LVM逻辑卷的配置和挂载使用

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LVM逻辑卷的配置和挂载使用

为什么使用LVM?

①硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间

②用户／用户组的空间建立在LVM上，可以随时按要求增大，或根据使用情况对各逻辑卷进行调整。当系统空间不足而加入新的硬盘时，不必把用户的数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可。同样，使用LVM可以在不停服务的情况下。把用户数据从旧硬盘转移到新硬盘空间中去

名词解释：

PV： 物理

VG：卷组

LV ：逻辑卷

LVM配置步骤：

  1. 将磁盘加入pv # pvcreate /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

  2. 将pv加入到vg卷组 # vgcreate datavg /dev/sdb /dev/sdc /dev/sdd

  3. 分配lv使用 # lvcreate -L 100M -n lv1 datavg

  4. 查看命令：pvs、vgs、lvs

一、例如有三块硬盘: sdb、sdc、sdd

先使用两块，sdd稍后用来示范VG扩展和移除

[root@localhost ~]# lsblk |grep "sd[bcd]"
sdb             8:16   0  204M  0 disk 
sdc             8:32   0  204M  0 disk 
sdd             8:48   0  204M  0 disk 
[root@localhost ~]# lsblk
NAME          MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda             8:0    0   30G  0 disk 
├─sda1          8:1    0  200M  0 part /boot
├─sda2          8:2    0 25.8G  0 part 
│ ├─rhel-root 253:0    0 23.8G  0 lvm  /
│ └─rhel-home 253:1    0    2G  0 lvm  /home
└─sda3          8:3    0    4G  0 part [SWAP]
sdb             8:16   0  204M  0 disk 
sdc             8:32   0  204M  0 disk 
sdd             8:48   0  204M  0 disk 
sr0            11:0    1  3.8G  0 rom  
[root@localhost ~]#
  1. 将sdb磁盘加入pv 
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created
[root@localhost ~]# echo $?
0
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb        lvm2 ---  204.00m 204.00m
[root@localhost ~]#

如果加入失败可以先将磁盘格式化：mkfs.etx4 /dev/sdb 格式化成什么格式自己选，这里是ext4

  1. 查看pv创建情况：
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb        lvm2 ---  204.00m 204.00m
[root@localhost ~]#
  1. 再将sdc磁盘加入pv
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdc
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb        lvm2 ---  204.00m 204.00m
  /dev/sdc        lvm2 ---  204.00m 204.00m
[root@localhost ~]#

  • 思考：现在有两个PV物理卷了，我们需要将这两个物理卷加入卷组，所以需要创建一个卷组VG

  • 注意：在某个物理卷在加入卷组时，会将物理卷的最小存储单元设定为一个固定的值，这个值称为PE(physical extent)。这个值的创建，是为了保证用统一的最小分配单元来创建逻辑卷，不至于因为分配单元大小不同而造成空间浪费。举个例子：用于远洋运输的集装箱的设计是是有着统一标准的，最重要一点是集装箱大小完全相同，这样做的好处是集装箱相互堆叠在一起不会留下多余的空隙，完全利用了空间，且便于管理。设定PE的原因也与此相同。LVM以最小分配单元来创建逻辑卷，该最小分配单元的值称为LE(logical extent)。一般来说PE=LE，且大小为2^n。

    1. 创建名为datavg的卷组，并将sdb和sdc这两个物理卷加入到卷组datavg
[root@localhost ~]# vgcreate datavg /dev/sdb /dev/sdc
  Volume group "datavg" successfully created
[root@localhost ~]# vds
bash: vds: command not found...

通过以下两个命令可以看出sdb和sdc物理卷都已加入名为datavg的卷组中了

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  datavg   2   0   0 wz--n- 400.00m 400.00m
  rhel     1   2   0 wz--n-  25.80g      0 
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel   lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
  /dev/sdc   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
[root@localhost ~]#

datavg卷组还可以扩展新的pv ,这里我们暂时不扩展

  1. 分配LV逻辑卷使用（利用datavg卷组创建一个名为lv1的逻辑卷，大小为100M）
[root@localhost ~]# lvcreate -L 100M -n lv1 datavg 
  Logical volume "lv1" created.
[root@localhost ~]#

查看下逻辑卷的配置情况：

[root@localhost ~]# lvs
  LV   VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  datavg -wi-a----- 100.00m                                                    
  home rhel   -wi-ao----   2.00g                                                    
  root rhel   -wi-ao----  23.80g                                                    
[root@localhost ~]# lvscan 
  ACTIVE            '/dev/datavg/lv1' [100.00 MiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/rhel/home' [2.00 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/rhel/root' [23.80 GiB] inherit
[root@localhost ~]#
  1. 逻辑卷使用前和分区一样，都需要格式化一下
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/datavg/lv1 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
25688 inodes, 102400 blocks
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=33685504
13 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1976 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    8193, 24577, 40961, 57345, 73729

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (4096 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done 

[root@localhost ~]# echo $?
0
[root@localhost ~]#

  • 知识点：确认上一步操作是否成功可用 [root@localhost ~]# echo $? 检查，为0表示成功，其他都是失败

    1. 挂载逻辑卷到/lv1目录下
[root@localhost /]# mkdir /lv1
[root@localhost /]# mount /dev/datavg/lv1 /lv1/
[root@localhost /]# df -h
Filesystem              Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root    24G  3.6G   19G  16% /
devtmpfs                898M     0  898M   0% /dev
tmpfs                   913M   84K  913M   1% /dev/shm
tmpfs                   913M  9.2M  904M   1% /run
tmpfs                   913M     0  913M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               190M  133M   43M  76% /boot
/dev/mapper/rhel-home   2.0G   12M  1.8G   1% /home
tmpfs                   183M     0  183M   0% /run/user/0
tmpfs                   183M   16K  183M   1% /run/user/42
/dev/mapper/datavg-lv1   93M  1.6M   85M   2% /lv1
[root@localhost /]#

  • 当然我们也可以设置将逻辑卷永久挂载

    ①将逻辑卷的lv1的UUID写到/etc/fstab配置文件中

[root@localhost lv1]# blkid |grep "lv1" |awk '{print $2}' >> /etc/fstab

②重新加载下配置文件/etc/fstab

[root@localhost /]# mount -a
  1. 我们可以看到datavg卷组已经少了100M,先使用的sdb物理卷的空间
[root@localhost /]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  datavg   2   1   0 wz--n- 400.00m 300.00m
  rhel     1   2   0 wz--n-  25.80g      0 
[root@localhost /]#

二、VG的扩展pv和移除pv

  • 扩展一个新的pv
[root@localhost /]# vgextend datavg /dev/sdd
  • 移除一个pv
[root@localhost ~]# vgreduce datavg /dev/sdd
  • 删除VG
[root@localhost ~]# vgremove datavg

三、pvmove在线数据迁移（不同物理卷之间）和快照建立（逻辑卷之间）

  • 假如pv物理卷/dev/sdb硬盘已经老化，需要将sdb里的数据在线迁移到sdc物理卷

    1. 先检查当前逻辑卷VG中的PV使用情况
[root@localhost /]# df -h
Filesystem              Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/rhel-root    24G  3.6G   19G  16% /
devtmpfs                898M     0  898M   0% /dev
tmpfs                   913M   84K  913M   1% /dev/shm
tmpfs                   913M  9.2M  904M   2% /run
tmpfs                   913M     0  913M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               190M  133M   43M  76% /boot
/dev/mapper/rhel-home   2.0G   12M  1.8G   1% /home
tmpfs                   183M     0  183M   0% /run/user/0
tmpfs                   183M   16K  183M   1% /run/user/42
/dev/mapper/datavg-lv1   93M   33M   54M  39% /lv1
[root@localhost /]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel   lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb   datavg lvm2 a--  200.00m 100.00m
  /dev/sdc   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
  /dev/sdd   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
[root@localhost /]#
  1. 开始数据迁移
[root@localhost etc]# pvmove /dev/sdb /dev/sdc 
  /dev/sdb: Moved: 12.0%
  /dev/sdb: Moved: 100.0%
[root@localhost etc]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel   lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
  /dev/sdc   datavg lvm2 a--  200.00m 100.00m
  /dev/sdd   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
[root@localhost etc]#
  1. 迁移完成后可将老旧的物理卷pv（sdb）从卷组中除去
[root@localhost etc]# vgreduce datavg /dev/sdb
  Removed "/dev/sdb" from volume group "datavg"
[root@localhost etc]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  datavg   2   1   0 wz--n- 400.00m 300.00m
  rhel     1   2   0 wz--n-  25.80g      0 
[root@localhost etc]#

// partprobe命令用于重读分区表，当出现删除文件后，出现仍然占用空间。可以partprobe在不重启的情况下重读分区。
//partprobe命令k可以不用重启系统即可配合fdisk、gdisk工具创建新的分区
[root@localhost /]# partprobe
  • lvm建立快照lv1-bak
// 制作/dev/datavg/lv1的快照lv1-bak
[root@localhost lv1]# df -h
.......
/dev/mapper/datavg-lv1   93M  1.6M   85M   2% /lv1
[root@localhost lv1]#
// 制作快照前最好先卸载/dev/datavg/lv1
[root@localhost /]# umount /lv1/
[root@localhost /]# lvcreate -L 35M -n lv1-bak -s /dev/datavg/lv1
  Rounding up size to full physical extent 36.00 MiB
  Logical volume "lv1-bak" created.
[root@localhost /]# df -h
........
/dev/mapper/datavg-lv1--bak   93M   33M   54M  39% /lv1

四、LVM管理知识扩展及易错问题的出现及方法

  1. lvm的拉伸与缩减

    • 针对xfs文件系统—–lvm设备的扩大(只可以扩大，不可以缩小) 
// 此操作只能扩大
[root@server188 ~]# lvextend -L 500M /dev/datavg/lv1  
Extending logical volume lv0 to 500.00 MiB 
Logical volume lv0 successfully resized 
[root@server188 ~]# df -h 
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
….. ….. ….. … 
/dev/mapper/datavg-lv1 197M 11M 187M 6% /lv1
// xfs格式同步下设备
[root@server188 ~]# xfs_growfs /dev/datavg/lv1 
[root@server188 ~]# df -h 
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on 
……. …… … … 
/dev/mapper/datavg-lv1 497M 11M 487M 3% /lv1

  • 针对ext文件系统—–lvm设备的扩大(可拉伸也可缩减)

  • lvm设备的拉伸

//将/dev/mapper/datavg-lv1格式化为ext格式 
[root@server188 ~]# umount /dev/mapper/datavg-lv1
[root@server188 ~]# mkfs.ext4 /dev/mapper/vg0-lv0

//此时要扩展到600M,但vg中容量<600M，因此vg中加入新的物理卷pv
[root@localhost /]# vgextend datavg /dev/sdd
[root@server188 ~]# lvextend -L 2G /dev/vg0/lv0
Extending logical volume lv0 to 2.00 GiB 
Insufficient free space: 387 extents needed, but only 130 available

// lvm丢失pv设备:unknown device datavg lvm2 a-m  200.00m 200.00m
[root@localhost ~]# pvs
  WARNING: Device for PV MQ1kYt-eH2x-ECas-Gmd6-QNje-j8fq-Of62rx not found or rejected by a filter.
  WARNING: Device for PV 8MPnLa-2u7t-UJus-XZev-M3wj-zbx0-q3AZwT not found or rejected by a filter.
  PV             VG     Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2      rhel   lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb              lvm2 ---  204.00m 204.00m
  /dev/sdc       datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
  unknown device datavg lvm2 a-m  200.00m 200.00m
  unknown device datavg lvm2 a-m  200.00m 200.00m

// 当想删除未知设备[unknown device]时用下面的命令 
[root@localhost ~]# vgreduce --removemissing datavg 
  WARNING: Device for PV MQ1kYt-eH2x-ECas-Gmd6-QNje-j8fq-Of62rx not found or rejected by a filter.
  WARNING: Device for PV 8MPnLa-2u7t-UJus-XZev-M3wj-zbx0-q3AZwT not found or rejected by a filter.
  WARNING: Device for PV MQ1kYt-eH2x-ECas-Gmd6-QNje-j8fq-Of62rx not found or rejected by a filter.
  WARNING: Device for PV 8MPnLa-2u7t-UJus-XZev-M3wj-zbx0-q3AZwT not found or rejected by a filter.
  Wrote out consistent volume group datavg
[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  rhel   lvm2 a--   25.80g      0 
  /dev/sdb          lvm2 ---  204.00m 204.00m
  /dev/sdc   datavg lvm2 a--  200.00m 200.00m
[root@localhost ~]#

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