LVM常规操作记录梳理 [扩容、缩容、快照等]

2023-10-30 19:46:34

基本介绍

Linux用户安装Linux 操作系统时遇到的一个最常见的难以决定的问题就是如何正确地给评估各分区大小，以分配合适的硬盘空间。随着 Linux的逻辑盘卷管理功能的出现，这些问题都迎刃而解，
lvm是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是 Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制， LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。

LVM基本术语
1）物理存储介质：这里指系统的存储设备：硬盘，如： /dev/hda、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。
2）物理卷physical volume （PV ）
物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如 RAID)，是 LVM的基本存储逻辑块
3）卷组Volume Group （VG ）
LVM卷组由一个或多个物理卷组成，但是更确切的说，它包含由这些物理卷提供的许多PE。
4）逻辑卷logical volume （LV ）
这里是我们存储信息的地方，在逻辑卷之上可以建立文件系统 (比如/home或者 /usr等)。
5）PE（physical extent ）
每一个物理卷被划分为称为 PE的基本单元，具有唯一编号的 PE是可以被 LVM寻址的最小单元。 PE的大小是可配置的，默认为 4MB。

具体操作
1）创建分区
[root@test-server ~]# fdisk -l #查看磁盘情况
[root@test-server ~]# fdisk /dev/sda #进入磁盘（可以依次按键p->n->e->回车->回车->w，即用此磁盘所有空闲空间创建分区）
Command (m for help): n #n 为添加一个分区， p查看分区
First cylinder (2898-10443, default 2898): #按Enter 键决定
Using default value 2898 #起始柱面选择默认值
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (289810443, default 10443): +2G # 给2G的大小
Command (m for help): t #更改分区类型
Partition number (1-5): 5 # 选着分区
Hex code (type L to list codes): l #分区类型列表

Hex code (type L to list codes):8e #将新添加的分区标注成 lvm
Command (m for help): p #查看分区表
/dev/sda5 2756 2999 1959898+ 8e Linux LVM
Command (m for help): w #保存
[root@test-server ~]# partprobe /dev/sda #系统识别分区（代替重启）
[root@test-server ~]# mkfs.ext4 /dev/sda5 #格式化新添加的分区

2）PV创建 ("yum install lvm2" 安装lvm的操作命令，如pvcreate)
[root@test-server ~]# pvcreate /dev/sda5 #创建pv
Writing physical volume data to disk "/dev/sda5"
Physical volume "/dev/sda5" successfully created
[root@test-server ~]# pvs #或pvdisplay,查看当前pv的信息
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda5 lvm2 a-- 1.87G 1.87G

3）VG创建
[root@test-server ~]# vgcreate vg0 /dev/sda5 #vg0 为当前vg的名
Volume group "vg0" successfully created
[root@test-server ~]# vgs #或vgdispaly，查看vg详细信息，会显示PE数
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
vg0 1 0 0 wz--n- 1.87G 1.87G

4）LV创建（使用vgdisplay查看"Free PE"中可用的空间来制作LVM。比如这里查看到Free PE空间为500M，则最大只能使用500M来制作lvm）
# lvcreate -L +大小 -n lv_name vg_name (指定逻辑卷的大小，单位为"kKmMgGtT"字节)
# lvcreate -l +PE数 -n lv_name vg_name (或"lvcreate -l +百分比FREE -n lv_name vg_name"命令，即使用卷组剩余所有空间的百分比)
[root@test-server ~]# lvcreate -L +500M -n lv01 vg0
Logical volume "lv01" created
[root@test-server ~]# lvs #或lvdispaly,查看lv 的信息
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
lv01 vg0 -wi-a- 500.00M
You have mail in /var/spool/mail/root
[root@test-server ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv01 #格式化

5）挂载使用LVM
[root@test-server ~]# mkdir /mnt/lv01 #建立挂载目录
[root@test-server ~]# mount /dev/vg0/lv01 /mnt/lv01 #将制作的lvm挂载起来
[root@test-server ~]# df -h
[root@test-server ~]# touch /mnt/lv01/lv.file
[root@test-server ~]#ls /mnt/lv01

LVM的增大
比如原来lv大小500M ，现在要拉伸分区到 800M。
前提是vg0里面还有剩余空间（vgdispaly查看Free PE）。
先使用vgdisplay查看vg0组是否还有多余的空间.
[root@test-server ~]# vgdisplay
.......
Alloc PE / Size 1277 / 500M
Free PE / Size 490 / 300M
VG UUID hYScku-I097-bxMg-iUKq-WKnd-gEfQ-1wn5nU
...................

======================================================
如没有剩余，需要vgextend扩建。比如创建一个分区/dev/sdb1
# pvcreate /dev/sdb1
# vgextend vg0 /dev/sdb1 扩容到vg0组里
# vgdisplay 查看vg0多余的空间
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[root@test-server ~]# lvextend -L +300M /dev/vg0/lv01 #使用 "-L +300M" 或是 "-l +490" 都可以
Logical volume lv01 successfully resized # 或者直接使用" lvextend -l +100%FREE /dev/vg0/lv0 "命令，即使用卷组剩余所有空间。
[root@test-server ~]# resize2fs /dev/vg0/lv01 #拉伸文件系统
[root@test-server ~]# lvs
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
lv01 vg0 -wi-ao 800.00M #大小变成了 800M

LVM的减小
[root@test-server ~]# umount /dev/vg0/lv01 #卸载逻辑卷 /dev/vg0/lv01，或者卸载/mnt/lv01目录也可以
[root@test-server ~]# df -h #查看
[root@test-server ~]# e2fsck -f /dev/vg0/lv01 #磁盘校验
[root@test-server ~]# resize2fs /dev/vg0/lv01 500M #回缩文件系统到 500M
[root@test-server ~]# lvreduce -L 500M /dev/vg0/lv01 #回缩分区到 500M
WARNING: Reducing active logical volume to 500.00 MB
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv01? [y/n]: y
[root@test-server ~]# lvs
LV VG Attr LSize Origin Snap% Move Log Copy% Convert
lv01 vg0 -wi-a- 500.00M #此时已变成500M大小
[root@test-server ~]# mount /dev/vg0/lv01 /mnt/lv01 #重新挂载分区
[root@test-server ~]# df -h #查看
[root@test-server ~]# ls /mnt/lv01 #查看文件

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特别注意的是：
resize2fs命令针对的是ext2、ext3、ext4文件系统。
xfs_growfs命令针对的是xfs文件系统
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LVM的系统快照
原理：系统快照（snapshot）是 lvm的另外一种重要的功能，快照就是将当时的数据记录下来，就好像照相记录一样，以后数据有任何改动，原数据会被移动到快照区，没有被改变的区域则由快照区与文件系统共享。
由于快照区和原本的 LV共享很多 PE，所以快照区与被快照的区域必须在同一个 VG上
操作：
以上面创建的 lv01为例
1）挂载lvm
[root@test-server ~]# mount /dev/vg0/lv01 /mnt/lv01
[root@test-server ~]# cd /mnt/lv01
[root@test-server lv01]# touch {a,b,c}{a,b,c}
[root@test-server lv01]# ls
aa ab ac ba bb bc ca cb cc lost+found lv.file restoresymtable
2）为lvm创建快照
[root@test-server lv01]# lvcreate -L 64M -s -n lv-backup /dev/vg0/lv01
Logical volume "lv-backup" created
3）挂载快照
[root@test-server lv01]# mkdir /mnt/lv-backup
[root@test-server mnt]# mount -o ro /dev/vg0/lv-backup /mnt/lv-backup/
4）备份快照
[root@test-server tmp]# dump -0u -f /tmp/lv-backup.dump /mnt/lv-backup/ #备份
DUMP: Date of this level 0 dump: Sun Nov 11 14:53:31 2012
DUMP: Dumping /dev/mapper/vg0-lv--backup (/mnt/lv-backup) to /tmp/lv-backup.dump
5）删除快照
[root@test-server tmp]# umount /mnt/lv-backup/
[root@test-server tmp]# lvremove /dev/vg0/lv-backup
Do you really want to remove active logical volume lv-backup? [y/n]: y
Logical volume "lv-backup" successfully removed
6）清空/dev/vg0/lv01下内容
[root@test-server tmp]# umount /mnt/lv01
[root@test-server tmp]# mkfs.ext3 /dev/vg0/lv01
mke2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem label=
OS type: Linux
7）恢复数据
[root@test-server tmp]# mount /dev/vg0/lv01 /mnt/lv01
[root@test-server tmp]# cd /mnt/lv01
[root@test-server lv01]# ls
lost+found
[root@test-server lv01]# restore -rf /tmp/lv-backup.dump #恢复
restore: ./lost+found: File exists
[root@test-server lv01]# ls #由于之前都删除了，所以这些都是改变的部分
aa ab ac ba bb bc ca cb cc lost+found lv.file restoresymtable

LVM的关闭（删除）
[root@test-server ~]# umount /mnt/lv01
[root@test-server ~]# lvremove /dev/vg0/lv01 #删除lv
Do you really want to remove active logical volume lv01? [y/n]: y
Logical volume "lv01" successfully removed
[root@test-server ~]# vgchange -a n vg0 #使vg0不具有 active标志
0 logical volume(s) in volume group "vg0" now active
[root@test-server ~]# vgremove vg0 #删除vg
Volume group "vg0" successfully removed
[root@test-server ~]# pvremove /dev/sda5 #删除pv
Labels on physical volume "/dev/sda5" successfully wiped

#################### 贴一个虚拟机磁盘扩容实施记录 #######################
Linux服务器硬盘在线热扩容基本都是通过LVM方式实现的，所以服务器系统安装时，磁盘挂载最好选择LVM方式。我们目前采用的是XenServer虚拟化，随着业务数据的不断增加，发现部分虚拟机的/data分区空间不够用了，更闹心的是/data分区是独立分区，并不是LVM分区(这是由于XenServer虚拟化系统安装时没有选择LVM那一项，故虚机创建中选择磁盘属性时LVM选项无效)。

[root@uatdata-node01 ~]# df -h
Filesystem   Size    Used   Avail  Use% Mounted on
/dev/xvda2   99G    6.9G   87G    8%      /
tmpfs            7.8G  12K    7.8G    1%      /dev/shm
/dev/xvda1   380M 66M    294M   19%    /boot
/dev/xvda5   298G  258G  40G     88%   /data

由上面可知，数据分区/data空间已经不多了，该服务器是hadoop数据节点，每天会产生大量的数据文件到/data下，故需要紧急扩容/data分区。
操作思路：
1）为这台虚拟机新添加一个磁盘，做成LVM逻辑卷/dev/vg0/lv0，挂载到/data_new 目录下。
2）将/data目录下的数据全部拷贝到/data_new目录下，通过rsync拷贝(-avpgolr保持文件属性不变)
3）umount卸载/data和/data_new。
4）重新挂载/dev/vg0/lv0到/data下(这样做是为了保证磁盘扩容后，原来的业务程序的数据目录结构不变)，并删除/data_new目录。
5）将挂载到之前/data目录下的/dev/xvda5格式化，并在线热扩容到新的/dev/vg0/lv0逻辑卷内。

操作记录：
为虚拟机添加一块新的500G的磁盘
[root@uatdata-node01 ~]# fdisk -l
........
Disk /dev/xvdb: 536.9 GB, 536870912000 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 65270 cylinders
Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0x54c845dd

做成lvm逻辑卷
[root@uatdata-node01 ~]# fdisk /dev/xvdb
........
分别输入:
p          #查看分区情况
n          #创建分区
p          #创建逻辑分区
1          #选择分区序列号，即盘符为/dev/xvdb1
回车     #默认从扇区起点开始
回车     #默认磁盘所有空间
w         #保存

[root@uatdata-node01 ~]# partprobe /dev/xvdb1                 #或直接执行"partprobe"，这一步为更新分区表，也可以不执行，或执行有报错可以忽略
[root@uatdata-node01 ~]# yum install -y lvm2                  #安装lvm的工具

安装pv
[root@uatdata-node01 ~]# pvcreate /dev/xvdb1
[root@uatdata-node01 ~]# pvs

安装vg
[root@uatdata-node01 ~]# vgcreate vg0 /dev/xvdb1
[root@uatdata-node01 ~]# vgs

安装lv
[root@uatdata-node01 ~]# vgdisplay 
............. 
Free PE / Size 499876 / 499.99 GiB                            #先使用vgdisplay查看可以用以创建lvm的空间有多少，这里表示剩余空间为499.99G可用

[root@uatdata-node01 ~]# lvcreate -L +499.99G -n lv0 vg0
[root@uatdata-node01 ~]# lvs

格式化并挂载
[root@uatdata-node01 ~]# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0
[root@uatdata-node01 ~]# mkdir /data_new
[root@uatdata-node01 ~]# mount /dev/vg0/lv0 /data_new

拷贝数据
[root@uatdata-node01 ~]# rsync -avpgolr /data/ /data_new

卸载并重新挂载新增磁盘到/data目录下
[root@uatdata-node01 ~]# umount /data
[root@uatdata-node01 ~]# umount /data_new
[root@uatdata-node01 ~]# mount /dev/vg0/lv0 /data
[root@uatdata-node01 ~]# rm -rf /data_new

把之前挂载到/data目录下的/dev/xvda5分区格式化，并热扩容到新的/dev/vg0/lv0分区
[root@uatdata-node01 ~]# mkfs.ext4 /dev/xvda5
[root@uatdata-node01 ~]# pvcreate /dev/xvda5
[root@uatdata-node01 ~]# vgextent vg0 /dev/xvda5
[root@uatdata-node01 ~]# vgdisplay
..........
Free PE / Size 197898 / 198.5 GiB

[root@uatdata-node01 ~]# lvextend -L +198.5G /dev/vg0/lv0
[root@uatdata-node01 ~]# resize2fs /dev/vg0/lv0                              #拉伸文件系统
[root@uatdata-node01 ~]# lvs

最后查看下扩容后的/data盘的大小
[root@uatdata-node01 ~]# df -h
Filesystem    Size   Used   Avail   Use%   Mounted on
/dev/xvda2    99G   6.9G   87G    8%         /
tmpfs             7.8G  12K    7.8G   1%         /dev/shm
/dev/xvda1    380M  66M   294M  19%      /boot
/dev/mapper/vg0-lv0   681G 138G  509G 22%    /data

码农公寓

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