LVM邏輯盤卷管理

LVM邏輯盤卷管理

LVM是邏輯盤卷管理的簡稱，它是Linux環(huán)境下對磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制，LVM是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個邏輯層，來提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。它的機(jī)制就是將多個塊設(shè)備連接為一個整塊的卷組（volumegroup），形成一個存儲池。然后，在這個卷組上創(chuàng)建邏輯卷（logicalvolumes），并進(jìn)一步在邏輯卷上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。

當(dāng)硬盤的空間不夠使用的時候，可以繼續(xù)將其它的硬盤的分區(qū)加入其中，這樣可以實現(xiàn)磁盤空間的動態(tài)管理，相對于普通的磁盤分區(qū)有很大的靈活性。

物理卷（physicalvolume）：指磁盤分區(qū)或與磁盤分區(qū)有同樣功能的設(shè)備（如RAID）。創(chuàng)建物理卷時磁盤類型需要是8e。如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存儲系統(tǒng)最低層的存儲單元。創(chuàng)建物理卷的時候不可以直接格式化！

卷組（volumegroup）：就是將多個物理卷組合起來，邏輯上成為一塊硬盤。它的大小有物理卷大小和多少決定，且至少要有一個物理卷。

邏輯卷（logicalvolume）：在卷組上創(chuàng)建，可以在創(chuàng)建的邏輯卷上建立文件系統(tǒng)。類似與磁盤分區(qū)。不同的是邏輯卷的邊界可以隨意擴(kuò)展或縮小。

PE（PhysicalExtents）：在創(chuàng)建卷組時底層指定的一個存儲單位，借鑒Oracle的表述方式就叫做物理盤區(qū)（物理擴(kuò)展），所以我們在劃分一個邏輯卷時就是分配多少個PE來決定的，PE的大小是由卷組決定的，PE的大小也是可配置的（下面會闡述），默認(rèn)為4MB。

LE（LogicalExtents）：當(dāng)PE被分配到一個邏輯卷之后就被稱作是LE，也就是說，把邏輯卷劃分為被稱為LE(Logical Extents) 的可被尋址的基本單位。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對應(yīng)。

快照（Snapshot）：邏輯卷也支持快照，LVM快照通過把文件系統(tǒng)的改變記錄到一個快照分區(qū)，而不是對這個分區(qū)做鏡像（也就是保留過去某一刻的狀態(tài)）。因此當(dāng)你創(chuàng)建一個快照分區(qū)時，你不需要使用和你正創(chuàng)建快照的分區(qū)一樣大小的分區(qū)，而是在做快照過程中需要改變的大小。這取決于有多少數(shù)據(jù)正在寫入分區(qū)和你希望保留LVM快照多長時間。你保留的時間越長，在文件系統(tǒng)的的改變越多，更多的快照分區(qū)就會被填充改變的信息。在分區(qū)上的改變率越高，快照的平均生命期越短。如果一個LVM分區(qū)的改變量超過了快照的大小，那么快照就會被釋放。簡單說就是：快照中什么都沒有它只是一個訪問原文件的通路。（如圖所示）有了快照之后我們對數(shù)據(jù)的備份就會非常的簡單方便。

    其創(chuàng)建過程是：先將物理設(shè)備做成物理卷，然后將物理卷組合起來形成卷組，最后在卷組上創(chuàng)建邏輯卷。而我們使用的就是邏輯卷。

硬盤分區(qū)類型

硬盤有4種分區(qū)形式，分別是主分區(qū)、擴(kuò)展分區(qū)、邏輯分區(qū)和活動分區(qū)。下面分別對它們進(jìn)行介紹。

1. 主分區(qū)

   主分區(qū)是用于安裝操作系統(tǒng)的分區(qū)，其中包含操作系統(tǒng)啟動時所必需的文件和數(shù)據(jù)，系統(tǒng)啟動

2. 時必須通過它才能啟動。要在硬盤上安裝操作系統(tǒng)，該硬盤上至少要有一個主分區(qū)，并且設(shè)為

3. 活動分區(qū)來引導(dǎo)啟動系統(tǒng)。一個硬盤最多只能劃分4個主分區(qū)。

4. 擴(kuò)展分區(qū)

   擴(kuò)展分區(qū)是用戶在創(chuàng)建4個以上的分區(qū)時使用的分區(qū)類型，擴(kuò)展分區(qū)是不能直接用來存儲數(shù)據(jù)

5. 的，而只是用于劃分邏輯分區(qū)。擴(kuò)展分區(qū)下可以包含多個邏輯分區(qū)，可以為其邏輯分區(qū)進(jìn)行高

6. 級格式化，并為其分配驅(qū)動器號。例如，當(dāng)用戶想為硬盤創(chuàng)建5個分區(qū)時，如果都將其創(chuàng)建為主

7. 分區(qū)，系統(tǒng)只能認(rèn)出4個，這不能滿足我們的需求。此時，就可以創(chuàng)建3個主分區(qū)，再創(chuàng)建一個

8. 擴(kuò)展分區(qū)，然后在擴(kuò)展分區(qū)下創(chuàng)建2個邏輯分區(qū)。

9. 邏輯分區(qū)

   邏輯分區(qū)是從擴(kuò)展分區(qū)劃分出來的，主要用于存儲數(shù)據(jù)。在擴(kuò)展分區(qū)中最多可以創(chuàng)建23個邏輯

10. 分區(qū)，各邏輯分區(qū)可以獲得唯一的由D到Z的盤符。

11. 活動分區(qū)

    活動分區(qū)是用于加載系統(tǒng)啟動信息的分區(qū)。主分區(qū)需要激活為活動分區(qū)后，才能正常地啟動操

12. 作系統(tǒng)。如果硬盤中沒有一個主分區(qū)被設(shè)置為活動分區(qū)，則該硬盤將無法正常啟動。

硬盤分區(qū)格式

硬盤分區(qū)格式也就是文件系統(tǒng)格式。文件系統(tǒng)格式是操作系統(tǒng)用于明確磁盤或分區(qū)上文件

的方法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，不同的分區(qū)格式采用不同的文件管理機(jī)制來存儲和讀取文件數(shù)據(jù)，而

不同的操作系統(tǒng)則需要不同的文件系統(tǒng)格式的支持。

目前常用的分區(qū)格式主要有3種，即FAT16格式、FAT32格式和NTFS格式，下面分別對

它們進(jìn)行介紹。

1. FAT16格式

   FAT16格式是MS-DOS和早期的Windows 95操作系統(tǒng)中使用的磁盤分區(qū)格式，它采用16位的文件分

2. 配表，也稱為FAT格式。FAT16對現(xiàn)在的操作系統(tǒng)已經(jīng)不再適用。

3. FAT32格式

   FAT32格式采用32位的文件分配表，對磁盤的管理能力較強(qiáng)，支持Windows XP和其之前的部分

4. Windows 操作系統(tǒng)。

5. NTFS格式

   NTFS是一種特別為磁盤配額、文件加密和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用等管理安全特性而設(shè)計的硬盤分區(qū)格式。其

6. 優(yōu)點(diǎn)是安全性和穩(wěn)定性方面非常好，在使用過程中不易產(chǎn)生文件碎片，并能對用戶的操作進(jìn)行

7. 記錄，通過對用戶權(quán)限進(jìn)行非常嚴(yán)格的限制，使每個用戶只能按照系統(tǒng)賦予的權(quán)限進(jìn)行操作，

8. 充分保護(hù)了系統(tǒng)和數(shù)據(jù)的安全，如果要安裝Windows 7或Windows 8必須采用NTFS格式。

簡單的實現(xiàn)一個LVM邏輯卷實現(xiàn)過程：

1、創(chuàng)建分區(qū)

   首先創(chuàng)建磁盤分區(qū)，這里使用SCSI硬盤，并且系統(tǒng)已經(jīng)有了三個主分區(qū)，那么我們只能創(chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)，并在擴(kuò)展分區(qū)上創(chuàng)建邏輯分區(qū)了。我使用fdisk工具進(jìn)行分區(qū)。

#fdisk /dev/sda

   注意的是分區(qū)類型必須是8e，否則無法支持LVM邏輯卷的使用。分區(qū)完最好輸入p查看下創(chuàng)建好的分區(qū)以及類型，最后保存退出。這里我創(chuàng)建了/dev/sda5和/dev/sda6兩個邏輯分區(qū)，大小分別是7G和3G。

 2、創(chuàng)建物理卷

   命令是pvcreate，我們可以將上面所創(chuàng)建的兩個分區(qū)創(chuàng)建為物理卷，也可以先只將一個分區(qū)創(chuàng)建為物理卷。

   #pvcreate /dev/sda5 /dev/sda6

 3、創(chuàng)建卷組

   命令是vgcreate，將上面創(chuàng)建的兩個物理卷創(chuàng)建為一個卷組

#vgcreate myvg /dev/sda5 /dev/sda6

注意：

   myvg是指定創(chuàng)建的卷組的邏輯名，可以隨意的設(shè)定。后面就是將創(chuàng)建的物理卷添加到卷組中，這里我們也可以只將一個物理卷添加到卷組中，等想再添加另一個物理卷的時候再添加。需要注意PE（默認(rèn)是4M）這個概念，它表示卷組上創(chuàng)建的所有邏輯卷都以4MB為增量單位來進(jìn)行擴(kuò)充或縮減。PE大小決定了邏輯卷的最大大小，4MB的PE決定了單個邏輯卷最大容量為256GB，若希望使用大于256G的邏輯卷則創(chuàng)建卷組時指定更大的PE。PE大小范圍為8KB到512MB，并且必須總是2的倍數(shù)。如果想指定PE大小只需要添加-s選項，指定PE大小就行了，列：

#vgcreate -s 16M myvg /dev/sda5 /dev/sda6。這里指定PE大小為16M。

4、激活卷組

   為了立即使用卷組而不用重啟系統(tǒng)，可以使用vgchange命令來激活卷組

#vgchage -ay myvg

5、創(chuàng)建邏輯卷

   創(chuàng)建邏輯卷的命令是lvcreate，我們在myvg卷組上創(chuàng)建一個6G大小的邏輯卷，

   -L來指定邏輯卷的大?。?n指定邏輯卷的名稱

#lvcreate -L 6G -n mylv myvg

6、格式化邏輯卷分區(qū)

   這里我使用的是ext3格式的文件系統(tǒng)

   #mke2fs -j /dev/myvg/mylv

   創(chuàng)建掛載點(diǎn)來掛在創(chuàng)建好的邏輯卷分區(qū)

  #mkdir /mylv

   #mount /dev/myvg/mylv /mylv

擴(kuò)展一下內(nèi)容

1、為卷組添加新的物理卷

   當(dāng)我們又創(chuàng)建了新的物理卷的時候，想要添加到myvg卷組中時，需要使用vgextend這個命令了。

#vgextend -t myvg /dev/sda7       #先測試是否可以添加物理卷

#vgextend myvg /dev/sda7

   這里/dev/sda7表示我們創(chuàng)建的新的物理卷

   2、從卷組中刪除物理卷

   要從一個卷組中刪除一個物理卷，首先要確認(rèn)要刪除的物理卷沒有被任何邏輯卷使用，這時我們就要使用pvdisplay命令察看一個物理卷信息：

   如果某個物理卷正在被邏輯卷所使用，就需要將該物理卷的數(shù)據(jù)備份到其他地方，然后再刪除。刪除物理卷的命令為vgreduce：

  #vgreduce myvg /dev/sda7   這里為了簡單說明，就將新添加的/dev/sda7從卷組中刪除

附注：

   如果我們創(chuàng)建的卷組包含兩個物理卷，一個7G（/dev/sda5），一個3G(/dev/sda6)，而我們LV上面已經(jīng)有6G的數(shù)據(jù)了，這樣我們就不能將/dev/sda5給移除了，因為移除/dev/sda5必然會損壞數(shù)據(jù)。而且我們不能確定數(shù)據(jù)是不是都在/dev/sda5上面，也不能貿(mào)然移除/dev/sda6。如果需要移除/dev/sda6的話，應(yīng)該先將/dev/sda6上面的數(shù)據(jù)移到同卷組的其他物理卷上，然后再移除/dev/sda6。這就需要使用pvmove這個命令了,步驟如下

 #pvmove /dev/sda6    #不需要指定將數(shù)據(jù)移動到那兒個磁盤上，它會自動將數(shù)據(jù)移動到同組的物理卷上

 #vgreduce myvg /dev/sda6  將物理卷6刪除

3、刪除邏輯卷

   刪除邏輯卷時，要先將其卸載，然后才能刪除,這里我們?yōu)榱撕唵握f明就將上面新建的邏輯卷作為例子

   #umount /dev/myvg/mylv

   #lvremove /dev/myvg/mylv

   Do you really want to remove active logical volume mydata? [y/n]:y

4、擴(kuò)展邏輯卷大小

   擴(kuò)展邏輯卷大小的命令是lvextend，上面我們創(chuàng)建邏輯卷的時候還剩4G容量，那么我們就為其再添加2G容量的步驟如下

   #lvextend –L 8G /dev/myvg/mylv

   或者這樣增加這1G容量

   #lvextend –L +2G /dev/myvg/mylv

   增加邏輯卷的容量以后，我們的物理邊界擴(kuò)展了，此時查看邏輯卷的大小并沒有改變，因為邏輯邊界沒有擴(kuò)展。所以我們就需要擴(kuò)展邏輯卷的邏輯邊界了，命令如下

#resize2fs /dev/myvg/mylv              #這里不用跟調(diào)整的大小，會自動擴(kuò)展到擴(kuò)展的物理邊界

   5、減小邏輯卷的大小

需要先將文件系統(tǒng)卸載了。需要注意的是，在縮減的時候我們的數(shù)據(jù)文件可能會受到影響，所以一般不建議縮減邏輯卷大小。這里我們使用的大小是添加過1G后的邏輯卷的大小，我們將其縮減為5G的大小。步驟如下

#umount /dev/myvg/mylv

#e2fsck –f /dev/myvg/mylv            #強(qiáng)行檢測邏輯卷

#resize2fs /dev/myvg/mylv 5G          #調(diào)整邏輯卷的大小

#lvreduce –L 5G /dev/myvg/mylv       #縮減邏輯卷的大小

或者

(#lvreduce –L -2G /dev/myvg/mylv)

#mount /dev/myvg/mylv /mylv

#df –lh                              #查看各個磁盤的大小

說明：在我們縮減的時候需要先用e2fsck命令強(qiáng)行檢測下邏輯卷，然后用resize2fs命令調(diào)整邏輯卷的大小，最后用lvreduce來減小邏輯卷大小。

常用命令的簡單介紹：

1、物理卷相關(guān)命令

   pvcreate             #創(chuàng)建物理卷

   pvremove             #移除物理卷

   pvmove               #移動物理卷的數(shù)據(jù)

   pvscan               #掃描物理卷

   pvdisplay            #查看物理卷的信息

   例如：

   #pvdisply            #查看所有的物理卷信息

   #pvdisply /dev/sda5 #只查看特定的物理卷的信息

   pvs                  #簡單查看物理卷的信息

   2、卷組相關(guān)命令

   vgcreate      #創(chuàng)建卷組

     -s ：指定PE大小，默認(rèn)PE大小是4M

   vgdisplay     #查看卷組的信息

   vgextend      #擴(kuò)展卷組大小

     -t ：檢測制定物理卷是否可以添加進(jìn)來

   vgreduce      #縮減卷組大小

     -t ：檢測指定物理卷是否可以移除出去

   vgscan        #掃描卷組

   vgs           #查看卷組的簡單信息

   3、邏輯卷相關(guān)命令

   lvcreate      #創(chuàng)建邏輯卷

     -L ：指定創(chuàng)建邏輯卷的大小

     -n ：指定邏輯卷的名稱

   lvdisplay     #查看邏輯卷的信息

   lvremove      #移除邏輯卷

   lvreduce      #縮減邏輯卷大小

   lvextend      #擴(kuò)展邏輯卷大小

   lvs           #簡單查看邏輯卷的信息

二、創(chuàng)建學(xué)習(xí)篇

首先創(chuàng)建PV，然后將PV組合成VG，最后將VG劃分為LV。

1、創(chuàng)建分區(qū)

使用分區(qū)工具（如：fdisk等）創(chuàng)建LVM分區(qū)，注意LVM的分區(qū)類型為8e。

使用fdisk創(chuàng)建分區(qū)，根據(jù)設(shè)備文件的絕對路徑（/dev/sda）進(jìn)入分區(qū)管理

注：一定要指定分區(qū)的格式為8e，這是LVM的分區(qū)格式

2、創(chuàng)建物理卷（PV）

格式：pvcreate  設(shè)備名稱

查看結(jié)果：

格式：pvdisplay  設(shè)備名稱

格式：pvs

3、創(chuàng)建卷組（VG）

格式：vgcreate VGNAME PV名稱 …

vgcreate –s PE 可以指定PE大小

查看結(jié)果：

格式：vgdisplay  設(shè)備名稱

格式：vgs

4、創(chuàng)建邏輯卷（LV）

格式：lvcreate –L SIZE –n LV_NAME VG_NAME

（說明：-L指定邏輯卷的大小，-n指定邏輯卷名稱卷組名稱 –l指定PE的個數(shù)）

查看結(jié)果：

格式：lvdisplay

格式：lvs

5、LV格式化及掛載

下一步需要對LV進(jìn)行格式化（使用mke2fs進(jìn)行格式化操作），然后LV才能存儲資料

注：邏輯卷的設(shè)備文件路徑：/dev/VG_NAME/LV_NAME

/dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME

三、管理學(xué)習(xí)篇

1、擴(kuò)展VG

首先準(zhǔn)備好一個PV，然后使用vgextend命令即可完成擴(kuò)展；

命令格式：vgextend VG_NAME /PATH/TO/PV

2、縮減VG

首先確定要移除的PV，然后將此PV上的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移至其他PV，最后從卷組中將此PV移除；

命令格式：

• 移動數(shù)據(jù)：pvmore 盤區(qū)到盤區(qū)

• 移除VG：vgreduce VG_NAME /PATH/TO/PV

注：在移除物理卷之前一定要把數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到其他盤區(qū)上。

3、刪除PV

命令格式：pvremove

4、擴(kuò)展邏輯卷

首先確定擴(kuò)展多大？然后確定當(dāng)前邏輯卷所在的卷組有足夠的空間可用，最后進(jìn)行擴(kuò)展：方法：

一：擴(kuò)展物理邊界：lvextend-L [+]SIZE /path/to/lv

（注：“+”可省的，其中有“+”表示擴(kuò)展了，無“+”表示擴(kuò)展了）

二：擴(kuò)展邏輯邊界：resize2fs/path/to/device

5、縮減邏輯卷

由于邏輯卷的縮減有風(fēng)險，所以第一步要確定縮減為多大？也就是說至少能容納原有的數(shù)據(jù)，第二步進(jìn)行縮減；縮減需要三步：

a)、卸載并強(qiáng)行檢測文件系統(tǒng)

命令：e2fsck –f

b)、邏輯邊界

命令：resize2fs/path/to/device SIZE

c)、物理邊界

命令：lvextend -L [+/-]SIZE /path/to/lv

d)、查看結(jié)果

6、快照卷（只是做原件的通路，不能修改，不能寫入）

lvcreate

-s ：指定快照卷；

-p r：限定快照卷為只讀訪問的；

格式： lvcreate -L SIZE-s -p r -n LV_NAME /path/to/lv

7、利用LV的快照功能還原系統(tǒng)

#lvcreate -L 50M -s -p r -n mylv-snap /dev/myvg/mylv【創(chuàng)建快照mylv-snap】

#mount -o ro /dev/myvg/mylv-snap /media【掛載快照】

#tar -jcv -f /backup/lvm.tar.bz2 /media/*        【備份快照數(shù)據(jù)】

#umount /media

#lvremove  /dev/myvg/mylv-snap

對/dev/myvg/mylv里面的數(shù)據(jù)進(jìn)行隨意修改.......

還原：

#tar -jxv -f  /backup/lvm.tar.bz2  -C /mnt【將快照備份的數(shù)據(jù)還原到lvm當(dāng)中】

8、移除邏輯卷和快照卷

首先要確定已經(jīng)卸載過了邏輯卷

格式：lvremove /path/to/lv

9、移除卷組

格式： vgremove/path/to/lv

總結(jié)：LVM邏輯卷是Linux里面一個很棒的空間使用機(jī)制，因為分區(qū)在沒有格式化的情況下是沒有辦法加大或者放小的。通過LVM可以將你的磁盤空間做到靈活自如。