2)缩减的顺序为resize2fs -->先缩小LVM文件系统，再缩减LV的大小(注意LV容量的大小>=LVM的大小)
(3)缩减LV的大小，可能会造成LVM文件系统容量小于LV，即数据可能会溢出，所以会有警告信息

出现的问题：缩减的时候没有先卸载，直接缩减，导致块信息丢失，无法后续

了解：lvextend是扩展逻辑卷，lvreduce是缩小逻辑卷(不支持xfs)，lvresize是扩展或缩小逻辑(不支持xfs)

需求5：删除PV

说明

(1)为了保证原始的数据不受破坏，进行数据的安全转移pvmove(用户感觉不到)!
(2)将分区1从vg0组管理中踢出;没有人管理，就好收拾了!
(3)接着就将分区1删除(remove)!
说明：挂载的分区感觉不到其中的变化的！

需求5：创建LVM的LV磁盘快照

概念：将当时的系统信息记录下来，就好想照相记录一般，将来若有任何数据的修改，则原始数据会被搬移到快照区，没有修改的区域则由快照区与文件系统共享！

作用：数据备份

类比：虚拟机的快照、git的快照！

实验1：快照

(1)注意lvs的Attr属性；
(2)注意df -H 的查看结果
(3)lvcreate 参数s的含义-->快照(snapshot)，位置任意

说明

(1)快照的删除，不影响源LV！


快照需求：利用快照来恢复文件系统

    1）相关的说明

   2）测试步骤

(1)核心理念-->改变源LVM文件系统的内容-->lvdispaly(查看下变化)，以及两个挂载点的内容！
(2)df -Th 两个挂载点--->核心(Userd)变化！快照只是记录了某个时间点的LVM的元数据！
(3)利用快照区对原本的文件系统备份-->不同的文件系统备份的方式不一样！
dumpe2fs -->ext4家族单备份工具！
xfsdump -->xfs的文件系统备份
注意：备份的原因(源格式化之前，原本的文件系统会将所有的数据都迁移到快照区域内，如果快照区域不够大，数据无法全部还原)！
(4)卸载源LVM的挂载点、然后lvremove-->将源LVM的数据完全删除！
(5)卸载快照-->格式化源LVM的文件系统(注意要匹配)，然后挂载
(6)通过备份文件恢复到源LVM的挂载点上
xfsrestore -->针对xfs文件系统的备份的恢复
(7)看是否与最初的数据相同


ext4的restore、rstore命令的详细解释

需求6：LVM的删除

注意顺序，最好将ID也修改过来！

一张图让你学会LVM