LVM及其使用

##LVM是什麼？ LVM（Logical Volume Manager），即磁盤卷管理，是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制。經過LVM能夠很方便的實現：

• 在線擴容
• 跨物理硬盤分區
• 在線遷移
• 快照

##LVM原理 LVM是磁盤分區和文件系統之間添加的一個邏輯層，來爲文件系統屏蔽下層磁盤分區佈局，提供一個抽象的盤卷，在盤捲上創建文件系統。 LVM架構以下：

• 物理存儲介質（PhysicalStorageMedia） 指系統的物理存儲設備：磁盤，如：/dev/hda、/dev/sda等，是存儲系統最底層的存儲單元。
• 物理卷（Physical Volume，PV） 指磁盤分區或從邏輯上與磁盤分區具備一樣功能的設備（如RAID），是LVM的基本存儲邏輯塊，但和基本的物理存儲介質（如分區、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關的管理參數。
• 卷組（Volume Group，VG） 相似於非LVM系統中的物理磁盤，其由一個或多個物理卷PV組成。能夠在卷組上建立一個或多個LV（邏輯卷）。
• 邏輯卷（Logical Volume，LV） 相似於非LVM系統中的磁盤分區，邏輯卷創建在卷組VG之上。在邏輯卷LV之上能夠創建文件系統（好比/home或者/usr等）。
  • 線性邏輯卷 (Linear Volumes) 一個線性邏輯卷聚合多個物理捲成爲一個邏輯卷.好比,若是你有兩個60GB硬盤,你能夠生成120GB的邏輯卷.
  • 條塊化的邏輯卷(Striped Logical Volumes) 當你寫數據到此邏輯卷中時,文件系統能夠將數據放置到多個物理卷中.對於大量鏈接讀寫操做,它能改善數據I/O效率.
  • 鏡像的邏輯卷(Mirrored Logical Volumes) 鏡像在不一樣的設備上保存一致的數據.數據同時被寫入原設備及鏡像設備.它提供設備之間的容錯。
  • 快照卷(Snapshot Volumes) 快照卷提供在特定瞬間的一個設備虛擬映像，當快照開始時，它複製一份對當前數據區域的改變，因爲它優先執行這些改變，因此它能夠重構當前設備的狀態。
• 物理塊（Physical Extent，PE） 每個物理卷PV被劃分爲稱爲PE（Physical Extents）的基本單元，具備惟一編號的PE是能夠被LVM尋址的最小單元。PE的大小是可配置的，默認爲4MB。因此物理卷（PV）由大小等同的基本單元PE組成。因此每個邏輯卷大小都是物理塊的整數倍。
• 邏輯塊（Logical Extent，LE） LVM抽象模型 邏輯卷LV也被劃分爲可被尋址的基本單位，稱爲LE。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，而且一一對應。

建立LVM

如下操做前請肯定保存好硬盤中的數據。。。。

1. 首先安裝LVM(以Debian爲例)

   sudo apt-get install lvm2

2. 將硬盤初始化爲物理卷 在建立卷組前，首先要將硬盤初始化成物理卷已供LVM使用。

   pvcreate /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc2

能夠經過pvdisplay或者pvs來查看已經建立的物理卷信息。

3. 建立卷組 將已經建立的物理卷整合成爲一個卷組

   vgcreate mydisk /dev/sda /dev/sdb /dev/sdc2 vgcreate能夠經過-s選項來改變PE的默認大小，大小必須是2的階乘，最小爲1kb。 一樣能夠經過vgdisplay和vgs來查看卷組信息。 能夠發現/dev/多了一個mydisk文件夾

4. 建立邏輯卷

   lvcreate -n MyRoot -L +14G mydisk

這樣就建立了名字爲MyRoot的邏輯卷，塊設備文件默認爲/dev/mydisk/MyRoot（其是一個鏈接，指向/dev/mapper/的同名文件）。 一樣可使用lvs和lvdisplay來查看邏輯卷的狀況。

PS 若是過須要條塊化，請參閱7

5. 在邏輯捲上建立分區 邏輯卷建立完成後就能夠當成普通的塊文件來使用。

   mkfs.ext4 /dev/mydisk/MyRoot

6. 掛載使用 掛載到合適的位置。 mount /dev/mydisk/MyRoot/ /mnt/MySecret

7. 條塊化I/O LVM條塊化是LVM功能之一，該技術會跨多個磁盤寫入數據，而不是對單一物理卷持續寫入。條塊化優勢以下：

   • 它會改善磁盤性能。
   • 避免對單一硬盤的不斷的大量寫入。
   • 使用對多個硬盤的條塊化寫入，能夠減小硬盤填滿的概率。

建立lv的時候能夠加上-i[number]選項就可使用條塊化方法，若是須要可使用-I選項聲明條塊尺寸，一樣必須是2的階乘，可是不能超過PE的大小。

##LVM的伸展 LVM能夠實如今線擴大分區容量，也就是說，若是分區的空間不夠用了，能夠隨時擴大而不用下線。 從下至上

1. 初始化要添加的物理分區或硬盤，同上。

2. 擴展卷組 將一個硬盤或者物理分區添加到卷組之中。 vgextend mydisk /dev/sdd

3. 擴展邏輯卷 擴大邏輯卷 lvextend -L +1G /dev/mydisk/MyRoot 注意擴大的單位可使用必定不要超過VG的剩餘空間。

4. 更新文件系統 resizefs /dev/mydisk/MyRoot #ext二、ext三、ext4 xfs_growfs /dev/mydisk/MyRoot #XFS

簡單而優雅。

##LVM的縮小 LVM縮小操做必須離線，並且必定要備份數據 相比伸展，LVM的縮小操做就有必定的風險了，必定要當心。 自上而下

1. 卸載LV umount /mnt/MySecret
2. 縮小文件系統 resize2fs /dev/mydisk/MyRoot 1G #將文件系統改變爲1G，請肯定已存在的文件體積小於1G
3. 檢查文件系統 e2fsck -f /dev/mydisk/MyRoot
4. 縮小LV lvreduce -L -1G /dev/mydisk/MyRoot #將MyRoot縮小成1G
5. 從新掛載 mount /dev/mydisk/MyRoot /mnt/MySecret 必定要當心謹慎。。

##縮小卷組 縮小卷組其實就是將物理硬盤移出卷組，移出前必定要保證移出的物理硬盤是空的。若是使用了條塊化I/O的化，備份數據吧（求大神指教）。 vgreduce mydisk /dev/sda vgreduck -a mydisk #自動移除空的卷

##刪除LVM 由上至下。。

1.刪除LV lvremove /dev/mydisk/MyRoot 2.刪除VG vgremove mydisk 3.刪除PV pvremove /dev/sda`

##LVM快照

LVM快照是以空間換時間時間的方式製做的lvm卷副本。它只在lvm中工做，並只在源邏輯捲髮生改變時佔用快照卷的空間。若是源卷的變化達到1GB這麼大，快照卷一樣也會產生這樣大的改變。於是，對於空間有效利用的最佳途徑，就是老是進行小的修改。若是快照將存儲空間消耗殆盡，咱們可使用lvextend來擴容。而若是咱們須要縮減快照所佔用卷的大小，可使用lvreduce。

說白了快照就是保存變化前的文件，因此快照不能用於備份，它並非完整的副本，因此當遇到硬盤物理損壞等非正常情況是沒法恢復的。

步驟：

1. 查看卷組中是否有足夠剩餘空間（vgdisplay信息裏的Free PE/Size項）來建立快照，沒有的話請參考上面擴容部分擴容。

2.建立快照

lvcreate --size 1G --snapshot --name my_snap /dev/mydisk/MyRoot

3. 驗證快照 使用lvs查看，會發現多了一個my_snap，而它的origin欄對應着MyRoot，這就是存放快照的卷，能夠經過df -Th來查看佔用的空間。

4. 擴充快照 在使用過程當中可能發生空間不夠用的狀況，這時候請必定在空間佔慢前擴充快照的空間，也就是其邏輯卷的空間（參考上文）。

5. 快照恢復 恢復操做是沒法在線的。 首先要卸載要回復的物理卷，而後在進行合併操做。

   umount /mnt/MyRoot lvconvert --merge /dev/mydisk/my_snap

在合併完成後，快照卷將被自動移除。

##LVM遷移

LVM遷移是LVM衆多優秀特性之一，經過它，咱們能夠遷移邏輯捲到一個新的磁盤而不會丟失數據，也不用關機操做。該特性的功能是將數據從舊磁盤移動到新磁盤。一般，咱們只是在一些磁盤發生錯誤時，纔將數據從一個磁盤遷移到另一個磁盤存儲。 特色：

• 將邏輯卷從一個磁盤移動到另外一個磁盤。
• 咱們可使用任何類型的磁盤，如SATA、SSD、SAS、SAN storage iSCSI或者FC。
• 在線遷移磁盤，並且數據不會丟失。

###方法一：

1. 確認磁盤情況，肯定要將數據從那個硬盤遷移，遷移到那個硬盤。 經過df -h和lvdisplay和vgdisplay查看磁盤和LVM狀態

2.在要遷移到的硬盤/分區上建立物理卷

`pvcreate /dev/sdc1`

3. 添加到已有卷組

   ` vgextend mydisk /dev/sdc1`
    `vgs`

4. 建立鏡像到新物理卷

   `lvconvert -m 1 /dev/mydisk/MyRoot /dev/sdc1`

-m爲--mirror的縮寫，數字是表示鏡像份數，過程時間稍長。。

5. 驗證鏡像

   lvs -o+devices

6. 刪除原鏡像 這時候MyRoot對應者/dev/sdc1的鏡像和對應原來的多個物理卷組成的鏡像。要將原來的移除，要先刪除原來的鏡像

   lvconvert -m 0 /dev/mydisk/MyRoot

0即移除。

7. 將MyRoot從vg中移除，參考上面的刪除lv

###方法2 方法一第三步日後:直接使用`pvmove /dev/mydisk/MyRoot /dev/sdc1 方法一的意義在於，服務器環境LVM通常會有不少鏡像，相似raid 1，直接建立鏡像要快的多。（聽人說的，待肯定）