LVM使用管理及逻辑卷磁盘空间扩展

LVM（逻辑分区管理）中的几个概念：

PV(physical volume)：物理卷在逻辑卷管理系统最底层，可为整个物理硬盘或实际物理硬盘上的分区。
VG(volume group)：卷组建立在物理卷上，一卷组中至少要包括一物理卷，卷组建立后可动态的添加卷到卷组中，一个逻辑卷管理系统工程中可有多个卷组。
LV(logical volume)：逻辑卷建立在卷组基础上，卷组中未分配空间可用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态扩展和缩小空间。
PE(physical extent)：物理区域是物理卷中可用于分配的最小存储单元，物理区域大小在建立卷组时指定，一旦确定不能更改，同一卷组所有物理卷的物理区域大小需一致，新的pv加入到vg后，pe的大小自动更改为vg中定义的pe大小。
LE(logical extent)：逻辑区域是逻辑卷中可用于分配的最小存储单元，逻辑区域的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理区域的大小。
卷组描述区域：卷组描述区域存在于每个物理卷中，用于描述物理卷本身、物理卷所属卷组、卷组中逻辑卷、逻辑卷中物理区域的分配等所有信息，它是在使用pvcreate建立物理卷时建立的。

1．准备物理分区（Physical Partions）

首先，我们需要选择用于 LVM 的物理存储器。这些通常是标准分区，但也可以是已创建的 Linux Software RAID 卷。这里我利用fdisk命令，将sdb、sdc两块磁盘分了两个区sdb1、sdc1， 通过fdisk的t指令指定分区为8e类型(Linux LVM) 。

2．创建物理卷PV（Physical Volumes）

物理卷（Physical Volumes）简称PV，是在磁盘的物理分区或与磁盘分区具有同样功能的设备（如RAID)上创建而来。它只是在物理分区中划出了一个特殊的区域，用于记载与LVM相关的管理参数。
创建物理卷的命令是 pvcreate :

[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdb1 
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created 
[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdc1 
Physical volume "/dev/sdc1" successfully created

[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdb1 
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created 
[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdc1 
Physical volume "/dev/sdc1" successfully created

以上命令分别将/dev/sdc1、/dev/sdd1初始化成物理卷，使用物理卷显示命令pvdisplay查看物理卷情况如下:

[root@li2 ~]# pvdisplay 
--- NEW Physical volume --- 
PV Name /dev/sdb1 
VG Name 
PV Size 36.00 GB 
Allocatable NO 
PE Size (KByte) 0 
Total PE 0 
Free PE 0 
Allocated PE 0 
PV UUID QDmnUd-tuvH-U4Hn-n5Ry-zGRT-O1yK-67Dxbb 
--- NEW Physical volume --- 
PV Name /dev/sdc1 
VG Name 
PV Size 36.00 GB 
Allocatable NO 
PE Size (KByte) 0 
Total PE 0 
Free PE 0 
Allocated PE 0 
PV UUID NDBf68-6qrD-9hE6-Rotv-RdxL-Azvv-7NlC0S

[root@li2 ~]# pvdisplay 
--- NEW Physical volume --- 
PV Name /dev/sdb1 
VG Name 
PV Size 36.00 GB 
Allocatable NO 
PE Size (KByte) 0 
Total PE 0 
Free PE 0 
Allocated PE 0 
PV UUID QDmnUd-tuvH-U4Hn-n5Ry-zGRT-O1yK-67Dxbb 
--- NEW Physical volume --- 
PV Name /dev/sdc1 
VG Name 
PV Size 36.00 GB 
Allocatable NO 
PE Size (KByte) 0 
Total PE 0 
Free PE 0 
Allocated PE 0 
PV UUID NDBf68-6qrD-9hE6-Rotv-RdxL-Azvv-7NlC0S

3．创建卷组VG（Volume Groups）

卷组（Volume Group）简称VG，它是一个或者多个物理卷的组合。卷组将多个物理卷组合在一起，形成一个可管理的单元，它类似于非LVM系统中的物理硬盘。
创建卷组的命令为vgcreate，下面利用它创建了一个名为“lvmdisk”的卷组，该卷组包含/dev/sdb1、/dev/sdc1两个物理卷。

[root@li2 ~]# vgcreate lvmdisk /dev/sdb1 /dev/sdc1 
Volume group "lvmdisk" successfully created 

• 1 [root@li2 ~]# vgcreate lvmdisk /dev/sdb1 /dev/sdc1
• 2 Volume group "lvmdisk" successfully created

使用卷组查看命令vgdisplay显示卷组情况：

[root@li2 ~]# vgdisplay 
--- Volume group --- 
VG Name lvmdisk 
System ID 
Format lvm2 
Metadata Areas 2 
Metadata Sequence No 1 
VG Access read/write 
VG Status resizable 
MAX LV 0 
Cur LV 0 
Open LV 0 
Max PV 0 
Cur PV 2 
Act PV 2 
VG Size 71.98 GB 
PE Size 4.00 MB 
Total PE 18428 
Alloc PE / Size 0 / 0 
Free PE / Size 18428 / 71.98 GB 
VG UUID SARfuj-wAUI-od81-VWAc-A1nt-aaFN-JWaPVf

• 1
• 2
•  

当多个物理卷组合成一个卷组后时，LVM会在所有的物理卷上做类似格式化的工作，将每个物理卷切成一块一块的空间，这一块一块的空间就称为PE（Physical Extent ），它的默认大小是4MB。
由于受内核限制的原因，一个逻辑卷（Logic Volume）最多只能包含65536个PE（Physical Extent），所以一个PE的大小就决定了逻辑卷的最大容量，4 MB 的PE决定了单个逻辑卷最大容量为 256 GB，若希望使用大于256G的逻辑卷，则创建卷组时需要指定更大的PE。在Red Hat Enterprise Linux AS 4中PE大小范围为8 KB 到 16GB，并且必须总是 2 的倍数。

注意：以上关于PE数量的限制只存在于lvm1版本中，lvm2中已经取消了对于PE数量的限制，也就是单个LV最大容量是不收限制的。另外，CentOS6.X以后的系统已经直接使用lvm2 的各项格式功能，所以没有以上限制。

例如，如果希望使用 64 MB 的PE创建卷组，这样逻辑卷最大容量就可以为4 TB，命令如下:

# vgcreate － 64MB lvmdisk /dev/sdb1 /dev/sdc1

[root@li2 ~]# vgdisplay 
--- Volume group --- 
VG Name lvmdisk 
System ID 
Format lvm2 
Metadata Areas 2 
Metadata Sequence No 1 
VG Access read/write 
VG Status resizable 
MAX LV 0 
Cur LV 0 
Open LV 0 
Max PV 0 
Cur PV 2 
Act PV 2 
VG Size 71.98 GB 
PE Size 4.00 MB 
Total PE 18428 
Alloc PE / Size 0 / 0 
Free PE / Size 18428 / 71.98 GB 
VG UUID SARfuj-wAUI-od81-VWAc-A1nt-aaFN-JWaPVf

4．创建逻辑卷LV（Logical Volumes）

逻辑卷（Logical Volumes）简称LV，是在卷组中划分的一个逻辑区域，类似于非LVM系统中的硬盘分区。
创建逻辑卷的命令为lvcreate，通过下面的命令，我们在卷组lvmdisk上创建了一个名字为pldy1的逻辑卷，大小为15GB，其设备入口为/dev/lvmdisk/pldy1。

[root@li2 dev]# lvcreate -L 15G -n pldy1 lvmdisk 
Logical volume "pldy1" created

•  
• 1 [root@li2 dev]# lvcreate -L 15G -n pldy1 lvmdisk
• 2 Logical volume "pldy1" created

也可以使用-l参数，通过指定PE数来设定逻辑分区大小。
例如，希望创建一个使用全部空间的逻辑卷，需要先查清卷组中的PE总数，通过上面的vgdisplay命令查得当前卷组PE总数为18428，命令如下:

# lvcreate -l 18428 -n pldy1 lvmdisk 

• 1

当逻辑卷创建成功后，可以使用lvdisplay命令查看逻辑卷情况:

[root@li2 ~]# lvdisplay 
--- Logical volume --- 
LV Name /dev/lvmdisk/pldy1 
VG Name lvmdisk 
LV UUID FQcnm3-BMyq-NkJz-hykw-9xg1-Qy8d-8UeGCN 
LV Write Access read/write 
LV Status available 
# open 0 
LV Size 15.00 GB 
Current LE 3840 
Segments 1 
Allocation inherit 
Read ahead sectors 0 
Block device 253:0 

同卷组一样，逻辑卷在创建的过程中也被分成了一块一块的空间，这些空间称为LE（Logical Extents），在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

5．创建文件系统

在逻辑卷上创建ext3文件系统:

[root@li2 ~]# mkfs -t ext3 /dev/lvmdisk/pldy1

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创建了文件系统以后，就可以加载并使用了:

[root@li2 ~]# mkdir /opt/Oracle 
[root@li2 ~]# mount /dev/lvmdisk/pldy1 /opt/Oracle 

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为了在系统启动时自动加载文件系统，则还需要在/etc/fstab中添加内容:

/dev/lvmdisk/pldy1 /opt/Oracle ext3 defaults 1 2 

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6．管理LVM

LVM的最大好处就是可以动态地调整分区大小，而无须重新启动机器，下面让我们来体验一下吧！继续上面的实例，现假设逻辑卷/dev/lvmdisk/pldy1空间不足，需要增加其大小，我们分两种情况讨论：

1．卷组中有剩余的空间

通过vgdisplay命令可以检查当前卷组空间使用情况:

[root@li2 ~]# vgdisplay 
--- Volume group --- 
VG Name lvmdisk 
System ID 
Format lvm2 
Metadata Areas 2 
Metadata Sequence No 2 
VG Access read/write 
VG Status resizable 
MAX LV 0 
Cur LV 1 
Open LV 0 
Max PV 0 
Cur PV 2 
Act PV 2 
VG Size 71.98 GB 
PE Size 4.00 MB 
Total PE 18428 
Alloc PE / Size 3840 / 15.00 GB 
Free PE / Size 14588 / 56.98 GB 
VG UUID SARfuj-wAUI-od81-VWAc-A1nt-aaFN-JWaPVf 

确定当前卷组剩余空间56.98GB，剩余PE数量为14588个。在这里将所有的剩余空间全部增加给逻辑卷 /dev/lvmdisk/pldy1。

[root@li2 Oracle]# lvextend -l+14588 /dev/lvmdisk/pldy1 
Extending logical volume pldy1 to 56.98 GB 
Logical volume pldy1 successfully resized 

上面的命令使用了-l+14588参数，它的意思是给指定的逻辑卷增加14588个PE。如果不是将全部空间都使用，还可使用其他形式的lvextend命令。
例如将逻辑卷/dev/lvmdisk/pldy1增加5GB的空间，使其空间达到20GB，可写成:# lvextend -L+5G /dev/lvmdisk/pldy1或# lvextend －L20G /dev/lvmdisk/pldy1。增加了逻辑卷容量后，就要通过ext2online（ext2、ext3和ext4文件系统可以使用ext2online或resize2fs命令，xfs文件系统必须使用xfs_growfs命令，参考文章）命令修改文件系统的大小了。

[root@li2 ~]# ext2online /opt/Oracle/

转换好后，让我们查看一下文件系统的当前状态:

[root@li2 ~]# df －lh 
Filesystem 1k-blocks Used Available Use% Mounted on 
/dev/sda1 7.4G 1.8G 5.3G 25% / 
none 135M 0 135M 0% /dev/shm 
/dev/mapper/lvmdisk-pldy1 71G 81M 68G 1% /opt/Oracle

• 2．卷组中空间不足

当卷组中没有足够的空间用于扩展逻辑卷的大小时，就需要增加卷组的容量，而增加卷组容量的惟一办法就是向卷组中添加新的物理卷。
首先是增加一块新硬盘(36GB SCSI 硬盘)，并对其完成分区、创建物理卷等工作。接下来是利用vgextend命令将新的物理卷（/dev/sdd1）加入到卷组中。
扩展卷组的命令如下：

[root@li2 ~]# vgextend lvmdisk /dev/sdd1 
Volume group "lvmdisk" successfully extended 

利用vgdisplay命令查看卷组lvmdisk的情况:

[root@li2 ~]# vgdisplay 
--- Volume group --- 
VG Name lvmdisk 
System ID 
Format lvm2 
Metadata Areas 3 
Metadata Sequence No 3 
VG Access read/write 
VG Status resizable 
MAX LV 0 
Cur LV 1 
Open LV 0 
Max PV 0 
Cur PV 3 
Act PV 3 
VG Size 107.97 GB 
PE Size 4.00 MB 
Total PE 27640 
Alloc PE / Size 3840 / 15.00 GB 
Free PE / Size 23800 / 92.97 GB 
VG UUID l8YPvz-uD7h-oj1A-0qS5-TFcT-mbC7-QbjzCu 

完成卷组的扩容后，就可以按照第一种情况的方法完成逻辑卷的扩容，最终实现分区的动态调整。