LVM详解

简述

LVM Logical Volume Manager，中文一般翻译为 "逻辑卷管理"，它是 Linux 下对磁盘分区进行管理的一种机制。LVM利用Linux内核的device-mapper功能来实现存储系统的虚拟化（系统分区独立于底层硬件）。

LVM 是建立在磁盘分区和文件系统之间的一个逻辑层，++系统管理员可以利用 LVM 在不重新对磁盘分区的情况下动态的调整分区的大小++。如果系统新增了一块硬盘，通过LVM就可以将新增的硬盘空间直接扩展到原来的磁盘分区上。

LVM 的优点：

• 文件系统可以跨多个磁盘，因此大小不再受物理磁盘的限制。
• 可以在系统运行状态下动态地扩展文件系统大小。
• 可以以镜像的方式冗余重要数据到多个物理磁盘上。
• 可以很方便地导出整个卷组，并导入到另外一台机器上。

LVM 缺点：

• 在从卷组中移除一个磁盘的时候必须使用 reducevg 命令(这个命令要求root权限，并且不允许在快照卷组中使用)。
• 当卷组中的一个磁盘损坏时，整个卷组都会受影响。
• 因为增加了一个逻辑层，存储的性能会受影响。

LVM相关概念

• PV（Physical Volume）：物理卷

硬盘分区后但还未格式化为文件系统，可使用pvcreate命令将分区创建为PV，其对应的system ID为8e即LVM格式所对应的系统标识符。

• VG（Volume Group）:卷组

将多个PV组合起来，使用vgcreate创建卷组，这样卷组就可以包含多个PV，相当于重新组合多个分区后所得到的磁盘。虽然VG是组合了多个PV，但创建VG时会将VG所有的空间根据指定的PE大小划分为多个PE，在LVM模式中存储都是以PE为单元，类似于文件系统中的BLOCK。

• PE（Physical Extent）：物理块

PE是VG的存储单元，实际的数据都是存储在PE中

• LV（Logical Volume）：逻辑卷

VG相当于组合的多个硬盘，则LV相当于分区，只不过该分区是通过VG进行划分的。VG中存在很多PE，可以指定将多少个PE划分给一个LV，也可以直接指定大小来划分。划分为LV后就相当于划分了分区，仅需要对LV进行格式化文件系统即可。

• LE（Logical Extent）:逻辑块

PE是物理存储单元，而LE则是逻辑存储单元，即LE为LV中的逻辑存储单元，与PE大小一致。从VG中划分LV，实际上就是从VG中划分PE，而划分LV后称之为LE，而不是PE了。

LVM之所以能够伸缩容量，其实现方法就是将LV中的PE进行删除或增加

LVM的存储机制

LV是从VG中划分出来的，因此LV中的PE可能来自于多个PV。因此向LV存储数据时，主要有两种机制：

• 线性模式（Linear）：先将数据存储在属于同一个PV的PE，然后再向下一个PV中的PE
• 条带模式（Striped）:将一份数据拆分为多份，分别写入该LV对应的每个PV中，类似于RAID 0，因此读写性能会优于线性模式。

使用场景

在对磁盘分区的大小进行规划时，如果不能确定磁盘分区大小，可以通过LVM来解决；
使用 fdisk、gdisk 等工具对磁盘分区后，磁盘空间就固定了。空间过大会导致浪费，对于分区过小可以从新划分磁盘的分区，或者通过软连接的方式将此分区的目录链接到另外一个分区。这样虽然能够临时解决问题，但会给管理带来麻烦

创建LVM

一、磁盘分区（物理分区）

1. 添加硬盘，通过fdisk -l查看硬盘是否添加成功；
2. 对硬盘进行分区

二、准备物理卷

在这之前，检查是否安装了lvm（pvcreat /dev/sdb1），如果未安装，安装命令：

yum install -y lvm2

1、安装好之后，创建物理卷：

2、查看物理卷：

pvdisplay
#或
pvs

三、创建卷组

先用2个物理卷创建一个卷组vg1

vgcreate vg1 /dev/sdb1 /dev/sdb2

使用vgdisplay或者vgs查看卷组信息

四、创建逻辑卷

1、在vg1卷组创建一个1000M的逻辑卷：

lvcreate -L 1000M -n lv1 vg1

2、查看逻辑卷信息：

3、逻辑卷格式化：

mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1

4、挂载逻辑卷：

mount /dev/vg1/lv1 /data

五、扩展、缩减逻辑卷

1. 添加硬盘；

fdisk -l   #确认硬盘添加成功

2. 开始分区；

fdisk /dev/sdk
Command (m for help): n   # 1
Select (default p): p	# 2
Partition number (1-4, default 1): 1	# 3
First sector (2048-20971519, default 2048): 	#4
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-20971519, default 20971519): 	#5
Command (m for help): t		# 6
Hex code (type L to list all codes): 8e # 7
Command (m for help): p		# 8
Command (m for help): ｗ		# 9

partprobe　　#激活分区

3. 创建物理卷pv

pvcreate /dev/sdk　　　#此处可以添加多个磁盘，和raid设备
pvs     #查看pv详细信息
pvscan          #查看当前系统中的所有PV

4. 将物理卷添加至卷组vg

vgdisplay		#查看卷组信息
vgextend centos /dev/sdk   #将pv添加至centos卷组

5. 增加逻辑卷容量

vgdisplay		#查看vg可用空间
lvs			#查看lvs信息
lvresize -L 30G /dev/vg1/lv1   #重新设置lv大小
lvextend -L +5G /dev/testVG/testLV  #扩展lv
e2fsck -f /dev/vg1/lv1          #检查磁盘错误（ext4）
resize2fs /dev/vg1/lv1          #更新逻辑卷信息
xfs_growfs /dev/centos/root     #更新逻辑卷信息，针对xfs文件系统
mount /mnt/    #重新挂载磁盘

• lvresize：扩展或缩小逻辑卷
• lvextend： 扩展逻辑卷

1. 缩减逻辑卷大小

100缩减逻辑卷的时候，要事先卸载挂载的文件系统，然后减少逻辑卷的容量，然后重新挂载

umount　/lvm1
e2fsck -f /dev/vgcyn/lvcyn　　    #强行检查文件系统
resize2fs /dev/vgcyn/lvcyn 10G　　#缩减逻辑空间到10G
lvreduce -L 10G /dev/vg1/lv1　　  #缩减逻辑空间到10G
lvs

五、删除逻辑卷，卷组，物理卷

[注意: ]对于创建物理卷、创建卷组以及创建逻辑卷是有严格顺序的，同样，对于删除逻辑卷、删除卷组以及删除物理卷也是有严格顺序要求的

1、首先将正在使用的逻辑卷卸载掉　　通过 umount 命令
2、将逻辑卷先删除　　通过 lvremove 命令
3、删除卷组　　通过 vgremove 命令
3、最后再来删除我们的物理卷　　通过 pvremove 命令

补充

2、在yum安装某个服务的时候，如果不知道这个服务的准确名称，但是知道其中的命令，比如LVM我们知道它的软件名称，但是知道LVM中的pvcreate命令，可以：

yum provides "/*/pvcreate"

3、安装好之后，无法创建物理卷，输入命令：

partprobe

参考

https://blog.51cto.com/dreamfire/1084729
https://www.cnblogs.com/gucb/p/13361087.html

LVM----扩展/缩小VG与扩展/缩小LV