LINUX入门：LVM逻辑卷-创建、扩容、缩减、迁移、快照

《LINUX入门：LVM逻辑卷-创建、扩容、缩减、迁移、快照》要点：
本文介绍了LINUX入门：LVM逻辑卷-创建、扩容、缩减、迁移、快照，希望对您有用。如果有疑问，可以联系我们。

LVM逻辑卷
逻辑卷管理工具,允许在多个物理设备之间重新组织文件系统,包含重新设定文件系统的大小
PE  物理盘区,类似于磁盘中的block
逻辑卷的基本存储单位就是PE

dm：device mapper将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块
设备名：/dev/dm-#  //系统自动分配,常用软链接定义
软链接：两种方式表现
/dev/mapper/卷组-逻辑卷
/dev/卷组/逻辑卷
LVM可以弹性的修改容量

根本概念：
pv  //物理卷
vg  //卷组
lv  //逻辑卷
本次实验使用CentOS6版本,并在vmware虚拟机上操作

实验一 创建逻辑卷
第1步：准备三个磁盘sdb、sdc、sdd,创建物理卷
[root@CentOs6 ~]#fdisk /dev/sdb  #使用fdisk命令对磁盘sdb分区
Device Boot      Start        End      Blocks  Id  System
/dev/sdb1              1        132    1060258+  8e  Linux LVM
#因为是实验这里只分1G容量,system类型修改成LVM
dd if=/dev/sdb of=/dev/sdc bs=1 count=512
dd if=/dev/sdb of=/dev/sdd bs=1 count=512
#将sdb的分区表复制到sdc和sdd,这样三块磁盘分区一致
partx -a /dev/sd{b,c,d}  #同步磁盘与内存信息
lsblk  #检查同步结果
#上面步调,我们从三块磁盘取出三个大小、类型一样的分区/dev/sdb1、 /dev/sdc1和/dev/sdd1
[root@CentOs6 ~]#pvcreate  /dev/sd{b,c,d}1  #创建3个物理卷pv
[root@CentOs6 ~]#pvs  #查看物理卷摘要信息
  PV        VG  Fmt  Attr PSize PFree  #VG为空,是因为我们还没创建卷组
  /dev/sdb1      lvm2 ---- 1.01g 1.01g
  /dev/sdc1      lvm2 ---- 1.01g 1.01g
  /dev/sdd1      lvm2 ---- 1.01g 1.01g
[root@CentOs6 ~]#pvdisplay  /dev/sdb1   
#pvdisplay显示详细的物理卷信息,此处只列出一个物理卷分析
  "/dev/sdb1" is a new physical volume of "1.01 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name              /dev/sdb1  #物理卷名称
  VG Name                          #因为没加入卷组,所以此处为空
  PV Size              1.01 GiB  #物理卷容量,跟我们规划的一样
  Allocatable          NO            #因为还未加入卷组,所以下面选项为空
  PE Size              0          #PE是物理卷的基本容量单位
  Total PE              0
  Free PE              0
  Allocated PE          0
  PV UUID              iRkKni-iG3a-U38w-bXGn-aIGV-bP14-Pua8bc

第2步：创建卷组,其容量为各个物理卷的总和
[root@CentOs6 ~]#vgcreate v-group /dev/sd{b,c,d}1 
#创建包含3个分区的卷组,名称为v-group
  Volume group "v-group" successfully created
[root@CentOs6 ~]#vgs  #显示卷组的摘要信息
  VG      #PV #LV #SN Attr  VSize VFree
  v-group  3  0  0 wz--n- 3.02g 3.02g
[root@CentOs6 ~]#vgdisplay  #显示卷组的详细信息
  --- Volume group ---
  VG Name              v-group        #卷组名称         
  VG Access            read/write  #卷组的拜访形式是读写
  VG Status            resizable      #卷组容量大小可调
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV              0
  Max PV                0            #未创建逻辑卷,所以包含LV选项的全为0
  Cur PV                3
  Act PV                3
  VG Size              3.02 GiB    #卷组容量,3个分区容量的累加
  PE Size              4.00 MiB    #PE是基本容量单位,默认大小为4MiB
  Total PE              774            #PE总数量,其与PE大小相乘就是VG大小
  Alloc PE / Size      0 / 0          #已经分配给逻辑卷的PE
  Free  PE / Size      774 / 3.02 GiB #剩余PE,因为还没有创建逻辑卷
  VG UUID              aD3P8j-tNnP-KyXK-shWB-caTh-sCq8-j8B4qd

第3步：创立逻辑卷
[root@CentOs6 ~]#lvcreate -n logical-v -L 2G v-group  #创立2G大小的逻辑卷
  Logical volume "logical-v" created.
[root@CentOs6 ~]#lvs  #显示逻辑卷的摘要信息
  LV        VG      Attr      LSize Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  logical-v v-group -wi-a----- 2.00g                                                   
[root@CentOs6 ~]#lvdisplay   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/v-group/logical-v  #逻辑卷的物理路径
  LV Name                logical-v      #逻辑卷名称
  VG Name                v-group    #逻辑卷所在的卷组
  LV UUID                zEU9qJ-fP3E-H2Dv-iULd-06Gy-yzH4-EnIwdw
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time CentOs6.gao, 2017-08-12 09:42:53 +0800
  LV Status              available  #逻辑卷可用
  # open                0
  LV Size                2.00 GiB  #逻辑卷大小2G
  Current LE            512        #当前使用的
#至此逻辑卷就创立完成.使用上文提到的命令查看物理卷、卷组信息会发现,创立完lv后好多信息条目都更新了
[root@CentOs6 ~]#ll /dev/v-group/logical-v 
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Aug 12 09:42 /dev/v-group/logical-v -> ../dm-0
#lv名称其实是软链接,指向的是我们前文说过的dm-#

第4步：将lv当作一块独立磁盘进行格式化、挂载、读写操作
1234 [root@CentOs6 ~]#mkdir /mnt/lv  #创立挂载点目录
[root@CentOs6 ~]#mkfs.ext4 /dev/v-group/logical-v  #格式化成ext4文件系统 
[root@CentOs6 ~]#mount /dev/v-group/logical-v /mnt/lv/  #挂载
最后就可以进行读写操作了

整个过程是依照下述流程操作：
准备磁盘--创建物理卷--创建卷组--创建逻辑卷

实验二 扩展逻辑卷、缩减逻辑卷
扩展逻辑卷对用户是透明的,lv一直是挂载状态
[root@CentOs6 ~]#lvextend -L +256M /dev/v-group/logical-v
#对逻辑卷logical-v扩展256M的容量,前提是卷组还有足够的剩余空间
[root@CentOs6 ~]#df -h /dev/mapper/v--group-logical--v 
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/v--group-logical--v
                      2.0G  3.1M  1.9G  1% /mnt/lv
#df -h查看发现,lv实际大小还是2G,并未增加256M,是因为文件系统未同步
[root@CentOs6 ~]#resize2fs  /dev/mapper/v--group-logical--v 
root@CentOs6 ~]#df -h /dev/mapper/v--group-logical--v 
#同步文件系统,因为我们实验用的是ext4文件系统,所以使用sesize2fs来同步,如果是xfs文件系统则需要使用命令xfs_growfs来同步
#我们每次对lv进行扩展操作后都要记得同步文件系统
#最后再次df检查
[root@CentOs6 ~]#lvextend  -r -L +256M /dev/v-group/logical-v
#上述命令更简单,在扩展lv同时同步文件系统,一步搞定
#只要加上 -r 选项
如果还有一个分区想要加入vg,比如/dev/sdb2,可以使用下述办法：
pvcreate /dev/sdb2
vgextend v-group /dev/sdb2
#只需要这两步即可

逻辑卷缩减其实就是将一个逻辑卷占用的PE空间缩减,这样做一般会有风险,因为缩减的空间可能有数据.所以如果必定要缩减的话建议先备份.本实验环境无所谓
第1步：取消挂载逻辑卷
12 [root@CentOs6 ~]#umount /mnt/lv/
[root@CentOs6 ~]#df  #已经查看不到lv信了

第2步：检查文件系统完整性 fsck -f
[root@CentOs6 ~]#e2fsck -f /dev/v-group/logical-v 
#这一步必需得做

第3步：缩减文件体系
[root@CentOs6 ~]#resize2fs  /dev/v-group/logical-v  1G
#缩减文件体系容量为1G

第4步：缩减逻辑卷
[root@CentOs6 ~]#lvreduce -L 1G /dev/v-group/logical-v
#缩减逻辑卷容量为1G
#缩减fs或者lv时都会有警告提示,所以要考虑清楚再行动,做实验就不要紧了

第5步：重新挂载 
[root@CentOs6 ~]#mount /dev/v-group/logical-v  /mnt/lv/
[root@CentOs6 ~]#df -h
#最后挂载,df检测,此外还可以使用vgdisplay、lvdisplay反省逻辑卷是否缩减

注意：
xfs文件体系不支持缩减

实验三 迁移卷组到新系统
源设备操作：
1、撤消挂载卷组中的所有逻辑卷
[root@CentOs6 ~]#umount /mnt/lv/
#撤消本机挂载

2、确保卷组名跟目标设备纷歧样
[root@CentOs6 ~]#vgrename v-group newvg0
  Volume group "v-group" successfully renamed to "newvg0"
#修改卷组名为newvg0,或者提前查看目标设备的卷组名称,只要纷歧样就行
#只要卷组名纷歧样就行,逻辑卷名称可改也可不改
[root@CentOs6 ~]#lvrename  /dev/newvg0/logical-v  newlv0
  Renamed "logical-v" to "newlv0" in volume group "newvg0"
#逻辑卷改名为newlv0

3、设置逻辑卷为非活动状态,也便是说逻辑卷现在不可用
[root@CentOs6 ~]#vgchange  -a n newvg0 
  0 logical volume(s) in volume group "newvg0" now active
#卷组中0个逻辑卷是活动状态,-a n表示使逻辑卷无效
[root@CentOs6 ~]#lvdisplay 
 LV Status              NOT available  #LV无效

4、导出卷组
12345 [root@CentOs6 ~]#vgexport  newvg0
  Volume group "newvg0" successfully exported
#导出卷组
[root@CentOs6 ~]#pvscan  #扫描磁盘物理卷
[root@CentOs6 ~]#pvdisplay  #会发现物理卷对应的卷组都是exported状态

5、拆除硬盘,换到目标设备上
在vmware上我们把磁盘文件挂载到目标设备上
我的是下面这三个虚拟机磁盘文件
CentOs6.9\CentOS6.9-3.vmdk
CentOs6.9\CentOS6.9-4.vmdk
CentOs6.9\CentOS6.9-5.vmdk
将这三个文件添加到目标设备上,我的目标设备是centos7
目标设备操作：
1、扫描发现磁盘
[root@CentOS7 ~]#echo '- - - ' > /sys/class/scsi_host/host2/scan 
[root@CentOS7 ~]#lsblk
#扫描磁盘,然后反省卷组是否存在

2、扫描物理卷,然后导入卷组
[root@CentOS7 ~]#pvscan  #扫描物理卷
  PV /dev/sdb1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 8.00 MiB free]
  PV /dev/sdc1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 1.01 GiB free]
  PV /dev/sdd1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 1.01 GiB free]
  Total: 3 [3.02 GiB] / in use: 3 [3.02 GiB] / in no VG: 0 [0  ]
[root@CentOS7 ~]#vgimport newvg0  #导入卷组,使用新组名
  Volume group "newvg0" successfully imported
[root@CentOS7 ~]#vgdisplay newvg0  //反省卷组信息

3、激活逻辑卷
[root@CentOS7 ~]#vgchange  -a y newvg0 
  1 logical volume(s) in volume group "newvg0" now active
[root@CentOS7 ~]#lvdisplay 
#激活逻辑卷,并查看成果,这里我只做了一个逻辑卷
#还可以使用blkid、vgdisplay、pvdisplay等命令查看成果
#其实还可以在原设备逻辑卷中提前存放一些数据,等迁移完成到目标设备后,我们再查看逻辑卷内的数据是否还存在.

实验四 移除卷组中的磁盘
第1步：将要移除的磁盘的数据移到其他逻辑卷
把数据搬到同一卷组其他逻辑卷,要保证卷组有足够的空间,搬的是存储空间,里面可能有数据
1234567891011121314 [root@CentOS7 ~]#pvmove /dev/sdb1 
 #把/dev/sdb磁盘PE空间迁移至其他逻辑卷,本实验1个磁盘上建1个分区
[root@CentOS7 ~]#pvdisplay  /dev/sdb1  #sdb已经没有空间在使用了
 --- Physical volume ---
  PV Name              /dev/sdb1
  VG Name              newvg0
  PV Size              1.01 GiB / not usable 3.41 MiB
  Allocatable          yes
  PE Size              4.00 MiB
  Total PE              258
  Free PE              258
  Allocated PE          0
  PV UUID              iRkKni-iG3a-U38w-bXGn-aIGV-bP14-Pua8bc
#还可以查看其他逻辑卷的PE free空间减少,便是因为接收了sdb1转移的PE

第2步：从卷组中移除物理卷
[root@CentOS7 ~]#vgreduce newvg0 /dev/sdb1  #移除sdb
  Removed "/dev/sdb1" from volume group "newvg0"
[root@CentOS7 ~]#vgdisplay    #查看信息

第3步：从物理卷中移除
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdb1  #移除
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.
[root@CentOS7 ~]#pvdisplay 
#移除物理卷后,就看不到原物理卷信息了

实验五 逻辑卷管理快照
快照是特殊的逻辑卷,快照存放的是改过的文件的最早的版本,只是备份修改的文件.快照与对应的逻辑卷必需在同一个卷组,而且恢复时的文件容量不能超过快照大小
测试环境使用快照较多
生产环境会消耗更多的性能,所以一般不用

第1步：创建快照
[root@CentOS7 ~]#lvcreate  -L 100M -s -n snap -p r /dev/newvg0/newlv0     
  Using default stripesize 64.00 KiB.
  Logical volume "snap" created.
#创建快照,-s表现快照,-L指定快照容量,-n是快照名,-p r快照权限只读
#我们对逻辑卷newlv0做快照
[root@CentOS7 ~]#lvdisplay
#此命令可以查看逻辑卷快照信息

第2步：挂载快照
1234 [root@CentOS7 ~]#mkdir /mnt/snap
[root@CentOS7 ~]#mount /dev/newvg0/snap /mnt/snap/
mount: /dev/mapper/newvg0-snap is write-protected, mounting read-only
#快照挂载到一个挂载点,挂载时提示写掩护,但还是成功挂载,可以df查看

第3步：使用快照恢复数据
上述步骤对逻辑卷newlv0做了快照,而newlv0挂载到了/mnt/lv目录下,现在把此目录下的文件newlv0删除然使用快照恢复
[root@CentOS7 ~]#rm -f /mnt/lv/newlv0  #删除原文件
[root@CentOS7 ~]#umount /dev/newvg0/snap
[root@CentOS7 ~]#umount /dev/newvg0/newlv0
#首先取消挂载逻辑卷与快照
[root@CentOS7 ~]#lvconvert  --merge /dev/newvg0/snap 
  Merging of volume newvg0/snap started.
  newlv0: Merged: 100.00%
#使用快照恢复数据,此命令会自动辨认逻辑卷的路径
[root@CentOS7 ~]#mount /dev/newvg0/newlv0 /mnt/lv
[root@CentOS7 ~]#ll /mnt/lv/                     
-rw-r--r--. 1 root root    0 Aug 12 14:45 newlv0
#最后我们再把逻辑卷挂载就可以看到被删除的文件了
#恢复完数据快照逻辑卷会自动消失

第4步：实验结束删除快照和逻辑卷(已经提前给逻辑卷newlv0创建一个快照snap-data,也要删除)
[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/snap/
[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/lv
[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/lv1/
[root@CentOS7 ~]#lvremove /dev/newvg0/snap-data 
[root@CentOS7 ~]#lvremove  /dev/newvg0/newlv0
[root@CentOS7 ~]#lvremove  /dev/newvg0/newlv1
#先取消挂载,然后移除所有逻辑卷,包含快照
[root@CentOS7 ~]#vgs
  VG    #PV #LV #SN Attr  VSize VFree
  newvg0  3  0  0 wz--n- 4.01g 4.01g
#此时vg内的逻辑卷为空
[root@CentOS7 ~]#vgremove  newvg0 
  Volume group "newvg0" successfully removed
#删除卷组,这时候vgs查看都是空
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdc1
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdd1
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdd2
#删除物理卷,pvs就看不到任何信息了
至此所有的快照、逻辑卷、卷组和物理卷全部清空

删除逻辑卷次序：
快照--逻辑卷--卷组--物理卷

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