本章blog主要讲解了[Lvm] Linux（centos）lvm磁盘创建，LVM分区，扩容、快照管理及LVM配置命令详解
本章Blog相关知识点：
- LVM基本组成：
LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和 分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。LVM将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组 （volumegroup），形成一个存储池。管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组（logical volumes），并进一步在逻辑卷组上创建文件系 统。LVM利用Linux内核的device-mapper来实现存储系统的虚拟化（系统分区独立于底层硬件）。 通过LVM，你可以实现存储空间的抽象化并在上面建立虚拟分区（virtual partitions），可以更简便地扩大和缩小分区，可以增删分区时无需担心某个硬盘上没有足够的连续空间。
- LVM的基本组成块（building blocks）：
物理卷Physical volume (PV)：可以在上面建立卷组的媒介，可以是硬盘分区，也可以是硬盘本身或者回环文件（loopback file）。物理卷包括一个特殊的header，其余部分被切割为一块块物理区域（physical extents）。 物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与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。
卷组Volume group (VG)：将一组物理卷收集为一个管理单元。LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷PV组成。可以在卷组上创建一个或多个"LV分区"(逻辑卷)，VG卷组由一个或多个物理卷PV组成。
逻辑卷Logical volume (LV)：虚拟分区，由物理区域（physical extents）组成。LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上可以建立文件系统（比如/home或者/usr等）。
物理区域Physical extent (PE)：硬盘可供指派给逻辑卷的最小单位（通常为4MB）。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是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。
- LVM优点
比起正常的硬盘分区管理，LVM更富于弹性：
使用卷组(VG)，使众多硬盘空间看起来像一个大硬盘。
使用逻辑卷（LV），可以创建跨越众多硬盘空间的分区。
可以创建小的逻辑卷（LV），在空间不足时再动态调整它的大小。
在调整逻辑卷（LV）大小时可以不用考虑逻辑卷在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续空间。
可以在线（online）对逻辑卷（LV）和卷组（VG）进行创建、删除、调整大小等操作。
LVM上的文件系统也需要重新调整大小，某些文件系统也支持这样的在线操作。
无需重新启动服务，就可以将服务中用到的逻辑卷（LV）在线（online）/动态（live）迁移至别的硬盘上。
允许创建快照，可以保存文件系统的备份，同时使服务的下线时间（downtime）降低到最小。
这些优点使得LVM对服务器的管理非常有用，对于桌面系统管理的帮助则没有那么显著，你需要根据实际情况进行取舍。
- LVM缺点
在系统设置时需要更复杂的额外步骤。
与传统的磁盘与分区相比，LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。 LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。
如下图所示PV、VG、LV三者关系：
- Lvm相关管理命令
设备文件名：
/dev/卷组名/逻辑卷名 或 /dev/mapper/卷组名-逻辑卷名
物理卷管理：pv
pvcreate(创建pv), pvremove(移除pv), pvmove(移除卷内数据), pvscan(显示所有的pv卷), pvs(查看pv卷简要信息), pvdisplay (看pv卷详细信息)
卷组管理：vg
vgcreate(创建vg), vgremove(移除vg), vgs(查看vg卷简要信息), vgdisplay (查看vg卷详细信息), vgextend(扩展vg卷组), vgreduce(缩减vg卷组), vgrename (改名)
# vgcreate -s PE_size 指定PE的大小 ,默认是4M
逻辑卷管理：lv
lvcreate, lvremove, lvs, lvdisplay , lvextend(扩展lv卷组) , lvreduce(缩减lv卷组)
# lvcreate 创建lv逻辑卷
-n 指定lv名称
-L 逻辑卷大小
-s 创建快照
-p 指定模式
# lvextend 扩展lv大小
-L [+] 5G 扩展[了]到5G
获取以上命令帮助方法： # command -h ，例： #lvcreate -h
配置管理LVM实验（逻辑卷管理）
系统环境：
系统：Centos 7.4 最小化安装
LVM管理工具：lvm2-2.02.171-8.el7.x86_64
磁盘分区：挂载/dev/sdb 、/dev/sdc 、/dev/sdd、/dev/sde 、/dev/sdf、 /dev/sdg 共6块磁盘
实验目的：
1、通过LVM管理工具，分别创建pv、vg 和lvm。
2、模拟扩展和缩减LV，模拟扩展或缩减VG
3、创建lv快照
4、卸载LVM，删除LVM
实验步骤：
一、设置磁盘（虚拟机中增加6块10G磁盘），安装LVM 管理工具。
1、在Vmware 虚拟机中，增加6块磁盘 。
2、查看系统版本，验证lvm*管理工具是否安装 并查看磁盘信息
[root@study ~]# cat /etc/redhat-release
CentOS Linux release 7.4.1708 (Core)
[root@study ~]# rpm -qa |grep lvm* 确认是否安装lvm管理工具
lvm2-libs-2.02.171-8.el7.x86_64
lvm2-2.02.171-8.el7.x86_64
[root@study ~]# fdisk -l | grep "^Disk./dev"
Disk /dev/sda: 128.8 GB, 128849018880 bytes, 251658240 sectors
Disk /dev/sdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk /dev/sdc: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk /dev/sdd: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk /dev/sde: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk /dev/sdf: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk /dev/sdg: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors 二、对增加的磁盘进行分区并修改分区类型为8e（Linux LVM），并验证分区结果
[root@study ~]# echo 'n
> p
> 1
>
>
> t
> 8e
> w '|fdisk /dev/sdb 为/dev/sdb磁盘创建分区1 ，分配分区大小为磁盘总空间。并调整类型为8e（LVM）
[root@study ~]# fdisk -l | grep "LVM$" 验证磁盘分区结果
/dev/sda3 12584960 251658239 119536640 8e Linux LVM
/dev/sdb1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
/dev/sdc1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
/dev/sdd1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
/dev/sde1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
/dev/sdf1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
/dev/sdg1 2048 20971519 10484736 8e Linux LVM
[root@study ~]# reboot 内核重读磁盘分区
[root@study ~]# cat /proc/partitions | grep "1$" 验证内核是否加载了磁盘分区
8 1 2097152 sda1
8 17 10484736 sdb1
8 33 10484736 sdc1
8 49 10484736 sdd1
8 65 10484736 sde1
8 81 10484736 sdf1
8 97 10484736 sdg1 三、创建PV 物理卷
[root@study ~]# pvcreate /dev/sd{b..e}1 创建pv物理卷
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
Physical volume "/dev/sdd1" successfully created.
Physical volume "/dev/sde1" successfully created.
[root@study ~]# pvs 查看pv状态信息
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda3 VG lvm2 a-- <114.00g <69.00g
/dev/sdb1 lvm2 --- <10.00g <10.00g
/dev/sdc1 lvm2 --- <10.00g <10.00g
/dev/sdd1 lvm2 --- <10.00g <10.00g
/dev/sde1 lvm2 --- <10.00g <10.00g
[root@study ~]# pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda3
VG Name VG
PV Size <114.00 GiB / not usable 3.00 MiB
Allocatable yes
PE Size 4.00 MiB
Total PE 29183
Free PE 17663
Allocated PE 11520
PV UUID 2Ksdp4-23Ia-jnvA-BeO4-31O2-chlO-I2CQTc
"/dev/sdd1" is a new physical volume of "<10.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
... 四、创建myvg 卷组 ,指定PE大小为16M
[root@study ~]# vgcreate /dev/myvg -s 16M /dev/sd{b..e}1 创建myvg1卷组，并指定PE大小为16M
Volume group "myvg" successfully created
[root@study dev]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
myvg 4 0 0 wz--n- <39.94g <39.94g
[root@study dev]# pvs 查看pv状态信息
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sdb1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sdc1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sdd1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sde1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g 五、创建mylv 逻辑卷并查看pv，vg及lv状态， 格式化lv逻辑卷并实现开机挂载
[root@study dev]# lvcreate -n mylv -L 20G myvg 从myvg 卷组中分配20G并创建mylv逻辑卷；-n 指定LVM名字 ，-L 分配容量大小
[root@study dev]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
mylv myvg -wi-a----- 20.00g
[root@study dev]# lvdisplay 查看lv状态信息
...
--- Logical volume ---
LV Path /dev/myvg/mylv
LV Name mylv
...
[root@study dev]# ls /dev/myvg/
mylv
[root@study dev]# mke2fs -t ext4 -m 2 -L mylvdata /dev/mapper/myvg-mylv 创建文件系统
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=mylvdata
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
1310720 inodes, 5242880 blocks
104857 blocks (2.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2153775104
160 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
[root@study dev]# mount /dev/mapper/myvg-mylv /mylv/ 挂载
[root@study dev]# df -h | grep "^/dev"
/dev/mapper/VG-root 15G 1.2G 13G 9% /
/dev/sda1 2.0G 116M 1.7G 7% /boot
/dev/mapper/VG-home 20G 45M 19G 1% /home
/dev/mapper/VG-var 9.8G 200M 9.1G 3% /var
/dev/mapper/myvg-mylv 20G 45M 20G 1% /mylv
[root@study dev]# vi /etc/fstab ## 配置开机自动挂载
#
...
/dev/myvg/mylv /mylv ext4 defaults 0 2 六、扩展或缩减mylv 逻辑卷
LVM最大的优势是可以对磁盘进行动态管理，而且不会丢失现有的数据。
1、扩展LVM的思路：
先确定扩展的大小，并确保所属的卷组有足够的剩余空间；
卸载逻辑卷umount ；通过命令e2fsck检查数据 ；
扩展物理边界 ，reseize2fs 扩展逻辑边界
[root@study ~]# cp -af /boot/ /mylv/
[root@study ~]# ls /mylv/
boot lost+found
[root@study ~]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
...
mylv myvg -wi-a----- 20.00g
[root@study ~]# df -lh
..
/dev/mapper/myvg-mylv 20G 154M 19G 1% /mylv
...
[root@study ~]# vgs 确保剩余空间 ，扩展的大小必须小于卷组剩余空间大小，myvg剩余vg大小为19.94G
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
myvg 4 1 0 wz--n- <39.94g <19.94g
[root@study ~]# umount /mylv/ 卸载磁盘分区/mylv/
[root@study ~]# e2fsck -fy /dev/mapper/myvg-mylv 检查并修复磁盘
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
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
mylvdata: 338/1310720 files (0.3% non-contiguous), 154377/5242880 blocks
[root@study ~]# lvextend -L +5G /dev/mapper/myvg-mylv 为LV逻辑卷扩展增加5G空间
Size of logical volume myvg/mylv changed from 20.00 GiB (1280 extents) to 25.00 GiB (1600 extents).
Logical volume myvg/mylv successfully resized.
[root@study ~]# lvs lv卷增加到25G空间
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
...
mylv myvg -wi-ao---- 25.00g
[root@study ~]# resize2fs /dev/mapper/myvg-mylv ##为/dev/mapper/myvg-mylv扩展逻辑边界
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/mapper/myvg-mylv is mounted on /mylv; on-line resizing required
old_desc_blocks = 3, new_desc_blocks = 4
The filesystem on /dev/mapper/myvg-mylv is now 6553600 blocks long.
[root@study ~]# df -lh 查看磁盘大小
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
...
/dev/mapper/myvg-mylv 25G 154M 24G 1% /mylv
[root@study ~]# ls /mylv/ 磁盘数据依然存在
boot lost+found 2、缩减LVM思路：
卸载逻辑卷umount ；通过命令e2fsck检查lv逻辑卷 ；
缩减LVM逻辑卷逻辑边界（确保缩减后的空间大小依然能存储原有的所有数据）；
缩减物理边界；重新挂载；
[root@study ~]# lvs 确认lv卷空间大小
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
...
mylv myvg -wi-ao---- 25.00g
[root@study ~]# df -lh ##查看磁盘大小
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
...
/dev/mapper/myvg-mylv 25G 154M 24G 1% /mylv
[root@study ~]# umount /dev/myvg/mylv
[root@study ~]# e2fsck -fy /dev/mapper/myvg-mylv 强制检查文件系统； -f 强制
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
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
mylvdata: 338/1638400 files (0.3% non-contiguous), 174937/6553600 blocks
[root@study ~]# resize2fs /dev/mapper/myvg-mylv 15G 缩减逻辑边界空间大小为15G
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/mapper/myvg-mylv to 3932160 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/mapper/myvg-mylv is now 3932160 blocks long.
[root@study ~]# lvreduce -L 15G /dev/mapper/myvg-mylv 缩减lv卷大小为15G
WARNING: Reducing active logical volume to 15.00 GiB.
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce myvg/mylv? [y/n]: y
Size of logical volume myvg/mylv changed from 25.00 GiB (1600 extents) to 15.00 GiB (960 extents).
Logical volume myvg/mylv successfully resized.
[root@study ~]# mount /dev/mapper/myvg-mylv /mylv/
[root@study ~]# df -lh
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
...
/dev/mapper/myvg-mylv 15G 150M 15G 2% /mylv
[root@study ~]# lvs
LV VG Attr LSize Pool Origin Data% Meta% Move Log Cpy%Sync Convert
...
mylv myvg -wi-ao---- 15.00g 七、扩展或缩减myvg 卷组
1、扩展vg卷组思路
准备要添加的物理卷；
添加物理卷至卷组中；
# vgextend vg_name /path/to/pv_devcie
[root@study ~]# pvcreate /dev/sd{f,g}1
Physical volume "/dev/sdf1" successfully created.
Physical volume "/dev/sdg1" successfully created.
[root@study ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
VG 1 3 0 wz--n- <114.00g <69.00g
myvg 4 1 0 wz--n- <39.94g <24.94g
[root@study ~]# vgextend myvg /dev/sd{g,f}1 扩展2个磁盘分区到myvg卷组
Volume group "myvg" successfully extended
[root@study ~]# vgs 卷组大小增加20G空间
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
VG 1 3 0 wz--n- <114.00g <69.00g
myvg 6 1 0 wz--n- <59.91g <44.91g 2、缩减vg卷组思路
去顶要移除的物理卷的总空间大小，要小于vg当前的空闲空间大小；
将要移除的物理卷上的数据移动至其他PV；
# pvmove /path/to/pv_device
缩减vg；
# vgreduce vg_name /path/to/pv_device
[root@study ~]# vgs ##磁盘卷组空闲free空间为44.91G
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
VG 1 3 0 wz--n- <114.00g <69.00g
myvg 6 1 0 wz--n- <59.91g <44.91g
[root@study ~]# pvs ## 确认分区/dev/sdb1 和分区/dev/sdc1分区被使用，存有数据
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda3 VG lvm2 a-- <114.00g <69.00g
/dev/sdb1 myvg lvm2 a-- 9.98g 0
/dev/sdc1 myvg lvm2 a-- 9.98g <4.97g
/dev/sdd1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sde1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sdf1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
/dev/sdg1 myvg lvm2 a-- 9.98g 9.98g
[root@study ~]# pvmove /dev/sdf1 ##转移数据
No data to move for myvg
[root@study ~]# pvmove /dev/sdg1
No data to move for myvg
[root@study ~]# vgreduce myvg /dev/sd{f,g}1 缩减vg卷组，删除分区/dev/sdf1 和分区/dev/sdg1
Removed "/dev/sdg1" from volume group "myvg"
Removed "/dev/sdf1" from volume group "myvg"
[root@study ~]# pvremove /dev/sd{g,f}1 删除pv卷
Labels on physical volume "/dev/sdg1" successfully wiped.
Labels on physical volume "/dev/sdf1" successfully wiped. 八、创建LVM快照卷，完成数据备份及还原
1、实现思路
创建快照；
# lvcreate -s -L size -n Name -p r /path/to/original_lv_device
挂载；
# mount /dev/mapper/myvg_name /media 例 # mount /dev/mapper/myvg-test--snap /media/
把挂载数据备份；
# tar -zcf /root/media.tar.gz /media/*
卸载快照卷 ，移除快照卷；
# lvremove /dev/myvg/test-snap
模拟删除lv数据，通过快照数据进行还原；
[root@study ~]# lvcreate -s -L 10G -n mylvspare -p r /dev/mapper/myvg-mylv
Using default stripesize 64.00 KiB.
Logical volume "mylvspare" created.
[root@study ~]# mount /dev/mapper/myvg-mylvspare /media/
mount: /dev/mapper/myvg-mylvspare is write-protected, mounting read-only
[root@study ~]# ls /media/
boot lost+found
[root@study ~]# tar -zcf /root/spare.tar.gz /media/*
tar: Removing leading `/' from member names
[root@study ~]# ls -lh
total 102M
-rw-------. 1 root root 1.8K Jan 28 12:33 anaconda-ks.cfg
drwxrwxr-x. 2 root root 36K Sep 5 21:38 Packages
-rw-r--r--. 1 root root 102M Feb 4 18:11 spare.tar.gz
[root@study ~]# umount /dev/mapper/myvg-mylvspare
[root@study ~]# lvremove /dev/mapper/myvg-mylvspare
Do you really want to remove active logical volume myvg/mylvspare? [y/n]: y
Logical volume "mylvspare" successfully removed
[root@study ~]# rm -rf /mylv/boot/ ##模拟删除LV卷中数据，通过备份的快照数据进行还原
[root@study mylv]# cd /root/
[root@study ~]# ls
anaconda-ks.cfg Packages spare.tar.gz
[root@study ~]# tar -zxf spare.tar.gz
[root@study ~]# ls
anaconda-ks.cfg media Packages spare.tar.gz
[root@study mylv]# cp -af /root/media/* /mylv/
[root@study mylv]# ls ## 通过快照数据进行数据还原
config-3.10.0-693.el7.x86_64
efi
grub
grub2
initramfs-0-rescue-aa42d80ce1774acf8f5de007d85e5ef1.img
initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64.img
initramfs-3.10.0-693.el7.x86_64kdump.img
initrd-plymouth.img
lost+found
mylv
symvers-3.10.0-693.el7.x86_64.gz
System.map-3.10.0-693.el7.x86_64
vmlinuz-0-rescue-aa42d80ce1774acf8f5de007d85e5ef1
vmlinuz-3.10.0-693.el7.x86_64 九、卸载删除lVM
[root@study media]# umount /dev/mapper/myvg-mylv
[root@study media]# lvremove /dev/mapper/myvg-mylv
Do you really want to remove active logical volume myvg/mylv? [y/n]: y
Logical volume "mylv" successfully removed
[root@study media]# vgremove myvg
Volume group "myvg" successfully removed
[root@study media]# pvremove /dev/sd{b..e}1
Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.
Labels on physical volume "/dev/sdc1" successfully wiped.
Labels on physical volume "/dev/sdd1" successfully wiped.
Labels on physical volume "/dev/sde1" successfully wiped.