LVM的基本概念

• 实战场景：对于生产环境下的服务器来说,如果存储数据的分区磁盘空间不够了怎么办?

• 答：只能换一个更大的磁盘。 如果用了一段时间后， 空间又不够了，怎么办？再加一块更大的？换磁盘的过程中，还需要把数据从一个硬盘复制到另一个硬盘，过程太慢了。

• 解决方案：使用LVM在线动态扩容

LVM的工作原理

	LVM（ Logical Volume Manager）逻辑卷管理，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。管理员利用LVM可以在磁盘不用重新分区的情况下动态调整文件系统的大小，并且利用LVM管理的文件系统可以跨越磁盘，当服务器添加了新的磁盘后，管理员不必将原有的文件移动到新的磁盘上，而是通过LVM可以直接扩展文件系统跨越磁盘
	它就是通过将底层的物理硬盘封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。
	

LVM常用的术语

• 物理存储介质（The physical media）:LVM存储介质可以是磁盘分区，整个磁盘，RAID阵列或SAN磁盘，设备必须初始化为LVM物理卷，才能与LVM结合使用

• 物理卷PV（physical volume） ：物理卷就是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，却包含有与LVM相关的管理参数,创建物理卷它可以用硬盘分区，也可以用硬盘本身；

卷组VG（Volume Group） ：一个LVM卷组由一个或多个物理卷组成 

• 逻辑卷LV（logical volume） ：LV建立在VG之上，可以在LV之上建立文件系统

PE（physical extents） ：PV物理卷中可以分配的最小存储单元，PE的大小是可以指定的，默认为4MB

• LE（logical extent） ： LV逻辑卷中可以分配的最小存储单元，在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的

• 最小存储单位总结：

名称     	最小存储单位   
硬盘     	扇区（512字节）    
文件系统 	block（1K或4K ）#  mkfs.ext4  -b 2048  /dev/sdb1  ，最大支持到4096 
raid      	chunk  （512K）   #mdadm -C -v /dev/md5 -l 5 -n 3 -c 512 -x 1 /dev/sde{1,2,3,5}
LVM      	PE   （4M）    # vgcreate -s 4M  vg1 /dev/sdb{1,2}

磁盘结构

操作思路：

总结：多个磁盘/分区/raid->  多个物理卷PV->
 合成卷组VG->从VG划出逻辑卷LV-> 格式化LV挂载使用

创建lvm步骤：

a) 添加物理磁盘，创建物理卷
b) 创建卷组，将物理卷加入卷组
c) 在卷组中划分逻辑卷
d) 格式化逻辑卷
e) 挂载使用

实验环境

常用命令

实验演示

• 准备物理磁盘

[root@localhost ~]# lsblk |grep "sd[bcd]"
sdb             8:16   0    1G  0 disk
sdc             8:32   0    1G  0 disk
sdd             8:48   0    1G  0 disk

• 将磁盘加入pv

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb
Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
[root@localhost ~]# partprobe /dev/sdb         记得刷新下
[root@localhost ~]# 

//检查pv创建情况
[root@localhost ~]# pvs
PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
/dev/sdb          lvm2 ---    1.00g 1.00g

• 创建名为datavg的卷组

[root@localhost ~]# vgcreate datavg /dev/sdb
Volume group "datavg" successfully created
//检查卷组
[root@localhost ~]# vgs
VG      #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree
datavg   1   0   0 wz--n- 1020.00m 1020.00m

• 创建逻辑卷, 分配名称, 以及大小, 指定卷组

[root@localhost ~]# lvcreate -L 100M -n lv1 datavg
Logical volume "datalv1" created.
//检查逻辑卷
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE            '/dev/datavg/lv1' [100.00 MiB] inherit

• 格式化文件系统

[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/datavg/lv1

//挂载并使用
[root@localhost ~]# mkdir /lv1
[root@localhost ~]# mount /dev/datavg/lv1 /lv1/
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem                  Size  Used Avail Use% Mounted on
...
/dev/mapper/datavg-lv1   97M  5.2M   92M   6% /lv1

卷组管理

• 扩展卷组，将新磁盘加入卷组

新硬盘加入pv
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdc

• 使用vgextend扩展

[root@localhost ~]# vgextend datavg /dev/sdc
Volume group "datavg" successfully extended

• 缩减卷组，将指定磁盘从卷组中删除

[root@localhost ~]# vgreduce datavg /dev/sdb
  Removed "/dev/sdb" from volume group "datavg"
  ``
  
- 数据迁移卷组，同一卷组的磁盘才可以进行在线迁移

//检查当前逻辑卷VG中PV使用情况

[root@localhost ~]# pvs
PV      VG   Fmt  Attr PSize PFree
/dev/sdb vg1 lvm2 a -- 2.00g 1.76g 
/dev/sdc vg1 lvm2 a -- 2.00g 2.00g

• pvmove在线数据迁移至其他pv

[root@localhost ~]# pvmove /dev/sdb
  /dev/sdb: Moved: 41.33%
  /dev/sdb: Moved: 100.00%

• 检查是否将sdb数据迁移至sdc

[root@localhost ~]# pvs
PV      VG   Fmt  Attr PSize PFree 
/dev/sdb vg1 lvm2 a -- 2.00g 2.00g 
/dev/sdc vg1 lvm2 a -- 2.00g 1.76g

• 逻辑卷管理
  逻辑卷扩展，逻辑卷的扩展取决于卷组中的容量，逻辑卷扩展的容量不能超过卷组的容量

[root@localhost ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree 
vg1 2 2 0 wz --n-   1.88g 1.00g

• 扩展lv逻辑卷

//增加800M分配给逻辑卷 {注意: 800M +800M 不一样}
[root@localhost ~]# lvextend -L +800M /dev/datavg/lv1
//分配磁盘池中多少百分比给逻辑卷
[root@localhost ~]# lvextend -l +50%FREE /dev/datavg/lv1

• 扩展fs文件系统

//xfs扩容
[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/datavg/lv1
//ext扩容
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/datavg/lv1
对ext4文件系统的逻辑卷裁剪容量

• 如果已经挂载，必须先卸载

 1. umount /dev/finance/uplooking   如果已经挂载，必须先卸载
  e2fsck -f /dev/finance/uplooking  裁剪容量，必须是先检测文件系统
  resize2fs /dev/finance/uplooking 512M 
 4. lvreduce  -L 512M /dev/finance/uplooking  调整完毕后采取裁剪逻辑卷容量
  WARNING: Reducing active logical volume to 512.00 MiB
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce uplooking? [y/n]: y
 5. e2fsck -f /dev/finance/uplooking  强烈建议裁剪后，再次检测文件系统
挂载测试
如果能够挂载，一般说明裁剪成功，文件系统没有损坏

• 缩减逻辑卷注意事项：

不能在线缩减，得先卸载；
确保缩减后的空间大小依然能存储原有的所有数据；
在缩减之前应该先强行检查文件，以确保文件系统处于一致性状态。使用命令e2fsck -f /PATH/TO/LV