CentOS 6.3下配置LVM（邏輯卷管理）

1、簡介

LVM是邏輯盤卷管理（Logical Volume Manager）的簡稱，它是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制，LVM是創建在硬盤和分區之上的一個邏輯層，來提升磁盤分區管理的靈活性。

LVM的工做原理其實很簡單，它就是經過將底層的物理硬盤抽象的封裝起來，而後以邏輯卷的方式呈現給上層應用。在傳統的磁盤管理機制中，咱們的上層應用是直接訪問文件系統，從而對底層的物理硬盤進行讀取，而在LVM中，其經過對底層的硬盤進行封裝，當咱們對底層的物理硬盤進行操做時，其再也不是針對於分區進行操做，而是經過一個叫作邏輯卷的東西來對其進行底層的磁盤管理操做。好比說我增長一個物理硬盤，這個時候上層的服務是感受不到的，由於呈現給上層服務的是以邏輯卷的方式。

LVM最大的特色就是能夠對磁盤進行動態管理。由於邏輯卷的大小是能夠動態調整的，並且不會丟失現有的數據。若是咱們新增長了硬盤，其也不會改變現有上層的邏輯卷。做爲一個動態磁盤管理機制，邏輯卷技術大大提升了磁盤管理的靈活性。

基本的邏輯卷管理概念：

PV（Physical Volume）- 物理卷
物理卷在邏輯卷管理中處於最底層，它能夠是實際物理硬盤上的分區，也能夠是整個物理硬盤，也能夠是raid設備。

VG（Volumne Group）- 卷組
卷組創建在物理卷之上，一個卷組中至少要包括一個物理卷，在卷組創建以後可動態添加物理捲到卷組中。一個邏輯卷管理系統工程中能夠只有一個卷組，也能夠擁有多個卷組。

LV（Logical Volume）- 邏輯卷
邏輯卷創建在卷組之上，卷組中的未分配空間能夠用於創建新的邏輯卷，邏輯卷創建後能夠動態地擴展和縮小空間。系統中的多個邏輯卷能夠屬於同一個卷組，也能夠屬於不一樣的多個卷組。

關係圖以下：

PE（Physical Extent）- 物理塊

LVM 默認使用4MB的PE區塊，而LVM的LV最多僅能含有65534個PE (lvm1 的格式)，所以默認的LVM的LV最大容量爲4M*65534/(1024M/G)=256G。PE是整個LVM 最小的儲存區塊，也就是說，其實咱們的資料都是由寫入PE 來處理的。簡單的說，這個PE 就有點像文件系統裏面的block 大小。因此調整PE 會影響到LVM 的最大容量！不過，在 CentOS 6.x 之後，因爲直接使用 lvm2 的各項格式功能，所以這個限制已經不存在了。

2、系統環境

實驗環境：Oracle VM VirtualBox

系統平臺：CentOS release 6.3 (Final)

mdadm 版本：mdadm - v3.2.6 - 25th October 2012

LVM 版本：lvm2-2.02.100-8.el6.i686

設備類型：分區、物理硬盤、raid 設備

3、磁盤準備

在這篇文章中，咱們將模擬raid五、分區、物理硬盤三種類型設備建立VG，raid5 須要四塊硬盤，分區和物理硬盤各一塊硬盤，還有擴容時須要至少一塊硬盤，因此在虛擬機裏添加八塊硬盤，每塊5GB.

4、安裝LVM管理工具

4.1 檢查系統中是否安裝了LVM管理工具

# rpm -qa|grep lvm

4.2 若是未安裝，則使用yum 方式安裝

# yum install lvm*

# rpm -qa|grep lvm

5、新建一個raid5 設備

使用/dev/sdb, /dev/sdc, /dev/sdd, /dev/sde 四塊物理硬盤作軟raid模擬。

# mdadm -C /dev/md5 -ayes -l5 -n3 -x1 /dev/sd[b,c,d,e]

寫入RAID配置文件/etc/mdadm.conf 並作適當修改。

# echo DEVICE /dev/sd{b,c,d,e} >> /etc/mdadm.conf

# mdadm –Ds >> /etc/mdadm.conf

詳細請參考上篇文章：http://www.cnblogs.com/mchina/p/linux-centos-disk-array-software_raid.html

6、新建一個分區

使用/dev/sdf 模擬分區。

# fdisk /dev/sdf

# fdisk -l /dev/sdf

準備工做就緒，下面咱們使用三種設備/dev/md五、/dev/sdf一、/dev/sdg 來完成LVM實驗。

7、建立PV

# pvcreate /dev/md5 /dev/sdf1 /dev/sdg

查看PV

# pvdisplay

還可使用命令pvs 和pvscan 查看簡略信息。

# pvs

# pvscan

8、建立VG

# vgcreate vg0 /dev/md5 /dev/sdf1 /dev/sdg

說明：vg0 是建立的VG設備的名稱，能夠隨便取；後面接上述的三個設備，也就是把三個設備組合成一個vg0.

查看VG

# vgdisplay

說明：

VG Name　　VG的名稱

VG Size　　VG的總大小

PE Size　　PE的大小，默認爲4MB

Total PE　　PE的總數量，5114 x 4MB = 19.98GB

Free PE / Size　　剩餘空間大小

一樣可使用命令vgs 和vgscan 查看。

# vgs

# vgscan

9、建立LV

# lvcreate -L 5G -n lv1 vg0

說明：

-L    指定建立的LV 的大小
-l    指定建立的LV 的PE 數量
-n    LV的名字
上面命令的意思是：從vg0 中分出5G的空間給lv1 使用

查看LV的信息

# lvdisplay

說明：

LV Path　　LV的路徑，全名

LV Name　　LV的名字

VG Name　　所屬的VG

LV Size　　LV的大小

再來看VG 的信息

# vgs

VFree 從19.98g 減小到了14.98g，另外的5g 被分配到了lv1.

10、格式化LV

# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv1

11、掛載使用

# mkdir /mnt/lv1

# mount /dev/vg0/lv1 /mnt/lv1/

# df –TH

將掛載信息寫入/etc/fstab

12、添加測試數據

下面咱們將對LVM進行擴容和縮減操做，因此向/mnt/lv1 中寫入測試數據以驗證LVM 的磁盤動態管理。

# touch /mnt/lv1/test_lvm_dynamic.disk

# touch /mnt/lv1/test_lvm_dynamic.disk2

# touch /mnt/lv1/test_lvm_dynamic.disk3

# ll /mnt/lv1/

十3、LVM的擴容操做

LVM最大的好處就是能夠對磁盤進行動態管理，並且不會丟失現有的數據。

假若有一天，lv1的使用量達到了80%，須要擴容，那咱們該怎麼作呢？

由於vg0中還有不少剩餘空間，因此咱們能夠從vg0中再分配點空間給lv1。

13.1 LV的擴容

查看vg0 的剩餘容量，還有14.98g 可用。

對lv1進行擴容。

# lvextend -L +1G /dev/vg0/lv1

說明：在lv1原有的基礎上增長了1G.

查看如今vg0 的剩餘容量，減小了1G.

再查看lv1的容量，從5G增長到了6G.

使用df –TH 命令查看實際的磁盤容量。

發現實際容量並無變化，由於咱們的系統還不認識剛剛添加進來的磁盤的文件系統，因此還須要對文件系統進行擴容。

# resize2fs /dev/vg0/lv1

# df –TH

如今的可用容量已經增長到了5.9G。

查看測試數據

數據正常，對lv1的在線動態擴容完成。

還有一種狀況，就是假如咱們的vg0 空間不夠用了，怎麼辦？這時咱們就須要對VG進行擴容。

13.2 VG的擴容

VG的擴容能夠有兩種方法，第一種方法是經過增長PV來實現，操做以下：

A. 建立PV，使用/dev/sdh 來建立一個PV。

B. 擴容VG

如今的vg0 容量爲19.98g.

# vgextend vg0 /dev/sdh

# vgs

如今vg0 的容量爲24.97g, 增長了5GB，即一塊物理硬盤的容量，VG擴容成功。

第二種方法是經過擴展RAID設備的容量來間接對VG進行擴容。這種方法在上一篇文章中有介紹，這裏再也不贅述，須要注意的地方是，/dev/md5 的大小變化後，須要調整PV的大小，操做以下：

# pvresize /dev/md5

十4、LVM的縮減操做

縮減操做須要離線處理。

14.1 LV的縮減

A. umount 文件系統

B. 縮減文件系統

# resize2fs /dev/vg0/lv1 4G

提示須要先運行磁盤檢查。

C. 檢查磁盤

# e2fsck –f /dev/vg0/lv1

D. 再次執行縮減操做

縮減文件系統成功，下面縮減LV的大小。

E. 縮減LV

# lvreduce /dev/vg0/lv1 –L 4G

說明：Step E 和Step D 縮減的大小必須保持一致，這裏的4G是縮減到的大小；若是使用的是"-4G"，則表示容量減小多少的意思。

F. 掛載查看

LV 縮減成功。

G. 查看測試數據

數據正常。

14.2 VG的縮減

A. umount 文件系統

B. 查看當前的PV詳情

C. 將/dev/sdg 從vg0 中移除

# vgreduce vg0 /dev/sdg

D. 再次查看PV狀況

/dev/sdg 已經不屬於vg0了。

E. 查看vg0 的狀況

vg0 的大小減小了5GB.

VG 縮減成功。

十5、刪除LVM

若是要完全的來移除LVM的話，須要把建立的步驟反過來操做。

15.1 umount 文件系統

15.2 移除LV

# lvremove /dev/vg0/lv1

15.3 移除VG

# vgremove vg0

15.4 移除PV

# pvremove /dev/md5 /dev/sdf1 /dev/sdg /dev/sdh

LVM 移除成功。

十6、LVM 快照（snapshot）

快照就是將當時的系統信息記錄下來，就好像照相同樣，將來如有任何資料變更了，則原始資料會被移動到快照區，沒有被改動的區域則由快照區與檔案系統共享。

LVM 系統快照區域的備份示意圖(虛線爲檔案系統，長虛線爲快照區)

左圖爲最初創建系統快照區的情況，LVM 會預留一個區域 (左圖的左側三個PE 區塊) 做爲數據存放處。此時快照區內並無任何數據，而快照區與系統區共享全部的PE 數據， 所以你會看到快照區的內容與文件系統是如出一轍的。等到系統運做一陣子後，假設A 區域的數據被更動了 (上面右圖所示)，則更動前系統會將該區域的數據移動到快照區，因此在右圖的快照區被佔用了一塊PE 成爲A，而其餘B 到I 的區塊則仍是與文件系統共享！

快照區與被快照的LV 必需要在同一個VG 裏。

16.1 創建LV

# lvcreate -L 100M -n lv1 vg0

# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv1

# mount /dev/vg0/lv1 /mnt/lv1/

16.2 寫入測試數據

# touch /mnt/lv1/test_lvm_snapshot_1

# touch /mnt/lv1/test_lvm_snapshot_2

# cp -a /etc/ /mnt/lv1/

# cp -a /boot/ /mnt/lv1/

16.3 建立快照

# lvcreate -L 80M -s -n lv1snap /dev/vg0/lv1

說明：爲/dev/vg0/lv1 建立一個大小爲80M，名稱爲lv1snap 的快照。

# lvdisplay

/dev/vg0/lv1snap 的LV Size 爲100MB，使用量爲0.01%.

16.4 將剛纔建立的快照掛載查看

/mnt/lv1 和/mnt/snapshot 是如出一轍的。

16.5 進行檔案的修改操做

16.6 再次查看

snapshot 的使用量爲10.36%，原始資料有改動。

16.7 對snapshot 裏的資料進行打包備份，準備還原

16.8 卸載並移除snapshot

16.9 卸載並格式化/mnt/lv1，清空數據

16.10 恢復數據

能夠看到，原始數據已經成功恢復。

LVM 快照實驗成功。

注意：對lv1的修改量不能超過快照的大小，因爲原始數據會被搬移到快照區，若是你的快照區不夠大，若原始資料被更動的實際數據量比快照區大，那麼快照區固然容納不了，這時候快照功能會失效喔！

轉自：http://www.cnblogs.com/mchina/p/linux-centos-logical-volume-manager-lvm.html