linux下磁盘管理机制--LVM

当我们用传统分区方法使用磁盘时，当出现分区大小不够用的时候，通常只能添加添加一个更大的磁盘，重新创建分区来扩展空间。但是，这样只能是将原来的磁盘下线，换上新的磁盘，在将原始数据写入，在实际的生产过程中是不允许的。此时就需要使用逻辑卷LVM这种磁盘分区管理了。
逻辑卷是将硬盘空间重新“分割”成大小相等的块（PE）组成的PV放到一个容器（VG）中，当需要可以随时向这个容器中取出这样的块，来实现动态调整磁盘空间大小。当然新添加的块不会改变原来的文件系统，而且原磁盘也不用下线。

下面说明逻辑卷的基本组成部分和各部分之间的关系：
PE(physical extend):物理扩展

PV(physical volume):物理卷

VG(volume group):卷组

LV(logical volume):逻辑卷

下图说明了PE,PV,VG，LV之间的关系。LVM的基本单位是PE，PV是将每隔磁盘（分区）格式化成大小相等的PE,VG的作用是经PV格式化号的PE全部集合到一起，相当于一个容器。LV在需要的时候，可以随时向这个容器（VG）中区取PE,实现动态扩容。





一、LVM的创建
由前面的知识我们可以得到，创建一个LVM设备，首先需要创建PV,VG，然后才能创建LV。

前提条件：
准备好要做LVM的磁盘，我们这在里以分区代替。




做好这一步后，就可进行PV的创建了，使用 pvcreate device...就可以实现。创建好PV后可以使用pvs或者pvdisplay来查看创建好的PV。




下一步就是创建VG了，使用命令 vgcreate -s PE_SIZE VG_NAME DEVICE...。创建好VG后可以使用vgs或者vgdisplay来查看相关信息。



最后一步就是创建LV，使用lvcreate [options]... VG_NAME来创建，同样可以采用lvs,lvdisplay来查看相关的信息。



创建好逻辑卷后，我们就可以格式化，挂载使用了。格式化和挂载这里不再详述。





这样我们就可以使用逻辑卷了。当然，这和我们的普通磁盘分区没有啥区别。那就的看以下的内容了。

二、逻辑卷的在线扩展
扩展可以在线执行，不需要卸载逻辑卷，但是的保证VG中有足够的空间，如果不够的话需要扩展。
在VG有足够的空间下：
扩展LV时，首先扩展物理边界，其次在扩展逻辑边界（文件系统）。
扩展物理边界,使用命令lvextend [options] lV_DEVICE。




下面就是扩展逻辑边界了，使用 resize2fs LV_DEVICE。

注意：centos7 使用 xfs_growfs LV_DEVICE


至此在线扩容就完成了，在扩容的过程中一直在线。

在VG空间不够情况下：
此时首先要扩容VG,然后才能扩展LV。但是要想扩展LV首先得添加磁盘分区，如下：



然后就可扩展VG了。使用vgextend VG_NAME DEVICE




此时，我们就可以看到VG扩展成功了，此时就可以进行LV的扩展了。




三、逻辑卷的缩减
此操作是一个危险的动作，在操作时需要谨慎。一旦数据丢失就找不回了。

LV的缩减过程：先缩减逻辑分区，在缩减物理分区。

缩减物理分区，此时磁盘要卸载，而且要确定好缩减后的分区大小，以免数据丢失。



缩减物理分区，使用lvreduce -L SIZE LV_DEVICE




之后，挂载就可以使用了。




至此，缩减工作完成。

补充：
在移除 vg 中的 pv 时候，应该先将数据移动到 pv 中的其他次磁盘上，以防数据丢失。使用pvmove命令。
Usage: pvmove [option] SourcePhysicalVolume[:PhysicalExtent[-PhysicalExtent]...]}
[DestinationPhysicalVolume[:PhysicalExtent[-PhysicalExtent]...]...]
这个命令是在 vgreduce 或者 vgremove 的时候会用到，这样可以保证数据不被丢失。

三、LVM的快照（snapshat)
LVM的快照是LV的在过去某一时间点上的备份。LVM快照是临时保留所更改的逻辑卷的原始数据的逻辑卷。快照提供原始卷的静态视图，从而能够以一致状态备份其数据。
1. 快照卷大小只需足以存储在它存在期间更改的数据即可。
2. 如果数据更改量大于快照存储容量，则快照将自动变为不可用。（原始卷原封不动，仍然需要从卷组中手动解除挂载和删除不可用的快照。）
快照的创建和使用：
快照创建完成后可以直接使用，不需要格式化。




四、移除逻辑卷(LV)
当我们不在需要使用逻辑卷后逻辑卷的快照的时候，我们就需要对已做好的逻辑卷进行移除，当然在移除前我们要做好备份。
移除一个快照，当我们不需要使用快照的时候，就需要移除快照。使用lvremove SNAP_DEVICE命令移除。




移除逻辑卷的过程，首先删除逻辑卷，其次移除卷组，物理卷，最后还原分区。一切还原如初。

移除逻辑卷：




移除卷组：




移除物理卷：




最后，快速还原删除磁盘分区：





此文侧重于，LVM的操作，许多命令只是说明了最常用的方法。其他好多参数，还请读者查询 man 手册。