lvm详解

由于公司数据量变大，需要扩容，考虑比较好的方案就是lvm.

LVM是逻辑卷管理（Logical Volume Manager）的简称，他是建立在物理存储设备之上的一个抽象层，允许你生成逻辑存储卷,和直接使用物理存储在管理上相比,提供了更好灵活性。

LVM将存储虚拟化,使用逻辑卷,你不会受限于物理磁盘的大小,另外,和硬件相关的存储设置被其隐藏,你能不用停止应用或卸载文件系统来调整卷大小或数据迁移.这样能减少操作成本.
LVM和直接使用物理存储相比,有以下好处:
1. 灵活的容量.
当使用逻辑卷时,文件系统能扩展到多个磁盘上,你能聚合多个磁盘或磁盘分区成单一的逻辑卷.

2.可伸缩的存储池.
你能使用简单的命令来扩大或缩小逻辑卷大小,不用重新格式化或分区磁盘设备.

3.在线的数据再分配.
你能在线移动数据,数据能在磁盘在线的情况下重新分配.比如,你能在线更换可热插拔的磁盘.

4. 方便的设备命名
逻辑卷能按你觉得方便的方式来起所有名称.

5.磁盘条块化.
你能生成一个逻辑盘,他的数据能被条块化存储在2个或更多的磁盘上.这样能明显提升数据吞吐量.

6.映像卷
逻辑卷提供方便的方法来映像你的数据.

7.卷快照
使用逻辑卷,你能获得设备快照用来一致性备份或测试数据更新效果而不影响真实数据.

二、 LVM基本术语
前面谈到，LVM是在物理存储上添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下面的硬件存储设备，提供了一个抽象的盘卷，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，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。

* 物理卷（PV, Physical Volume）
物理卷就是指磁盘,磁盘分区或从逻辑上和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，却包含有和LVM相关的管理参数。当前LVM允许你在每个物理卷上保存这个物理卷的0至2份元数据拷贝.默认为1,保存在设备的开始处.为2时,在设备结束处保存第二份备份.

* 卷组（VG, 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。能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（LV, Logical Volume）
LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上能建立文件系统(比如/home或/usr等)。

*线性逻辑卷 (Linear Volumes)
一个线性逻辑卷聚合多个物理卷成为一个逻辑卷.比如,如果你有两个60GB硬盘,你能生成120GB的逻辑卷.

*条块化的逻辑卷(Striped Logical Volumes)
当你写数据到此逻辑卷中时,文件系统能将数据放置到多个物理卷中.对于大量连接读写操作,他能改善数据I/O效率.

*映像的逻辑卷(Mirrored Logical Volumes)
映像在不同的设备上保存一致的数据.数据同时被写入原设备及映像设备.他提供设备之间的容错。

*快照卷(Snapshot Volumes)
快照卷提供在特定瞬间的一个设备虚拟映像，当快照开始时，他复制一份对当前数据区域的改动，由于他优先执行这些改动，所以他能重构当前设备的状态。

* 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是能被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可设置的，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。

和非LVM系统将包含分区信息的元数据保存在位于分区的起始位置的分区表中相同，逻辑卷及卷组相关的元数据也是保存在位于物理卷起始处的VGDA(卷组描述符区域)中。VGDA包括以下内容： PV描述符、VG描述符、LV描述符、和一些PE描述符 。系统启动LVM时激活VG，并将VGDA加载至内存，来识别LV的实际物理存储位置。当系统进行I/O操作时，就会根据VGDA建立的映射机制来访问实际的物理位置。

三、 安装LVM

yum -y install lvm2

四、 LVM创建

一、创建逻辑卷的步骤：
1）通过fdisk 工具将磁盘转换为linux分区
2）通过pvcreate命令将linux分区转换成物理卷（PV)；
3）通过vgcreate命令将创建好的物理卷处理成卷组（VG)；
4）通过lvcreate命令将卷组分成若干个逻辑卷（LV)；
5）对逻辑卷进行格式化，挂载，动态调整逻辑卷的大小，并且该操作不会影响逻辑卷（Lv)上的数据。

二、物理卷(PV)创建及管理具体操作步骤：
1）先查看linux分区，将未使用空间转换为物理卷(先使用fdisk建立普通分区)

[root@RHEL5 ~]# fdisk -l /dev/sdb   #查看linux分区情况

Disk /dev/sdb: 21.4 GB, 21474836480 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 2610 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         500     4016218+  83  Linux
/dev/sdb2             501        1000     4016250   83  Linux
/dev/sdb3            1001        1500     4016250   83  Linux
/dev/sdb4            1501        2610     8916075    5  Extended
/dev/sdb5            1501        2610     8916043+  83  Linux

备注：/dev/sdb是一块新增加的磁盘，上面没有任何数据，也未挂载

2）将linux物理分区转变为物理卷
[root@RHEL5 ~]# pvcreate /dev/sdb{1,2}  #将物理分区/dev/sdb{1,2}转变为物理卷
Physical volume “/dev/sdb1″ successfully created
Physical volume “/dev/sdb2″ successfully created

3）#使用Pvscan查看物理卷信息
[root@RHEL5 ~]# pvscan                   #查看物理卷信息，会显示所有物理卷信息
PV /dev/sda2   VG VolGroup00   lvm2 [39.88 GB / 0    free]
PV /dev/sdb1                   lvm2 [3.83 GB]
PV /dev/sdb2                   lvm2 [3.83 GB]
Total: 3 [47.54 GB] / in use: 1 [39.88 GB] / in no VG: 2 [7.66 GB]

4）使用pvdisplay查看各物理卷详细参数
[root@RHEL5 ~]# pvdisplay      #查看各物理卷详细参数
— Physical volume —
PV Name               /dev/sda2
VG Name               VolGroup00
PV Size               39.90 GB / not usable 20.79 MB
Allocatable           yes (but full)
PE Size (KByte)       32768
Total PE              1276
Free PE               0
Allocated PE          1276
PV UUID               aJlaad-NHPT-Cgg3-7yu4-a2RJ-kJJ1-qxSFgD

— NEW Physical volume —
PV Name               /dev/sdb1
VG Name
PV Size               3.83 GB
Allocatable           NO
PE Size (KByte)       0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               v2VajD-yS53-SiQA-yTzu-KOiD-RyT3-p0wTvt

— NEW Physical volume —
PV Name               /dev/sdb2
VG Name
PV Size               3.83 GB
Allocatable           NO
PE Size (KByte)       0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               iOoK3V-yuww-ZlLF-cRLq-v7hC-CL7c-0bQU1x
———————————————————————-
当物理卷没有被使用时可删除物理卷
[root@RHEL5 /]# pvremove /dev/sdb2   #删除物理卷，
Labels on physical volume “/dev/sdb2″ successfully wiped
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三、卷组(VG)创建及管理具体操作步骤：

1）使用vgcreate将物理卷转化为卷组

[root@RHEL5 /]# vgcreate vg01 /dev/sdb{1,2}  #将已经是物理卷的/dev/sdb{1,2}转化为卷组名为vg01的卷组
Volume group “vg01″ successfully created
备注：以上未加参数，扩展块(PE)大小默认4M,若通过 vgcreate -s 8M vg01 /dev/sdb｛1，2｝，则指定了扩展块大小为8M

2）使用vgdisplay 查看所有卷组详细信息
[root@RHEL5 /]# vgdisplay   #看所有卷组详细信息
— Volume group —
VG Name               vg01
System ID
Format                lvm2
Metadata Areas        2
Metadata Sequence No  1
VG Access             read/write
VG Status             resizable
MAX LV                0
Cur LV                0
Open LV               0
Max PV                0
Cur PV                2
Act PV                2
VG Size               7.66 GB
PE Size               4.00 MB
Total PE              1960
Alloc PE / Size       0 / 0
Free  PE / Size       1960 / 7.66 GB
VG UUID               1g8QL0-0cGM-TJji-Q98P-LJ3f-PhDN-2ouSM3

— Volume group —
VG Name               VolGroup00
System ID
Format                lvm2
Metadata Areas        1
Metadata Sequence No  3
VG Access             read/write
VG Status             resizable
MAX LV                0
Cur LV                2
Open LV               2
Max PV                0
Cur PV                1
Act PV                1
VG Size               39.88 GB
PE Size               32.00 MB
Total PE              1276
Alloc PE / Size       1276 / 39.88 GB
Free  PE / Size       0 / 0
VG UUID               AhhisY-vDrc-s4jx-XIsn-QmCp-wMiT-2v01YZ
备注：也可以通过 [root@RHEL5 /]# vgdisplay -v /dev/vg01 查看具体某一卷组详细信息

3）查看卷组信息
[root@RHEL5 /]# vgscan    #查看卷组信息
Reading all physical volumes.  This may take a while…
Found volume group “vg01″ using metadata type lvm2
Found volume group “VolGroup00″ using metadata type lvm2

4）扩展卷组vgextend,将某个物理卷添加到已存在的卷组中
[root@RHEL5 /]# pvcreate /dev/sdb3   #创建一个新的物理卷
Physical volume “/dev/sdb3″ successfully created
[root@RHEL5 /]# vgextend vg01 /dev/sdb3 #将新增的物理卷添加到vg01卷组中
Volume group “vg01″ successfully extended
———————————————————————–
使用vgremove删除卷组
[root@RHEL5 /]# vgremove /dev/vg01
Volume group “vg01″ successfully removed
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四、逻辑卷(LV)创建及管理具体操作步骤：

1）创建逻辑卷大小为6G卷名为data，从vg01生成
[root@RHEL5 /]# lvcreate -L 6G -n data vg01  #从卷组vg01上划分6G的空间为逻辑卷data
Logical volume “data” created

2）对划分的逻辑卷进行格式化
[root@RHEL5 /]# mkfs -t ext3 /dev/vg01/data  #以ext3的文件格式化逻辑卷
mke2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
786432 inodes, 1572864 blocks
78643 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=1610612736
48 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
16384 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

This filesystem will be automatically checked every 35 mounts or
180 days, whichever comes first.  Use tune2fs -c or -i to override.

备注：也可通过 [root@RHEL5 /]# mkfs.ext3 /dev/vg01/data 格式化

3）使用lvsacn查看逻辑卷的信息
[root@RHEL5 /]# lvscan    #查看逻辑卷的信息
ACTIVE            ‘/dev/vg01/data’ [6.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol00′ [38.88 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol01′ [1.00 GB] inherit

4）使用lvdisplay查看逻辑卷的具体参数：
[root@RHEL5 /]# lvdisplay   #查看逻辑卷的具体参数
— Logical volume —
LV Name                /dev/vg01/data
VG Name                vg01
LV UUID                QUmuTB-ofgI-9BbG-1DvN-gWzo-7Vqb-Twmf45
LV Write Access        read/write
LV Status              available
# open                 0
LV Size                6.00 GB
Current LE             1536
Segments               2
Allocation             inherit
Read ahead sectors     0
Block device           253:2

— Logical volume —
LV Name                /dev/VolGroup00/LogVol00
VG Name                VolGroup00
LV UUID                SrNP2L-bOWm-4clq-22Lh-Fg10-ydeg-7dNpdH
LV Write Access        read/write
LV Status              available
# open                 1
LV Size                38.88 GB
Current LE             1244
Segments               1
Allocation             inherit
Read ahead sectors     0
Block device           253:0

— Logical volume —
LV Name                /dev/VolGroup00/LogVol01
VG Name                VolGroup00
LV UUID                e7u6Wx-MXhq-Nc2o-lrF9-yea1-Hia5-Cv7d7e
LV Write Access        read/write
LV Status              available
# open                 1
LV Size                1.00 GB
Current LE             32
Segments               1
Allocation             inherit
Read ahead sectors     0
Block device           253:1
备注：也可使用 [root@RHEL5 /]# lvdisplay -v /dev/vg01/data 查看某一逻辑卷详细参数

5）使用lvextend增大逻辑卷大小，在线扩容
[root@RHEL5 /]# lvextend -L +1G /dev/vg01/data   #从卷组vg01上对逻辑卷/dev/vg01/data进行扩容，逻辑卷大小变为7GB
Extending logical volume data to 7.00 GB
Logical volume data successfully resized

6）使用resize2fs命令更新系统识别的文件系统大小，立即生效
[root@RHEL5 /]# resize2fs /dev/vg01/data   #使增加的逻辑卷大小立即生效
resize2fs 1.39 (29-May-2006)
Resizing the filesystem on /dev/vg01/data to 1835008 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg01/data is now 1835008 blocks long.

7）使用lvreduce减小逻辑卷大小，必须是离线方式(即先卸载文件系统)
[root@RHEL5 /]# lvreduce -L -1G /dev/vg01/data   #将逻辑卷/dev/vg01/data容量减小1GB
/dev/cdrom: open failed: Read-only file system
WARNING: Reducing active logical volume to 6.00 GB
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce data? [y/n]: y
Reducing logical volume data to 6.00 GB
Logical volume data successfully resized
[root@RHEL5 /]# resize2fs /dev/vg01/data    #使减少的逻辑卷大小立即生效
resize2fs 1.39 (29-May-2006)
Resizing the filesystem on /dev/vg01/data to 1572864 (4k) blocks.
resize2fs: Can’t read an block bitmap while trying to resize /dev/vg01/data
备注：缩小逻辑卷通常要先卸载文件系统，并且缩小后空间容量必须大于等于文件当前占用的容量，若操作不当，会导致数据丢失，须谨慎。

[root@RHEL5 /]# lvscan   #查看逻辑卷大小变为6GB
ACTIVE            ‘/dev/vg01/data’ [6.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol00′ [38.88 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol01′ [1.00 GB] inherit
备注：
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删除逻辑卷
[root@RHEL5 /]#lvremove /dev/vg01/data
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五、挂载逻辑卷
1）将逻辑卷挂载到/quota目录
[root@RHEL5 /]# mount /dev/vg01/data /quota/   #将逻辑卷挂载到/quota
[root@RHEL5 /]# df -hT
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/VolGroup00-LogVol00
ext3     38G   11G   26G  29% /
/dev/sda1     ext3     99M   12M   82M  13% /boot
tmpfs        tmpfs    233M     0  233M   0% /dev/shm
/dev/hdc   iso9660    224M  224M     0 100% /media/cdrom
/dev/mapper/vg01-data
ext3    6.9G  142M  6.5G   3% /quota

2）设置开机自动挂载
[root@RHEL5 /]#vi /etc/fstab   #设置开机自动挂载
/dev/VolGroup00/LogVol00 /                       ext3    defaults      1 1
LABEL=/boot             /boot                   ext3    defaults        1 2
devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
proc                    /proc                   proc    defaults        0 0
sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
/dev/VolGroup00/LogVol01 swap                    swap    defaults       0 0
/dev/vg01/data          /quota                   ext3    defaults       0 0

六、逻辑卷快照管理功能，可以把卷中的数据冻结起来，类似于为这些数据拍一张照片，可以永久保存建立快照当时的状态。
1）创建卷快照
[root@RHEL5 ~]# lvcreate -L 1G -s -n snaplv1 /dev/vg01/data   # lvcreate -L 原始逻辑卷大小的15%-20% -s -n 快照名 源逻辑卷名
Logical volume “snaplv1″ created
备注：和创建逻辑卷差不多，只是加了参数 -s
[root@RHEL5 ~]# lvscan   #查看状态为 snapshot
ACTIVE   Original ‘/dev/vg01/data’ [6.00 GB] inherit
ACTIVE   Snapshot ‘/dev/vg01/snaplv1′ [1.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol00′ [38.88 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/VolGroup00/LogVol01′ [1.00 GB] inherit

2）创建好快照后也需要挂载点
[root@RHEL5 ~]# mkdir /snap    #创建快照挂载点
[root@RHEL5 ~]# mount /dev/vg01/snaplv1 /snap   #挂载快照到/snap
备注：snap中的文件与/quota下一样，即使在/quota下新增或删除文件，/snap仍然保持不变，此时可对/snap进行备份。

3）由于每产生一个卷快照就会占用一部分卷组空间，因此产生的卷快照越多，卷组可用的空间就会越来越少。所以在完成备份后就可删除快照了。
[root@RHEL5 quota]# umount /snap/       #卸载快照
[root@RHEL5 quota]# lvremove /dev/vg01/snaplv1   #删除快照
/dev/cdrom: open failed: Read-only file system
Do you really want to remove active logical volume “snaplv1″? [y/n]: y
Logical volume “snaplv1″ successfully removed

七、当有一天实体磁盘的分区出现了故障，必须要更换硬盘时，该如何处理？LVM提供了pvmove工具，可以将一个物理卷上的数据转移到另外一个物理卷上。
1）将新的物理卷加入到卷组中
[root@RHEL5 /]# pvcreate /dev/sdc1           #将linux分区转换为物理卷
Physical volume “/dev/sdc1″ successfully created
[root@RHEL5 /]# vgextend vg01 /dev/sdc1      #将新增的物理卷添加到vg01卷组中
Volume group “vg01″ successfully extended

2）移动物理卷上的数据到新加入的物理卷上
[root@RHEL5 ~]# pvmove /dev/sdb1 /dev/sdc1    #将/dev/sdb1的数据移动到/dev/sdc1上
/dev/sdb1: Moved: 41.7%
/dev/sdb1: Moved: 84.2%
/dev/sdb1: Moved: 100.0%
备注：此时可使用pvscan查看变化

3）将旧的物理卷从卷组中卸载
[root@RHEL5 ~]# vgreduce vg01 /dev/sdb1  #使用vgreduce将/dev/sdb1从卷组vg01中分离
Removed “/dev/sdb1″ from volume group “vg01″
[root@RHEL5 ~]# pvremove /dev/sdb1       #最后要能够取下物理磁盘维修，则需要删除此物理卷；若物理磁盘划分成了多个物理卷，则需要将所有物理卷都删除才可以。
Labels on physical volume “/dev/sdb1″ successfully wiped

八、当有一天需要将整个LVM的磁盘迁移到另外一台计算机中，则需要按以下步骤：
1）在原先的计算机上导出卷组
[root@RHEL5 ~]#umount /dev/vg01/data  #导出卷组前要先卸载该卷组中所有逻辑卷
[root@RHEL5 ~]#vgchange -a n vg01     #使用vgchange将卷组修改为非有效(inactive)配置
[root@RHEL5 ~]#vgexport vg01          #使用vgexport导出卷组
2）将LVM磁盘安装到目的计算机上

3）在目的计算机上导入卷组
[root@RHEL5 ~]#pvscan          #使用pvscan扫描所有物理卷，以便让linux可以驱动这些物理卷
[root@RHEL5 ~]#vgimport vg01   #导入卷组
[root@RHEL5 ~]#vgchange -a y vg01  #将卷组修改为有效(active)配置

4)挂载逻辑卷
[root@RHEL5 ~]#mount /devv/vg01/data /quota  #将逻辑卷挂载到文件系统

九、 以上是对新增磁盘进行LVM划分。而通常在安装系统时就采用了LVM划分磁盘，按需调整磁盘空间。当有一天，你发现某个文件系统空间不够时，此时需要扩容。
比如说：现在有需求要将weblogic92安装在 /weblogic下。而 / 空间不够。这样就需要将新增的逻辑卷挂载到/weblogic就OK了。

1）使用df查看各文件系统大小
[root@tydic4f20 /]# df -hT   #查看各文件系统大小
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg00-LogVol00
ext3    3.0G  2.0G  820M  71% /
/dev/mapper/vg00-lvopt
ext3    3.0G   69M  2.7G   3% /opt
/dev/mapper/vg00-lvusr
ext3    6.8G  4.3G  2.2G  67% /usr
/dev/mapper/vg00-lvhome
ext3    3.0G   75M  2.7G   3% /home
/dev/mapper/vg00-lvpublic
ext3     20G  1.8G   17G  10% /public
/dev/mapper/vg00-lvtmp
ext3    3.0G   70M  2.7G   3% /tmp
/dev/mapper/vg00-lvvar
ext3    3.0G  177M  2.6G   7% /var
/dev/sda1     ext3     99M   20M   75M  21% /boot
tmpfs        tmpfs    7.9G     0  7.9G   0% /dev/shm
2）使用lvscan查看可知道卷组名字为vg00
[root@tydic4f20 /]# lvscan   #使用lvscan查看
ACTIVE            ‘/dev/vg00/LogVol00′ [3.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvopt’ [3.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvusr’ [7.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvhome’ [3.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvpublic’ [20.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvtmp’ [3.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/lvvar’ [3.00 GB] inherit
ACTIVE            ‘/dev/vg00/LogVol01′ [17.62 GB] inherit

3） [root@tydic4f20 /]#lvcreate -L 20G -n lvweblogic  vg00  #从卷组vg00上划分20G的空间为逻辑卷lvweblogic
Logical volume “lvweblogic” created

4）对划分的逻辑卷进行格式化
[root@tydic4f20 /]# mkfs -t ext3 /dev/vg00/lvweblogic      #以ext3的文件格式化逻辑卷

备注：注意，接下来是挂载，为了使开机自动挂载，需要修改/etc/fstab，可参照上面逻辑卷创建方法。
十、逻辑卷创建及删除推荐步骤

创建逻辑卷(LV)的顺序：Linux分区—物理卷(PV)—卷组(VG)—逻辑卷(LV)—挂载到文件系统
删除逻辑卷(LV)的顺序：卸载文件系统—-逻辑卷(LV)—卷组(VG)—-物理卷(PV)—Linux分区