lvm（邏輯卷管理）的魅力

近來，隨着課程的深刻，開始接觸到lvm邏輯卷。由開始的不懂，到如今的半知半懂，慢慢的感覺到了lvm邏輯卷由內而外散發出的魅力。做爲一個小白，爲了能更好地學習和理解lvm邏輯卷的知識，特趁着可貴的休息時間，總結一下本身所學的關於lvm邏輯卷的知識，有錯誤的地方，請各位大神指正，共同窗習！

本人認爲lvm邏輯卷主要有兩大魅力：

    一、邏輯卷的邊界是可變化的。

    二、lvm支持快照（snapshot)。

各位看官彆着急，且聽小生慢慢說來：

前言

首先，讓咱們思考一個問題：爲何會出現LVM技術？

本人是這樣認爲的：對於咱們經常使用PC的人來講，咱們老是不得不對磁盤執行分區。硬盤分區是一種使人厭煩，但公認是使操做系統設置和運行進程不可或缺的一部分。由於要作好工做，就要精確地估計每一個分區須要的空間，因此硬盤分區很煩人。若是估計失誤了，分得太大，會浪費空間；分得太少了，空間又不夠用。爲了解決這個問題，你甚至可能須要執行整個系統備份、將硬盤清除乾淨，而後將全部數據恢復到新的（可能比原來好一些）分區佈局中。對於服務器來講，也是如此。傳統的這種方法極爲不便，不能動態地擴展或縮減分區的大小，因此就有了後來的lvm的出現。

1、lvm、相關概念以及兩大魅力簡介

 一、lvm簡介   

            LVM: Logical Volumn Manager （邏輯卷管理器），它是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4內核上實現，目前最新版本爲：穩定版1.0.5，開發版 1.1.0-rc2，以及LVM2開發版。它於1998年發佈到Linux社區中，它容許你在Linux系統上用簡單的命令行管理一個完整的邏輯卷管理環境。

            LVM實質上是將一個或多個底層塊設備組織一個邏輯的工具。

        二、lvm重要概念

        重要的概念有：Physical volume (PV)：物理卷， Physical extent (PE)：盤區，Volume group (VG)：卷組，Logical volume(LV) ：邏輯卷

        如下是概念的詳細解釋：

            物理存儲介質（The physical media）：這裏指系統的存儲設備，如硬盤/分區，是存儲系統最低層的存儲單元。

           物理卷（PV） :  LVM的基本存儲邏輯塊，通常會把硬盤/分區作成物理卷，甚至底層塊設備是raid也能被作成物理卷。PV不一樣於基本的物理存儲介質（如分區、磁盤等），它包含有與LVM相關的管理參數。（物理卷不能被格式化，它沒有文件系統的概念。）

            物理盤區(PE)  :  就是一塊磁盤空間，物理卷被劃分紅多個同等大小的PE。大小固定，通常爲4M或8M（一個PE只能屬於一個邏輯卷）。

            卷組（VG）：LVM卷組徹底相似於擴展分區，不能被直接使用必須進行再次劃分。能夠在卷組上建立一個或多個「LVM分區」（邏輯卷），卷組由多個物理卷（PV）組成。

       邏輯卷（LV）：LVM的邏輯卷相似於非LVM系統中的硬盤分區，在邏輯卷之上能夠創建文件系統，也就是從VG中劃分的邏輯分區。

       

        下面以一個簡單的圖說明一下物理卷、卷組、邏輯卷之間的關係：

        

    建立邏輯卷的過程說明：

        （1）先把磁盤/分區轉換爲pv(物理卷)。因爲物理卷沒有文件系統的概念，不能被格式化，因此轉換爲物理卷後，原磁盤/分區的文件系統不能被保留。

        （2）建立卷組，把多個物理卷添加到卷組中。實質上，建立卷組會默認或可指定PE的大小，物理卷加入卷組後，會被分割成一個個固定大小的PE。

        （3）卷組至關於擴展分區，不能被直接使用，因而要在卷組中建立邏輯卷。實質上，建立指定大小的邏輯卷是在卷組中把可用的多個PE分配給邏輯卷，因爲PE的大小是固定的，因此建立出的邏輯卷的大小會有誤差。由此可知，邏輯卷只能看到卷組中的PE，而沒法看不到底層中有多少塊物理卷。邏輯卷至關於非LVM系統中的硬盤分區，在邏輯卷之上能夠創建文件系統。

    三、lvm的兩大魅力簡介

    到這裏，咱們能夠知道：

        （1）因爲lvm可把物理卷分割成PE和劃分邏輯卷的特性，可知lvm邏輯卷的邊界是能夠動態擴展和縮減的。實質上，邏輯卷邊界的動態擴展和縮減是分爲兩層的：物理邊界和邏輯邊界各自的擴展和縮減。這裏不細講，如下會有詳細事例進一步說明。

        （2）lvm若是僅有邏輯卷這麼一個功能，就不可能那麼受歡迎了。lvm使人興奮的是，它還支持快照的功能。有了快照後，咱們對於數據庫的備份就會變得很是簡單+easy了。這裏也不細說，如下會進一步說明。

    2、lvm邏輯卷建立過程詳解

   lvm邏輯卷建立的整個過程大體以下：

        分區 --> PV --> VG --> LV  --> 將分區格式化（爲分區建立文件系統）--> 掛載邏輯分區

    

    下面，用一個實例來加深各位對lvm的理解。

    一、分區

        使用分區工具fdisk分區，爲了使其能被lvm支持，須要把分區的系統ID改成8e（注：不把分區的系統ID設爲8e也能將其轉換爲物理卷）。

    

    

    

    另外一個分區的建立就不貼圖了，各位小夥伴能夠去嘗試一下，很好玩的！-_-

    

    二、建立物理卷（PV）   

    [root@localhost ~]# pvcreate /dev/sda3 /dev/sdb1     
      Physical volume "/dev/sda3" successfully created
      Physical volume "/dev/sdb1" successfully created

    物理卷（pv）相關命令介紹：

         pvcreate : 建立pv（物理卷）

                pvs, pvdisplay : 查看pv

                pvremove : 移除pv

                pvmove : 移動pv（把該物理捲上的數據移到卷組的其餘物理捲上）

                pvscan : 掃描有哪些pv

        三、建立卷組（VG）   

    [root@localhost ~]# vgcreate -s 8 myvg /dev/sda3 /dev/sdb1   
      Volume group "myvg" successfully created
    [root@localhost ~]# vgs
      VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
      myvg   2   0   0 wz--n- 10.02g 10.02g
      vg0    1   4   0 wz--n- 59.99g  7.99g
    [root@localhost ~]# vgdisplay
      --- Volume group ---
      VG Name               myvg
      System ID             
      Format                lvm2
      Metadata Areas        2
      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                2
      Act PV                2
      VG Size               10.02 GiB
      PE Size               8.00 MiB      #指定PE的大小爲8M
      Total PE              1282
      Alloc PE / Size       640 / 5.00 GiB
      Free  PE / Size       642 / 5.02 GiB
      VG UUID               5cHXI4-WSz9-ACFQ-IiQj-iUIW-vcxd-gahSK8

    卷組（VG）相關命令介紹：

          vgcreate ： 建立卷組，-s 選項能夠指定PE的大小

                  vgs, vgdisplay ：查看卷組的信息

                  vgremove ： 移除卷組

                  vgextend : 擴展卷組的空間

                  vgreduce : 縮減卷組的空間

                        縮減卷組中的空間，通常都是經過移除某一個物理捲來完成的。

                        須要注意的是：

                            移除卷組中的某一物理卷時，應該先使用pvmove命令把該物理捲上的數據移到卷組上別的分區，而後才用vgreduce命令指定移除該物理卷

                             

                  vgscan：掃描有哪些卷組

        四、建立邏輯卷（LV）

    

    

    邏輯卷（LV）相關命令介紹：

        lvcreate : 建立邏輯卷（lv）

             -n lv_name （指定邏輯卷的名稱）

            -L #UNIT{mMgGtT}  （指定邏輯卷的大小）

        lvs，lvdisplay ：查看邏輯卷的信息

        lvremove : 移除指定的邏輯卷

        lvextend : 擴展邏輯卷

        lvreduce : 縮減邏輯卷

        lvscan ：掃描有哪些邏輯卷

    五、格式化邏輯卷

     

         mke2fs：用來格式化分區（爲分區建立文件系統）

            -t 指定文件系統類型

   六、掛載分區

        

        mount ：用於掛載分區

        掛載mylv邏輯分區後，就能在該邏輯分區上存儲數據了！

    怎樣？是否是很簡單啊！好了，下面讓咱們進一步深刻lvm 吧！

    如下所講的是咱們高級班的內容，要學請轉入咱們的高級班，只要999元！！！ 

    -_- ,說笑的~

   3、邏輯卷的擴展與縮減

    lvm存儲空間邊界分爲兩類：

            物理邊界：物理磁盤的存儲大小

            邏輯邊界：邏輯卷的空間大小

        以下圖所示：

       

    內圓範圍是文件系統（邏輯），外圓範圍是存儲空間（物理）。

        文件系統是在存儲空間上抹上一層軟件級別的管理方案。於是文件系統空間大小不能大於存儲空間的大小。

     

    所以咱們知道邏輯卷擴展和縮減是有要求的：

            擴展：物理 --> 邏輯（先擴展物理卷，而後才擴展邏輯卷。）

            縮減：邏輯 --> 物理（先縮減邏輯卷，而後才縮減物理卷。）

                縮減不能少於已經存儲的全部數據空間的大小！！！（縮減須謹慎！！！）

    一、擴展邏輯卷

        （1）先肯定擴展的目標大小；並確保對應的卷組中有足夠的空閒空間可用；             

             [root@localhost ~]# vgs
             VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
             myvg   2   1   0 wz--n- 10.02g 5.02g
             vg0    1   4   0 wz--n- 59.99g 7.99g

            （2）擴展物理邊界

            增長新的分區：

            

            把分區轉換成PV：

            

            把新的物理卷加入卷組：     

            [root@localhost ~]# vgextend myvg /dev/sdb2 # vgextend擴展邏輯卷的大小
              Volume group "myvg" successfully extended
            [root@localhost ~]# vgs
              VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
              myvg   3   1   0 wz--n- 15.02g 10.02g
              vg0    1   4   0 wz--n- 59.99g  7.99g

            擴展物理邊界：                 

            [root@localhost ~]# lvs
              LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
              mylv myvg -wi-ao----  5.00g                                             
              root vg0  -wi-ao---- 20.00g                                             
              swap vg0  -wi-ao----  2.00g                                             
              usr  vg0  -wi-ao---- 10.00g                                             
              var  vg0  -wi-ao---- 20.00g                                             
            [root@localhost ~]# lvextend -L 10G /dev/myvg/mylv     # 注意：-L 10G 是指定擴展後的邏輯卷大小爲10G，並非+10G的意思
              Extending logical volume mylv to 10.00 GiB           #       -L指定的擴展後的邏輯卷大小不能比原來邏輯卷的大小還小
              Logical volume mylv successfully resized
            [root@localhost ~]# lvs
              LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
              mylv myvg -wi-ao---- 10.00g                                             
              root vg0  -wi-ao---- 20.00g                                             
              swap vg0  -wi-ao----  2.00g                                             
              usr  vg0  -wi-ao---- 10.00g                                             
              var  vg0  -wi-ao---- 20.00g

            （3）擴展邏輯邊界               

        [root@localhost ~]# blkid /dev/myvg/mylv    # blkid命令能夠查看塊設備的UUID號，也能夠查看該塊設備的文件系統類型    
         /dev/myvg/mylv: UUID="b9301aad-ca3b-497a-88e2-22e121247914" TYPE="ext4" 
        [root@localhost ~]# resize2fs /dev/myvg/mylv  # resize2fs命令表示從新調整文件系統的大小（根據物理邊界的大小，自動調整）
         resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
         Filesystem at /dev/myvg/mylv is mounted on /mnt; on-line resizing required
         old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
         Performing an on-line resize of /dev/myvg/mylv to 2621440 (4k) blocks.
         The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 2621440 blocks long. 
        [root@localhost ~]# blkid /dev/myvg/mylv
         /dev/myvg/mylv: UUID="b9301aad-ca3b-497a-88e2-22e121247914" TYPE="ext4" 
        [root@localhost ~]# ls /mnt   # 擴展邏輯卷mylv後，數據沒丟失
         fstab  lost+found

    二、縮減邏輯卷

       注意：a、縮減邏輯卷的操做是很危險的，操做不當，頗有可能會使得數據丟失。請慎重！！！

                       b、縮減邏輯卷時，邏輯卷要離線，不能處在掛載當中！

           

        （1）先肯定縮減後的目標大小；並確保對應的目標邏輯卷大小中有足夠的空間可容納原有全部數據；                

        [root@localhost ~]# lvs /dev/myvg/mylv        
        LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
        mylv myvg -wi-a----- 10.00g

            （2）先卸載文件系統，並要執行強制檢測

        [root@localhost ~]# mount  # mount命令能查看當前系統中掛載的設備
        /dev/mapper/myvg-mylv on /mnt type ext4 (rw)
        [root@localhost ~]# umount /dev/myvg/mylv    # umount命令可卸載所指定的已掛載的設備
        [root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/myvg/mylv  # e2fsck -f ，強制檢測邏輯卷mylv的文件系統
        e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)
        Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
        Pass 2: Checking directory structure
        Pass 3: Checking directory connectivity
        Pass 4: Checking reference counts
        Pass 5: Checking group summary information
        /dev/myvg/mylv: 12/655360 files (0.0% non-contiguous), 76784/2621440 blocks

            （3）縮減邏輯邊界           

        [root@localhost ~]# resize2fs /dev/myvg/mylv 5G  # 這表示自動調整邏輯卷mylv的文件系統大小到5G
        resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
        Resizing the filesystem on /dev/myvg/mylv to 1310720 (4k) blocks.
        The filesystem on /dev/myvg/mylv is now 1310720 blocks long.

           （4）縮減物理邊界                

        [root@localhost ~]# lvreduce -L 5G /dev/myvg/mylv    # 這表示縮減邏輯卷mylv的存儲空間到5G
        WARNING: Reducing active logical volume to 5.00 GiB
        THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
        Do you really want to reduce mylv? [y/n]: y    # 注意：這裏會提示你當前的操做有可能會使得數據丟失，問你是否要繼續？（想清楚額，後果自付！！！）
        Reducing logical volume mylv to 5.00 GiB
        Logical volume mylv successfully resized

        （5）從新把邏輯卷掛載上去，查看數據是否丟失      

         

    

        呼！！！看到這裏，各位看官是否是都有點視覺疲勞了？

        革命還沒有成功，同志仍須繼續！

        不過，寫到這裏篇幅已經不夠了，本人決定另起一篇博客（是這篇博客的續寫）繼續寫下去。

        欲知後事如何，且聽下回分解！