LVM管理与使用

一、LVM简介

LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现。LVM将一个或多个硬盘的分区在逻辑上集合，相当于一个大硬盘来使用，当硬盘的空间不够使用的时候，可以继续将其它的硬盘的分区加入其中，这样可以实现磁盘空间的动态管理，相对于普通的磁盘分区有很大的灵活性。

与传统的磁盘与分区相比，LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。LVM也允许按用户组对存储卷进行管理，允许管理员用更直观的名称(如"sales'、 'development')代替物理磁盘名(如'sda'、'sdb')来标识存储卷。

如图所示LVM模型：

由四个磁盘分区可以组成一个很大的空间，然后在这些空间上划分一些逻辑分区，当一个逻辑分区的空间不够用的时候，可以从剩余空间上划分一些空间给空间不够用的分区使用。

二、 LVM基本术语

前面谈到，LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。首先我们讨论以下几个LVM术语：

物理存储介质（The physical media）：这里指系统的存储设备：硬盘，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。

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。

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。

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)。

PE（physical extent）：每一个物理卷被划分为称为PE(Physical Extents)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。

LE（logical extent）：逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents) 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。

简单来说就是：

PV:是物理的磁盘分区

VG:LVM中的物理的磁盘分区，也就是PV，必须加入VG，可以将VG理解为一个仓库或者是几个大的硬盘。

LV：也就是从VG中划分的逻辑分区

如下图所示PV、VG、LV三者关系：

三、 安装LVM
首先确定系统中是否安装了lvm工具：
    [root@www root]# rpm –qa|grep lvm
    lvm-1.0.3-4
如果命令结果输入类似于上例，那么说明系统已经安装了LVM管理工具；如果命令没有输出则说明没有安装LVM管理工具，则需要从网络下载或者从光盘装LVM rpm工具包。

四、 创建和管理LVM

要创建一个LVM系统，一般需要经过以下步骤：

1、 创建分区

使用分区工具（如：fdisk等）创建LVM分区，方法和创建其他一般分区的方式是一样的，区别仅仅是LVM的分区类型为8e。如下列图所示：

查看磁盘分区表

fdisk -l

 

使用fdisk创建分区，根据设备文件的绝对路径（/dev/hda）进入分区管理

fdisk  /dev/hda n p 1 w 分区

mkfs -t ext3 /dev/hda 格式化

fdisk  /dev/hda t 1 e8 转换lvm

 

partprobe 使分区表可用，不需要重启

 

一定要指定分区的格式为8e，这是LVM的分区格式

2、 创建PV

pvcreate /dev/hda1

pvcreate /dev/hda2

pvdisplay  显示物理卷

3、 创建VG

vgcreate vg00  /dev/hda1 /dev/hda2

vgdisplay 显示卷组

 

创建完成VG之后，才能从VG中划分一个LV。

4、 创建LV

lvcreate -L 100M -n lv1 vg00

vgdisplay 显示逻辑卷

 

创建了一个名字为lv1，容量大小是100M的分区，其中：-L：指定LV的大小 -n：指定LV的名。VG00：表示从这个VG中划分LV；

5、LV格式化及挂载

下一步需要对LV进行格式化（使用mksf进行格式化操作），然后LV才能存储资料

mkfs -t ext3 /dev/vg00/lv1

将格式化后的LV分区挂载到指定的目录下，就可以像普通目录一样存储数据了

mount /dev/vg00/lv1 /mnt

挂载之后，可以看到此LV的容量。

如果要在系统启动的时候启动LV，最好是将lv1写入fstable 文件中，如下所示：

vi /etc/ fstable

使用Vim编辑器，打开/etc/fstab，在最后一行添加如图中所示，其中/dev/VolGroup00/lvData指定需要挂载的分区LV，/root/test指定要挂载的目录（挂载点），ext3分区文件系统格式，其它使用默认即可

 管理LVM 

　　LVM的最大好处就是可以动态地调整分区大小，而无须重新启动机器，下面让我们来体验一下吧！继续上面的实例，现假设逻辑卷/dev/vg_test/lv_test空间不足，需要增加其大小，我们分两种情况讨论： 

1．卷组中有剩余的空间 

　　通过vgdisplay命令可以检查当前卷组空间使用情况: 

[root@cfbdb5 oracle]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               vg_test
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  6
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               19.99 GB
  PE Size               4.00 MB
  Total PE              5118
  Alloc PE / Size       2560 / 10.00 GB
  Free  PE / Size       2558 / 9.99 GB
  VG UUID               YEYtOr-JpCK-P7MV-FFVo-BgEi-Ooef-IG3hlc

lvextend与lvreduce命令

格式如下：lvextend [-L (+size) | -l (+PE数量)] 逻辑卷名称

          lvreduce [-L (-size) | -l (-PE数量)] 逻辑卷名称

-L：“+size”表示给逻辑卷空间增加指定的大小，“-size”表示给逻辑卷空间缩减指定大小

-l：与-L用法相同，只是-l是用PE数表示逻辑卷的大小

保证卷组中有足够空闲空间：vgdisplay

扩充指定逻辑卷空间：lvextend -L +10G /dev/linuxcast-vg/mylv

更新文件系统：resize2fs /dev/linuxcast-vg/mylv

查看更新后的文件系统：df -h
 

拉伸一个卷组：    www.2cto.com  

将要添加到卷组中的磁盘格式化为物理卷：p vcreate /dev/sdc

将磁盘添加到指定卷组中：vgextend linuxcast-vg /dev/sdc

查看扩充后大小：vgdisplay

逻辑卷可以动态缩小，但是缩小操作必须使逻辑卷离线，也就是卸载，缩小一个逻辑卷步骤如下：
 

卸载该逻辑卷：umount /dev/lnuxcast-lv/mylv

缩小文件 系统：resize2fs /dev/linuxcast-lv/mylv 10G 

缩小逻辑卷大小：lvreduce -L -10G /dev/linuxcast-lv/mylv

查看缩小后大小：lvdisplay

挂载使用：mount /dev/linuxcast-lv/mylv /mnt

缩小一个卷组：    www.2cto.com  

将一个磁盘移出一个卷组：vgreduce linuxcast-lv /dev/sdc

查看缩小后卷组大小：vgdisplay

确定当前卷组剩余空间9.99GB，剩余PE数量为2558个。在这里将所有的剩余空间全部增加给逻辑卷 /dev/vg_test/lv_test。

[root@cfbdb5 oracle]# lvextend -l +2558 /dev/vg_test/lv_test 
  Extending logical volume lv_test to 19.99 GB
  Logical volume lv_test successfully resized 

也可以通过-L直接指定大小，通过 +/- 来 增加/减小 空间。

修改逻辑卷大小后，通过resize2fs来修改文件系统的大小。

[root@cfbdb5 oracle]#resize2fs /dev/vg_test/lv_test 
resize2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem at /dev/vg_test/lv_test is mounted on /opt/oracle; on-line resizing required
Performing an on-line resize of /dev/vg_test/lv_test to 5240832 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg_test/lv_test is now 5240832 blocks long.
再次查看文件系统的大小：
[root@cfbdb5 oracle]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00
                       16G  4.7G   11G  32% /
/dev/sda1              99M   27M   67M  29% /boot
tmpfs                 872M     0  872M   0% /dev/shm
/dev/mapper/vg_test-lv_test
                       20G  156M   19G   1% /opt/oracle

2．卷组中空间不足 

　　当卷组中没有足够的空间用于扩展逻辑卷的大小时，就需要增加卷组的容量，而增加卷组容量的惟一办法就是向卷组中添加新的物理卷。 
　　首先需要对新增加的磁盘进行分区、创建物理卷等工作。)，接下来是利用vgextend命令将新的物理卷加入到卷组中, 我们这里使用/dev/sdc1。

[root@cfbdb5 oracle]#vgextend vg_test /dev/sdc1  
  Volume group "vg_test" successfully extended

[root@cfbdb5 oracle]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               vg_test
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  8
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               59.98 GB
  PE Size               4.00 MB
  Total PE              15356
  Alloc PE / Size       5118 / 19.99 GB
  Free  PE / Size       10238 / 39.99 GB
  VG UUID               YEYtOr-JpCK-P7MV-FFVo-BgEi-Ooef-IG3hlc
完成卷组的扩容后，就可以按照第一种情况的方法完成逻辑卷的扩容，最终实现分区的动态调整。

 

扩容当前分区

一、首先创建一块新的分区：

fdisk  /dev/hda

t      8e   #分区类型8e表示LVM分区

w        #写入分区表

partprobe   #重读分区表

mkfs –t ext3 /dev/hda6 #格式化

partx /dev/hda #查看当前硬盘的分区表及使用情况

二、创建PV，扩容VG，LV

pvcreate /dev/hda6

vgdisplay #查看当前已经存在的VG信息，以存在VG：VolGroup00为例

vgextend VolGroup00 /dev/hda6    #扩展VolGroup00

lvdisplay #查看已经存在的LV信息，以存在LV：LogVol01为例

lvextend –L 1G /dev/VolGroup00/LogVol01 #扩展LV

resize2fs /dev/VolGroup00/LogVol01 #执行该重设大小，对于当前正在使用的LogVol01有效

df –h #查看挂载情况，已经扩容

总结 

　　从上面的讨论可以看到，LVM具有很好的可扩展性，并且使用起来很直观。一旦卷组建立起来以后，根据需求调整每一个逻辑卷的大小也非常容易。
    
    LVM操作的相关命令:
    fdisk -l :查看系统中都认到了那些物理硬盘
    pvdisplay:查看系统中已经创建好的物理卷
    pvcreate:创建一个新的物理卷
    pvremove:删除一个物理卷(也就是从物理卷中删除一个LVM标签)
    vgdisplay:查看系统中的卷组
    vgcreate:创建一个新的卷组
    vgreduce:从卷组中删除一个物理卷(也就是缩小卷组)
    vgremove:删除一个卷组
    lvdisplay:查看系统中已经创建好的逻辑卷
    lvcreate:创建一个新的逻辑卷
    lvreduce:缩小逻辑卷(也就是从一个逻辑卷中减少一些LE)
    lvremove:从系统中删除一个逻辑卷
    mkfs:基于逻辑卷创建一个相应类型的文件系统
    mkdir -p $mount_piont:创建一个挂载目录
    创建好的文件系统位于:
    /dev/$create_vg_name/$lv_name
    mount /dev/$create_vg_name/$lv_name $mount_piont:挂载文件系统

   vgscan:读取系统中创建的所有卷组
   vgchange -a y :激活所有卷组  (开机执行,redhat可在/etc/rc.d/rc.sysinit系统启动初始化脚本里可以找到)
   vgchange -a n :关闭所有卷组(提示:必须在umount所有的文件系统后,才能成功执行

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