Linux文件系统-LVM逻辑卷

LVM（Logical Volume Manager）卷组管理器，通过对底层物理磁盘的封装，可以将多块物理磁盘组合成逻辑资源池，提供给上层应用使用（如文件系统）. LVM的好处是，可以跨物理硬盘为文件系统提供容量，并且可以动态进行分区容量的调整，而不会损坏原有的文件系统.

物理磁盘 ：物理存储介质，可以是整块物理存储或一个分区.

物理卷PV（physical volume） ：LVM要使用物理磁盘，在物理磁盘的头部写入lvm标签头，就创建了一个PV，PV是组成VG的基本单元.

卷组VG（Volume Group） ：VG相当于非LVM系统中的物理硬盘，一个卷组VG由一个或多个PV组成，形成一个存储资源池.

逻辑卷LV（logical volume） ：LV相当于非LVM系统中的硬盘分区，LV建立在卷组VG之上，文件系统建立在LV之上.

物理块PE（physical Extent） ：创建LV时可以分配的最小存储单元，大小可以指定，默认为4MB

如上是从物理磁盘到lvm逻辑卷的创建过程及映射关系，lv01、lv02被创建后，通过device-mapper映射为逻辑块设备（块设备路径/dev/vg01/lv01、/dev/vg01/lv02），供文件系统使用，通过mkfs.ext4 /dev/vg01/lv02可创建ext4文件系统.

元数据主要是两部分，PV header + metadata，位置一般是在PV的0~2048 sector中，从2048 sector开始是数据区域.

通过pvcreate创建pv时，会将pv header写入物理磁盘，位置一般是在磁盘的第二个sector（512B/sector），lvm扫描磁盘时，通过pv header来识别PV.

pv header主要信息包括，pv uuid、元数据位置和metadata位置.

pv header实例:

metadata记录的是vg和lv的配置信息，以ASCII码的方式写入metadata区域；vg和lv的每次配置变更，都会以追加的方式写入metadata区域，并打上时间戳，该区域写满后，新的变更记录会覆盖最早的一次记录. 进行vgscan时，猜测应该是通过读取最新一次的配置记录，进行激活.

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.

实例：

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

将PV的前2048个sector通过dd拷贝出来，用cat查看如下.

假设我们有一块磁盘 /dev/sdb1 作为应用数据盘使用，以此为例创建lvm分区

先创建物理卷PV，命令： pvcreate /dev/sdb1

创建卷组VG,卷组命名为kylin，命令：vgcreate kylin /dev/sdb1

在VG中创建逻辑分区LV，命令：lvcreate -L 30G -n test kylin

创建逻辑分区后，进行格式化，然后便可以挂载使用.

mkfs.ext4 /dev/kylin/test

mount /dev/kylin/test /data

假设我们在上述基础上，又获得一块磁盘/dev/sdc1进行扩容，将磁盘容量增加到LV分区/dev/kylin/test中，具体 *** 作如下.

先创建物理卷PV，命令： pvcreate /dev/sdc1

将/dev/sdc1添加进VG kylin，命令：vgextend kylin /dev/sdc1

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

lvm卷组配置备份

lvm的配置信息默认在/etc/lvm/backup、/etc/lvm/archive/两个目录存在备份，当lvm元数据损坏，lvm卷组读取异常时，可通过备份文件进行恢复.

/etc/lvm/backup: 保留了当前配置的备份

/etc/lvm/archive/：保留了每次配置更新前的备份

实例演示

逻辑卷/dev/wan/lv01

在/dev/wan/lv01上创建文件系统

挂载并创建文件

覆盖/dev/vdb1、/dev/vdb2的lvm元数据，并重启系统，vg已不能识别

通过pvcreate命令修复pv header 和metadata数据.

激活逻辑卷

挂载/dev/wan/lv01成功，说明成功修复

在Linux磁盘 *** 作中，如果磁盘写满，那么就需要对磁盘进行扩容。把数据写入到更大的磁盘中，这个工作量是非常大的，而且非常容易出现错误，危险性很高，那么我们就可以使用逻辑卷管理器（LVM）来对磁盘进行管理扩容。这样就可以很轻松的，没有危险的对数据进行移动。

我们来看看LVM比传统硬盘管理的优点：

1.灵活性容量：允许多个磁盘或分区作为一个逻辑卷。

2.可以伸缩的存储池：不必格式化，用命令可以直接修改逻辑卷。

3.在线数据的分配：可以在线移动数据，可以热插拔硬盘更换磁盘。

4.设备命名方便。

5.镜像卷：很方便的做数据镜像。

6.卷快照：快照会把逻辑卷的全部内容保存。

那么逻辑卷要怎么来创建呢，我们做如下步骤：

1.在创建逻辑卷前，必须要有一块物理磁盘做物理卷（PV）。

2.由一个或多个物理卷组成一个存储池，我们叫他卷组（VG）。

3.根据卷组中的空闲物理空间，建立逻辑卷（LV）。

上面3步时创建逻辑卷的具体思路。下面我们具体 *** 作：

创建逻辑卷步骤：

1.使用fdisk创建一个物理分区，t 选项设置类型为：linuxLVM

2.使用partprobe向内核注册新的分区。

3.创建物理卷pvcreate /dev/sdb1（需要创建的硬盘分区名，根据自己服务器查找）

4.创建卷组 vgcreate 卷组名 /dev/sdb1

5.创建逻辑卷 lvcreate -n 逻辑卷名 -L 卷组大小 卷组名

lvcreate -n abc -L 10G myvg

6.创建文件系统 mkfs.ext4 /dev/卷组名/逻辑卷名

mkfs.ext4 /dev/myvg/abc

7.创建永久挂载点（写入文件/etc/fstab），这一步就不在赘述，可以查阅我前一文章，有详细记载。

这样，我们的逻辑卷就创建成功了。

那我们怎么查看物理卷，卷组，逻辑卷呢

查看物理卷信息：pvdisplay /dev/sdb1

查看卷组信息：vgdisplay myvg

查看逻辑卷信息：lvdisplay /dev/myvg/abc

逻辑卷的扩容

如果在建立的卷组还有空间，就可以给逻辑卷扩容。那怎么做呢。

1.lvextend -L +10G /dev/myvg/abc

给逻辑卷 abc 扩容10G。减少容量直接把 + 变为 - 即可。

2.resize2fs /dev/myvg/abc针对ext4文件

xfs_growfs /dev/myvg/abc针对xfs文件

使扩容生效。

如果卷组空间不够，需先增加卷组空间，在对逻辑卷扩容。

1.准备物理磁盘 fdisk ，partprobe ，mkfs.ext4

2.创建物理卷

3.给原来的卷组增加物理卷 vgextend myvg /dev/sdc1，然后vgdiaplay

创建完成，那么我们需要删除逻辑卷，怎么做呢。

1.取消挂载，同时删除 /etc/fstab 文件下的挂载内容。

2.删除逻辑卷 lvremove /dev/myvg/abc

3.删除卷组 vgremove myvg

4.删除物理卷 pvremove /dev/sdb1

步骤和创建相反。

Linux下磁盘管理的逻辑卷就总结完毕。

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