LVM-系统

在这里插入图片描述

# Linux常见的文件系统：ext4，xfs，vfat(linux和window都能够识别)
mkfs.ext4  /dev/sdb1          # 格式化为ext4文件系统
mkfs.xfs  /dev/sdb2           # 格式化为xfs文件系统
mkfs.vfat  /dev/sdb1          # 格式化为vfat文件系统
mkswap   /dev/vdb             # 格式化为交换分区swap文件系统

一. 概念

1. 关键字

LVM逻辑卷管理 (Logical Volume Manager)
- LVM是逻辑卷管理的简称
物理存储介质 (The physical media)
- 系统的存储设备硬件, 如硬盘：/dev/hda,/dev/sda，/dev/vda 等，是存储系统的基础
物理卷（PV，physicalvolume）
- 物理卷是LVM逻辑卷管理系统最底层。包含逻辑卷管理相关的管理参数，可以是整个物理硬盘或实际物理硬盘上的分区。如：硬盘的MBR分区或GPT分区，还有RAID，回环文件等
卷组（VG，Volume Group）
- 卷组是一个或多个物理卷的集合，并在设备的文件系统中显示为 /dev/VG_NAME
逻辑卷（LV，logicalvolume）
- 逻辑卷建立在卷组基础上，由物理块PE组成，是一个虚拟分区，显示为 /dev/VG_NAME/LV_NAME
- 卷组中未分配的空间可用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态扩展和缩小空间。在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)
物理块（PE，physical extent）
- 每一个物理卷被划分为称为PE的基本单元—物理块。物理块PE是一个卷组中最小的物理区域存储单元，默认为4 MiB（大小可设置）
- 同一卷组所有PV的PE大小需一致，新的pv加入到vg后，pe的大小自动更改为vg中定义的pe大小

2. 原理

LVM的工作原理其实很简单，它就是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取，而在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。比如说我增加一个物理硬盘，这个时候上层的服务是感觉不到的，因为呈现给上层服务的是以逻辑卷的方式
LVM最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的，而且不会丢失现有的数据。如果我们新增加了硬盘，其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为一个动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性

3. 优点

比起传统的硬盘分区管理方式，LVM更富有灵活性，可以将多块硬盘看做一个大硬盘，可以创建跨众多硬盘空间的分区
在调整逻辑卷（LV）大小时可以不用考虑逻辑卷在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续空间

二. 操作案例

1. 基于创建

服务器上新创建

# 安装lvm相关命令
yum -y install lvm2

# 查看分区
[root@lvm ~]# lsblk 
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   20G  0 disk 
└─sda1   8:1    0   20G  0 part /
sdb      8:16   0   40G  0 disk 
sdc      8:32   0   10G  0 disk 
sr0     11:0    1  973M  0 rom  

# 创建物理卷PV
[root@lvm ~]# pvcreate /dev/sdb /dev/sdc
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.

# 查看创建的物理卷，可以得知创建的PV中有2个分区
[root@lvm ~]# pvs
  PV         VG Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb      lvm2 ---  40.00g 40.00g
  /dev/sdc      lvm2 ---  10.00g 10.00g
## 也可以这样查看
pvscan

# 创建卷组VG
[root@lvm ~]# vgcreate yaya /dev/sdb /dev/sdc
  Volume group "yaya" successfully created

# 查看卷组，yaya的卷组一共49G， 可用49G
[root@lvm ~]# vgs
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  yaya   2   0   0 wz--n- 49.99g 49.99g  
  
# 创建逻辑卷LV， 创建多个逻辑卷
# 语法：lvcreate -L 容量大小 -n LV名 VG名

[root@lvm ~]# lvcreate -L 10G -n Moon001 yaya
  Logical volume "Moon001" created.
[root@lvm ~]# lvcreate -L 5G -n Moon002 yaya
  Logical volume "Moon002" created.
[root@lvm ~]# lvcreate -L 5G -n Moon003 yaya
  Logical volume "Moon003" created.

# 查看创建的LV
[root@lvm ~]# lvs
  LV      VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  Moon001 yaya -wi-a----- 10.00g                                                    
  Moon002 yaya -wi-a-----  5.00g                                                    
  Moon003 yaya -wi-a-----  5.00g
## LV也可以这样查看
[root@lvm ~]# lvscan
  ACTIVE            '/dev/yaya/Moon001' [10.00 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/yaya/Moon002' [5.00 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/yaya/Moon003' [5.00 GiB] inherit

# 查看VG的详细信息
[root@lvm ~]# vgdisplay yaya
  --- Volume group ---
  VG Name               yaya
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  4
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                3
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               49.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              12798
  Alloc PE / Size       5120 / 20.00 GiB
  Free  PE / Size       7678 / 29.99 GiB
  VG UUID               P52FYJ-i06q-rifK-W7Nf-HjCN-4gmb-ZVj7KC
  
# 再次查看VG
[root@lvm ~]# vgs
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  yaya   2   3   0 wz--n- 49.99g 29.99g
  
# 查看我们分区，多了3个lvm
[root@lvm ~]# lsblk 
NAME           MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda              8:0    0   20G  0 disk 
└─sda1           8:1    0   20G  0 part /
sdb              8:16   0   40G  0 disk 
├─yaya-Moon001 253:0    0   10G  0 lvm  
├─yaya-Moon002 253:1    0    5G  0 lvm  
└─yaya-Moon003 253:2    0    5G  0 lvm  
sdc              8:32   0   10G  0 disk 
sr0             11:0    1  973M  0 rom

# 查看上面创建的卷组与逻辑卷对应关系的位置
[root@lvm ~]# ll /dev/yaya/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Mar 14 22:13 Moon001 -> ../dm-0
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Mar 14 22:13 Moon002 -> ../dm-1
lrwxrwxrwx 1 root root 7 Mar 14 22:13 Moon003 -> ../dm-2

# 格式化，可以格式化为多种格式，常见格式ext4，xfs，vFAT
mkfs.ext4 /dev/yaya/Moon001
mkfs.xfs /dev/yaya/Moon002
mkfs.vfat /dev/yaya/Moon003

# 格式化过程之一
[root@lvm ~]# mkfs.ext4 /dev/yaya/Moon001
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
655360 inodes, 2621440 blocks
131072 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
80 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

# 创建目录挂载
mkdir /Moon-{a,b,c}

mount /dev/yaya/Moon001 /Moon-a
mount /dev/yaya/Moon002 /Moon-b
mount /dev/yaya/Moon003 /Moon-c

# 查看， 可以看到他们的文件格式
[root@lvm ~]# df -TH
Filesystem               Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                 devtmpfs  943M     0  943M   0% /dev
tmpfs                    tmpfs     954M     0  954M   0% /dev/shm
tmpfs                    tmpfs     954M   10M  944M   2% /run
tmpfs                    tmpfs     954M     0  954M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                xfs        22G  2.0G   20G   9% /
tmpfs                    tmpfs     191M     0  191M   0% /run/user/0
/dev/mapper/yaya-Moon001 ext4       11G   38M  9.9G   1% /Moon-a
/dev/mapper/yaya-Moon002 xfs       5.4G   34M  5.4G   1% /Moon-b
/dev/mapper/yaya-Moon003 vfat      5.4G  4.1k  5.4G   1% /Moon-c

# 写入 /etc/fstab 中，实现开机自动挂载
vim /etc/fstab

UUID=85fd024b-5296-406d-a63b-50f19e292839 /                       xfs     defaults        0 0
/dev/yaya/Moon001                         /Moon-a                 ext4    defaults        0 0
/dev/yaya/Moon002                         /Moon-b                 xfs     defaults        0 0
/dev/yaya/Moon003                         /Moon-c                 vfat    defaults        0 0

2. 基于追加

服务器上本有物理卷等的追加情况

# 新增加了一块20G的硬盘sdd， 现在需要将他也加入到上面创建的yaya的VG中
[root@lvm ~]# lsblk 
NAME           MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda              8:0    0   20G  0 disk 
└─sda1           8:1    0   20G  0 part /
sdb              8:16   0   40G  0 disk 
├─yaya-Moon001 253:0    0   12G  0 lvm  
├─yaya-Moon002 253:1    0    7G  0 lvm  
└─yaya-Moon003 253:2    0  7.5G  0 lvm  
sdc              8:32   0   10G  0 disk 
sdd              8:48   0   20G  0 disk 
sr0             11:0    1  973M  0 rom  

# 将磁盘转为物理卷
pvcreate /dev/sdd

[root@lvm ~]# pvcreate /dev/sdd
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.
[root@lvm ~]# pvscan 
  PV /dev/sdb   VG yaya            lvm2 [<40.00 GiB / <13.50 GiB free]
  PV /dev/sdc   VG yaya            lvm2 [<10.00 GiB / <10.00 GiB free]
  PV /dev/sdd                      lvm2 [20.00 GiB]
  Total: 3 [69.99 GiB] / in use: 2 [49.99 GiB] / in no VG: 1 [20.00 GiB]
  
# 将新创建的物理卷扩展到之前创建的yaya的卷组中
vgextend yaya /dev/sdd

[root@lvm ~]# vgextend yaya /dev/sdd
  Volume group "yaya" successfully extended
[root@lvm ~]# pvscan 
  PV /dev/sdb   VG yaya            lvm2 [<40.00 GiB / <13.50 GiB free]
  PV /dev/sdc   VG yaya            lvm2 [<10.00 GiB / <10.00 GiB free]
  PV /dev/sdd   VG yaya            lvm2 [<20.00 GiB / <20.00 GiB free]
  Total: 3 [<69.99 GiB] / in use: 3 [<69.99 GiB] / in no VG: 0 [0   ]

# 所有的容量扩展到你想扩展到的逻辑卷中，一般在 /dev/mapper/centos-root 目录下有
lvextend -l +100%FREE /dev/yaya/Moon002

# xfs 格式，文件系统同步
xfs_growfs /dev/yaya/Moon002

# 如果是 ext4 格式, 使用 resize2fs 同步文件系统
resize2fs /dev/yaya/Moon001

3. 逻辑卷扩容

# 使用 lvextend 命令扩展逻辑卷LV的大小
# lvextend -L 容量大小(单位是M，G，例如：+5G) -r LV的位置
[root@lvm ~]# lvextend -L +2G -r /dev/yaya/Moon002 
  Size of logical volume yaya/Moon002 changed from 5.00 GiB (1280 extents) to 7.00 GiB (1792 extents).
  Logical volume yaya/Moon002 successfully resized.
meta-data=/dev/mapper/yaya-Moon002 isize=512    agcount=4, agsize=327680 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=1310720, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=2560, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

# 查看是否加上
[root@lvm ~]# df -h
Filesystem                Size  Used Avail Use% Mounted on
devtmpfs                  900M     0  900M   0% /dev
tmpfs                     910M     0  910M   0% /dev/shm
tmpfs                     910M  9.5M  901M   2% /run
tmpfs                     910M     0  910M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                  20G  1.8G   19G   9% /
tmpfs                     182M     0  182M   0% /run/user/0
/dev/mapper/yaya-Moon001   12G   41M   12G   1% /Moon-a
/dev/mapper/yaya-Moon002  7.0G   33M  7.0G   1% /Moon-b
/dev/mapper/yaya-Moon003  5.0G  4.0K  5.0G   1% /Moon-c