Linux文件系統-LVM邏輯卷

LVM（Logical Volume Manager）卷組管理器，通過對底層物理磁盤的封裝，可以將多塊物理磁盤組合成邏輯資源池，提供給上層應用使用（如文件系統）. LVM的好處是，可以跨物理硬盤為文件系統提供容量，并且可以動態進行分區容量的調整，而不會損壞原有的文件系統.

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物理磁盤 ：物理存儲介質，可以是整塊物理存儲或一個分區.

物理卷PV（physical volume） ：LVM要使用物理磁盤，在物理磁盤的頭部寫入lvm標簽頭，就創建了一個PV，PV是組成VG的基本單元.

卷組VG（Volume Group） ：VG相當于非LVM系統中的物理硬盤，一個卷組VG由一個或多個PV組成，形成一個存儲資源池.

邏輯卷LV（logical volume） ：LV相當于非LVM系統中的硬盤分區，LV建立在卷組VG之上，文件系統建立在LV之上.

物理塊PE（physical Extent） ：創建LV時可以分配的最小存儲單元，大小可以指定，默認為4MB

如上是從物理磁盤到lvm邏輯卷的創建過程及映射關系，lv01、lv02被創建后，通過device-mapper映射為邏輯塊設備（塊設備路徑/dev/vg01/lv01、/dev/vg01/lv02），供文件系統使用，通過mkfs.ext4 /dev/vg01/lv02可創建ext4文件系統.

元數據主要是兩部分，PV header + metadata，位置一般是在PV的0~2048 sector中，從2048 sector開始是數據區域.

通過pvcreate創建pv時，會將pv header寫入物理磁盤，位置一般是在磁盤的第二個sector（512B/sector），lvm掃描磁盤時，通過pv header來識別PV.

pv header主要信息包括，pv uuid、元數據位置和metadata位置.

pv header實例:

metadata記錄的是vg和lv的配置信息，以ASCII碼的方式寫入metadata區域；vg和lv的每次配置變更，都會以追加的方式寫入metadata區域，并打上時間戳，該區域寫滿后，新的變更記錄會覆蓋最早的一次記錄. 進行vgscan時，猜測應該是通過讀取最新一次的配置記錄，進行激活.

vg配置信息，主要是包含的pv信息.

lv配置信息，主要是lv的起始位置和PE大小.

實例：

pvcreate /dev/vdb1

pvcreate /dev/vdb2

pvcreate /dev/vdb3

vgcreate /dev/vdb1 /dev/vdb2 /dev/vdb3

vgcreate wan /dev/vdb1 /dev/vdb2 /dev/vdb3

lvcreate -L 300M -n lv01 wan

將PV的前2048個sector通過dd拷貝出來，用cat查看如下.

假設我們有一塊磁盤 /dev/sdb1 作為應用數據盤使用，以此為例創建lvm分區

先創建物理卷PV，命令： pvcreate /dev/sdb1

創建卷組VG,卷組命名為kylin，命令：vgcreate kylin /dev/sdb1

在VG中創建邏輯分區LV，命令：lvcreate -L 30G -n test kylin

創建邏輯分區后，進行格式化，然后便可以掛載使用.

mkfs.ext4 /dev/kylin/test

mount /dev/kylin/test /data

假設我們在上述基礎上，又獲得一塊磁盤/dev/sdc1進行擴容，將磁盤容量增加到LV分區/dev/kylin/test中，具體操作如下.

先創建物理卷PV，命令： pvcreate /dev/sdc1

將/dev/sdc1添加進VG kylin，命令：vgextend kylin /dev/sdc1

增加LV分區容量，命令：lvextend -L +30G /dev/kylin/test

lvm卷組配置備份

lvm的配置信息默認在/etc/lvm/backup、/etc/lvm/archive/兩個目錄存在備份，當lvm元數據損壞，lvm卷組讀取異常時，可通過備份文件進行恢復.

/etc/lvm/backup: 保留了當前配置的備份

/etc/lvm/archive/：保留了每次配置更新前的備份

實例演示

邏輯卷/dev/wan/lv01

在/dev/wan/lv01上創建文件系統

掛載并創建文件

覆蓋/dev/vdb1、/dev/vdb2的lvm元數據，并重啟系統，vg已不能識別

通過pvcreate命令修復pv header 和metadata數據.

激活邏輯卷

掛載/dev/wan/lv01成功，說明成功修復

Linux入門系列——LVM邏輯卷管理

將多個底層的物理設備，在內核中抽象成/dev/md# ，所有的調配工作都由內核中的md來實現的；

DM的功能要比MD要強大；比如LVM2，快照，多路徑；還可以實現動態增減。

在創建LVM的時候，要先創建好PV，再來創建GV，最后創建LV，格式化并掛載；

先把要創建成PV的塊設備的分區類型修改為Linux LVM類型，對應的十六進制碼是： 8e

使用fdisk 創建了/dev/sdb11 /dev/sdb12 /dev/sdb13這三個分區，并且已經修改好了分區類型；這里要注意的是fdisk命令最多只支持分15個分區；

下面就是把創建好的三個物理分區，創建成PV：

查看系統創建好的PV，可以使用pvdisplay和pvs命令：

語法：vgcreate vg_name /dev/sdb[12345678]

查看創建好的VG：

語法：lvcreate -n lv_name -L [+]size vg_name

查看創建的LV

從上面格式化的路徑可以看出，LVM設備的路徑為：/dev/vg_name/lv_name ，那么再來看看掛載后的路徑：

關于LVM擴容、縮容的操作將會在下一篇介紹。

簡單輕松：Linux下從零開始創建lvm虛擬磁盤陣列+腳本化解決方案

邏輯卷管理器（英語：Logical Volume Manager，縮寫為LVM），又譯為邏輯卷宗管理器、邏輯扇區管理器、邏輯磁盤管理器，是Linux核心所提供的邏輯卷管理（Logical volume management）功能。它在硬盤的硬盤分區之上，又創建一個邏輯層，以方便系統管理硬盤分割系統。

最先由IBM開發，在AIX系統上實現，OS/2 操作系統與 HP-UX也支持這個功能。在1998年，Heinz Mauelshagen 根據在 HP-UX 上的邏輯卷管理器，寫作出第一個 Linux 版本的邏輯卷管理器。

LVM基本術語：

我們可以通過LVM靈活便捷的管理系統中的磁盤，并且根據需求快速、無感得擴容目標磁盤，并且幾乎不會影響性能。

創建lvm分區的方法其實非常的簡單，主要分為以下幾個步驟：

目前做LVM分區比較推薦的工具還是fdisk，不是說parted不能做，而是fdisk可能更加方便一點。流程如下：

在分區完成之后需要做的就是創建物理卷，直接將剛才創建的分區進行pvcreate：

在創建玩物理卷之后，需要對該磁盤進行虛擬卷的創建。需要注意的是一個虛擬卷可以由多個物理卷構成。例如：

該命令的意義就在于創建一個叫做nvme的虛擬卷，由 /dev/nvme0n1p1 、 /dev/nvme1n1p1 、 /dev/nvme2n1p1 三個做了pv的分區構成

到了這一步，基本上LVM的創建已經到了尾聲了，最后一步就是從虛擬卷中創建一個邏輯卷。如下：

這條命令的意思為從虛擬卷nvme中創建一個2.91T的邏輯卷作為lvm分區并命名為data，如果想一次性全部用完所有的容量，也可以這樣：

此時在linux的 /dev/ 文件夾下面我們可以看到有 /nvme/data 的文件結構。

在創建完lvm分區后，我們需要將分區掛在到系統中的路徑中。假設需要掛載的路徑是 /data 。

之后通過 blkid 命令獲取這個新的lvm分區的UUID，然后更新到 /etc/fstab 中就可以了

上述的LVM實現過程可以直接通過shell腳本進行實現：

Linux LVM是什么？對比直接使用物理存儲有什么好處？

Linux中lvm是什么?LVM是Logical VolumeManager的簡寫，中文名為邏輯卷管理，它是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制。以下是詳細的內容介紹，具體內容請看下文：

LVM是邏輯卷管理的簡稱，他是建立在物理存儲設備之上的一個抽象層，允許你生成邏輯存儲卷，和直接使用物理存儲在管理上相比，提供了更好的靈活性。

LVM將存儲虛擬化，使用邏輯卷，你不會受限于物理磁盤的大小。另外，和硬件相關的存儲設置被其隱藏，你能不用停止應用或卸載文件系統來調整卷大小或數據遷移，這樣可以減少操作成本。

LVM對比直接使用物理存儲，具有以下好處：

1、靈活的容量，當使用邏輯卷時，文件系統能擴展到多個磁盤上，你能聚合多個磁盤或磁盤分區成單一的邏輯卷。

2、可伸縮的存儲池，你能使用簡單的命令來擴大或縮小邏輯卷大小，不用重新格式化或分區磁盤設備。

3、在線的數據再分配，你能在線移動數據，數據能在磁盤在線的情況下重新分配，比如你能在線更換可熱插拔的磁盤。

4、方便的設備命名，邏輯卷能按你覺得方便的方式來起所有名稱。

5、磁盤條塊化，你能生成一個邏輯卷，他的數據能被條塊化存儲在2個或更多的磁盤上，這樣能明顯提升數據吞吐量。

6、映像卷，邏輯卷提供方便的方法來映像你的數據。

7、卷快照，使用邏輯卷，你能獲得設備快照用來一致性備份或測試數據更新效果而不影響真實數據。

Linux LVM分區的創建、分配

許多Linux使用者安裝操作系統時都會遇到這樣的困境：如何精確評估和分配各個硬盤分區的容量，如果當初評估不準確，一旦系統分區不夠用時可能不得不備份、刪除相關數據，甚至被迫重新規劃分區并重裝操作系統，以滿足應用系統的需要。

LVM是Linux環境中對磁盤分區進行管理的一種機制，是建立在硬盤和分區之上、文件系統之下的一個邏輯層，可提高磁盤分區管理的靈活性。RHEL5默認安裝的分區格式就是LVM邏輯卷的格式，需要注意的是/boot分區不能基于LVM創建，必須獨立出來。

LVM的配置過程也很簡單，并不是很難，為此，我畫了一張圖文并茂的解析圖，解析了LVM創建的整個過程。更詳細的理論知識還請參看一些教程或者去Google哦！

實驗環境：

首先從空的硬盤sdb上創建兩個分區sdb1 1G,sdb2 2G. 為接下來做LVM做準備.

為了后期便于維護管理,記得給分區加上標示,這樣即使你不在的情況下,別人看到標示了就不會輕易動這塊區域了. LVM的標識是8e,設置完成后記得按w保存

一、創建邏輯卷

將新創建的兩個分區/dev/sdb1 /dev/sdb2轉化成物理卷,主要是添加LVM屬性信息并劃分PE存儲單元.

創建卷組 vgdata ,并將剛才創建好的兩個物理卷加入該卷組.可以看出默認PE大小為4MB,PE是卷組的最小存儲單元.可以通過 –s參數修改大小。

從物理卷vgdata上面分割500M給新的邏輯卷lvdata1.

使用mkfs.ext4命令在邏輯卷lvdata1上創建ext4文件系統.

將創建好的文件系統/data1掛載到/data1上.(創建好之后,會在/dev/mapper/生成一個軟連接名字為”卷組-邏輯卷”)

便于以后服務器重啟自動掛載,需要將創建好的文件系統掛載信息添加到/etc/fstab里面.UUID可以通過 blkid命令查詢.

為了查看/etc/fstab是否設置正確,可以先卸載邏輯卷data1,然后使用mount –a 使內核重新讀取/etc/fstab,看是否能夠自動掛載.

二、邏輯卷 lvdata1 不夠用了，如何擴展。

給邏輯卷增加空間并不會影響以前空間的使用，所以無需卸載文件系統，直接通過命令lvextend –L +500M /dev/vgdata/lvdata1或者lvextend –l 2.5G /dev/vgdata/lvdata1 給lvdata1增加500M空間（lvdata1目前是2G空間）設置完成之后，記得使用resize2fs命令來同步文件系統。

三、當卷組不夠用的情況下，如何擴大卷組

重新從第二塊硬盤上創建一個分區sdb3，具體操作步驟省略。并將創建好的分區加入到已經存在的卷組vgdata中。通過pvs命令查看是否成功。

四、當硬盤空間不夠用的情況下，如果減少邏輯卷的空間釋放給其他邏輯卷使用。

減少邏輯卷空間，步驟如下

1、 先卸載邏輯卷data1

2、 然后通過e2fsck命令檢測邏輯卷上空余的空間。

3、 使用resize2fs將文件系統減少到700M。

4、 再使用lvreduce命令將邏輯卷減少到700M。

注意：文件系統大小和邏輯卷大小一定要保持一致才行。如果邏輯卷大于文件系統，由于部分區域未格式化成文件系統會造成空間的浪費。如果邏輯卷小于文件系統，哪數據就出問題了。

完成之后，就可以通過mount命令掛載重新使用了。

五、如果某一塊磁盤或者分區故障了如何將數據快速轉移到相同的卷組其他的空間去。

1、通過pvmove命令轉移空間數據

2、通過vgreduce命令將即將壞的磁盤或者分區從卷組vgdata里面移除除去。

3、通過pvremove命令將即將壞的磁盤或者分區從系統中刪除掉。

4、手工拆除硬盤或者通過一些工具修復分區。

六、刪除整個邏輯卷

1、先通過umount命令卸載掉邏輯卷lvdata1

2、修改/etc/fstab里面邏輯卷的掛載信息，否則系統有可能啟動不起來。

3、通過lvremove 刪除邏輯卷lvdata1

4、通過vgremove 刪除卷組vgdata

5、通過pvremove 將物理卷轉化成普通分區。

刪除完了，別忘了修改分區的id標識。修改成普通Linux分區即可。

總結：LVM邏輯卷是Linux里面一個很棒的空間使用機制，因為分區在沒有格式化的情況下是沒有辦法加大或者放小的。通過LVM可以將你的磁盤空間做到靈活自如。

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用以致學，學以致用

本文題目：linux終端lvm命令 linux lvm命令
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