【ECS最佳实践】基于多块云盘构建LVM逻辑卷

2021-09-25 14:51:28

一、LVM简介

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最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的，而且不会丢失现有的数据。如果我们新增加了硬盘，其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为一个动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性。如果期望扩容云盘的IO能力，则可以通过将多块容量相同的云盘做RAID0。

图1：LVM逻辑示意图（图片来自于互联网）

二、创建LVM卷

2.1步骤一创建物理卷PV

如下以5块云盘通过LVM创建弹性可扩展逻辑卷为例。

root@lvs06:~# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda    252:0    0  40G  0 disk
└─vda1 252:1    0  40G  0 part /
vdb    252:16   0   1T  0 disk
vdc    252:32   0   1T  0 disk
vdd    252:48   0   1T  0 disk
vde    252:64   0   1T  0 disk
vdf    252:80   0   1T  0 disk

step1：以root账号登录云服务器
step2：执行以下命令，为云盘创建PV卷

pvcreate <磁盘路径1> ... <磁盘路径N>

说明：此处需要填写云盘的设备名称，如果需要添加多个云盘，则可以添加多云盘设备名称，中间以空格间隔。如下以/dev/vdb, /dev/vdc,/dev/vdd,/dev/vde,/dev/vdf为例，执行结果如下：

root@lvs06:~# pvcreate  /dev/vdb /dev/vdc /dev/vdd /dev/vde /dev/vdf
  Physical volume "/dev/vdb" successfully created.
  Physical volume "/dev/vdc" successfully created.
  Physical volume "/dev/vdd" successfully created.
  Physical volume "/dev/vde" successfully created.
  Physical volume "/dev/vdf" successfully created.

step3：执行以下命令，查看该服务器上物理卷（PV）信息：

lvmdiskscan | grep LVM

执行结果如下：

root@lvs06:~# lvmdiskscan | grep LVM
  /dev/vdb  [       1.00 TiB] LVM physical volume
  /dev/vdc  [       1.00 TiB] LVM physical volume
  /dev/vdd  [       1.00 TiB] LVM physical volume
  /dev/vde  [       1.00 TiB] LVM physical volume
  /dev/vdf  [       1.00 TiB] LVM physical volume
  5 LVM physical volume whole disks
  0 LVM physical volumes

2.2步骤二创建卷组（VG）

step1：执行以下命令，创建卷组（VG）

vgcreate <卷组名> <物理卷路径1>……<物理卷路径N>

执行结果如下：

root@lvs06:~# vgcreate lvm_01  /dev/vdb  /dev/vdc /dev/vdd /dev/vde /dev/vdf
  Volume group "lvm_01" successfully created

说明：

1.卷组名：该参数可自定义

2.物理卷路径：此处填写云盘的物理卷名称，多个物理卷直接以空格间隔

3.当提示 “Volume group XXX successfully created”标识卷组创建成功；

- step2：执行以下命令，可以向卷组(VG)中添加物理卷(PV)

vgextend 卷组名称  <物理卷路径1>……<物理卷路径N>

如下，向卷组（VG）lvm_01中添加一块新的物理卷：

root@lvs06:~# pvcreate /dev/vdg
  Physical volume "/dev/vdg" successfully created.
root@lvs06:~# vgextend  lvm_01  /dev/vdg
  Volume group "lvm_01" successfully extended

step3：创建卷组（VG）成功后，可通过vgs,vgdisplay命令查看卷组信息

root@lvs06:~# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  lvm_01   6   0   0 wz--n- <6.00t <6.00t

2.3步骤三创建逻辑卷（LV）

step1：执行以下命令创建逻辑卷（LV）

lvcreate [-L <逻辑卷大小>][ -n <逻辑卷名称>] <卷组名称>

参数说明：

1.逻辑卷大小：逻辑卷的大小应小于卷组（VG）剩余可用空间，单位可以选择MB、GB或者TB
2.逻辑卷名称：可自定义
3.卷组名称：此处填写逻辑卷所在的卷组名称

本文以创建1个4TB的逻辑卷（LV）为例，执行结果如下：

root@lvs06:~# lvcreate -L 5T -n lv01 lvm_01
  Logical volume "lv01" created.

step2：执行lvdisplay命令查看，逻辑卷详细信息：

root@lvs06:~# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/lvm_01/lv01
  LV Name                lv01
  VG Name                lvm_01
  LV UUID                svB00x-l6Ke-ES6M-ctsE-9P6d-dVj2-o0h3Kz
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time lvs06, 2019-06-06 15:27:19 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                5.00 TiB
  Current LE             1310720
  Segments               6
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

2.4步骤四创建并挂载文件系统

step1：执行以下命令，在创建好的逻辑卷（LV）上创建文件系统

mkfs.文件系统格式  逻辑卷路径

针对上一步中的逻辑卷创建ext4文件系统，执行结果如下：

root@lvs06:~# mkfs.ext4  /dev/lvm_01/lv01
mke2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Creating filesystem with 1342177280 4k blocks and 167772160 inodes
Filesystem UUID: 2529002f-9209-4b6a-9501-106c1145c77f
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
        4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968,
        102400000, 214990848, 512000000, 550731776, 644972544

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (262144 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information:
done

step2：执行以下命令挂载文件系统：

mount  逻辑卷路径   挂载点

执行结果如下：

root@lvs06:~# mount  /dev/lvm_01/lv01  /media/lv01
root@lvs06:~# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
udev                      12G     0   12G   0% /dev
tmpfs                    2.4G  3.7M  2.4G   1% /run
/dev/vda1                 40G  3.6G   34G  10% /
tmpfs                     12G     0   12G   0% /dev/shm
tmpfs                    5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs                     12G     0   12G   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                    2.4G     0  2.4G   0% /run/user/0
/dev/mapper/lvm_01-lv01  5.0T   89M  4.8T   1% /media/lv01

三、进阶场景

3.1扩展逻辑卷以及系统容量

Step1：执行以下命令，可扩展逻辑卷的容量

lvextend [-L +/- <增减容量>] <逻辑卷路径>

参数说明：

1.增减容量：当卷组中可剩余容量时 ，可以执行扩容逻辑卷操作。扩容逻辑卷之后还需要扩容对应的文件系统才能生效；
2.逻辑卷路径：此处填写带扩容的逻辑卷路径

如下针对/dev/lvm_01/lv01 卷再扩容500GB物理空间，执行结果如下：

root@lvs06:~# lvextend -L +500GB /dev/lvm_01/lv01
Size of logical volume lvm_01/lv01 changed from 5.00 TiB (1310720 extents) to <5.49 TiB (1438720 extents).
Logical volume lvm_01/lv01 successfully resized.

step2：执行pvs命令，查看物理卷（pv）使用情况：

root@lvs06:~# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize     PFree
  /dev/vdb   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g       0
  /dev/vdc   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g       0
  /dev/vdd   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g       0
  /dev/vde   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g       0
  /dev/vdf   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g       0
  /dev/vdg   lvm_01 lvm2 a--  <1024.00g <523.98g

step3：执行以下resize2fs命令扩容文件系统：

resize2fs  逻辑卷路径

执行结果如下：

root@lvs06:~# resize2fs  /dev/lvm_01/lv01
resize2fs 1.44.1 (24-Mar-2018)
Filesystem at /dev/lvm_01/lv01 is mounted on /media/lv01; on-line resizing required
old_desc_blocks = 640, new_desc_blocks = 703
The filesystem on /dev/lvm_01/lv01 is now 1473249280 (4k) blocks long.

step4：执行df-h名称，查看文件系统扩容情况

root@lvs06:~# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
udev                      12G     0   12G   0% /dev
tmpfs                    2.4G  3.7M  2.4G   1% /run
/dev/vda1                 40G  3.6G   34G  10% /
tmpfs                     12G     0   12G   0% /dev/shm
tmpfs                    5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
tmpfs                     12G     0   12G   0% /sys/fs/cgroup
tmpfs                    2.4G     0  2.4G   0% /run/user/0
/dev/mapper/lvm_01-lv01  5.5T   83M  5.2T   1% /media/lv01

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一、LVM简介

二、创建LVM卷

2.1步骤一 创建物理卷PV

2.2步骤二 创建卷组（VG）

2.3步骤三 创建逻辑卷（LV）

2.4步骤四 创建并挂载文件系统

三、进阶场景

3.1扩展逻辑卷以及系统容量

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