Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制

前言

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LVM区管理的灵活性。前面谈到，LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。物理卷（physical volume）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，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数。

LVM是在磁盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，来为文件系统屏蔽下层磁盘分区布局，提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。首先我们讨论以下几个LVM术语：

*物理存储介质（Thephysicalmedia）

这里指系统的存储设备：硬盘，是存储系统最低层的存储单元。

*物理卷（physicalvolume）

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，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数。

*卷组（VolumeGroup）

LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。

*逻辑卷（logicalvolume）

LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上可以建立文件系统（比如/home或者/usr等）。

*PE（physicalextent）

每一个物理卷被划分为称为PE(PhysicalExtents）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。

*LE（logicalextent）

逻辑卷也被划分为被称为LE(LogicalExtents）的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

实验部分

---------建立逻辑卷---------

1. 新建2个分区,sda5 5G,sd6 10G,完成之后如下

[root@yangcan /]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 42.9 GB, 42949672960 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 5221 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: 0x000ed173

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sda1 * 1 39 307200 83 Linux

Partition 1 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda2 39 2167 17091584 83 Linux

/dev/sda3 2167 2611 3571712 82 Linux swap / Solaris

/dev/sda4 2611 5221 20966162+ 5 Extended

/dev/sda5 2611 3264 5246528+ 83 Linux

/dev/sda6 3265 4570 10490413+ 83 Linux

2. 把sda6初始化物理卷

[root@yangcan /]# pvcreate /dev/sda6

Device vg6 not found (or ignored by filtering).

Writing physical volume data to disk "/dev/sda6"

Physical volume "/dev/sda6" successfully created

3. 创建卷组vg6,PE为16M

[root@yangcan /]# vgcreate -s 16M vg6 /dev/sda6

Volume group "vg6" successfully created

[root@yangcan /]# vgdisplay

--- Volume group ---

VG Name vg6

System ID

Format lvm2

Metadata Areas 1

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 1

Act PV 1

VG Size 10.00 GiB

PE Size 16.00 MiB

Total PE 640

Alloc PE / Size 0 / 0

Free PE / Size 640 / 10.00 GiB

VG UUID 35tmMm-Hyec-i4f1-xkd7-pMRS-RgRl-sqFa7l

4. 创建逻辑卷ftpdata,大小为6G

[root@yangcan /]# lvcreate -L 6G -n ftpdata vg6

Logical volume "ftpdata" created

[root@yangcan /]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 0

LV Size 6.00 GiB

Current LE 384

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

5. 格式化ext4,并挂载,并cp一些数据进去

[root@yangcan /]# mke2fs -T ext4 /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# mount /dev/vg6/ftpdata /ftpdata/

[root@yangcan /]# cd /ftpdata/

[root@yangcan ftpdata]# cp /etc/*.conf ./

[root@yangcan ftpdata]# cp /usr/share/dict/linux.words ./

--------扩容--------

1. 新增一个磁盘到卷组vg6,就用到之前剩下的sda5了

[root@yangcan ftpdata]# vgextend vg6 /dev/sda5

Volume group "vg6" successfully extended

[root@yangcan ftpdata]# vgdisplay

--- Volume group ---

VG Name vg6

System ID

Format lvm2

Metadata Areas 2

Metadata Sequence No 3

VG Access read/write

VG Status resizable

MAX LV 0

Cur LV 1

Open LV 1

Max PV 0

Cur PV 2

Act PV 2

VG Size 15.00 GiB

PE Size 16.00 MiB

Total PE 960

Alloc PE / Size 384 / 6.00 GiB

Free PE / Size 576 / 9.00 GiB

VG UUID 35tmMm-Hyec-i4f1-xkd7-pMRS-RgRl-sqFa7l

2. 扩容ftpdata,当我们文件不段增加的时候,扩容就很有必要了

[root@yangcan ftpdata]# lvextend -L +4G /dev/vg6/ftpdata

或者使用,就是想让你明白-L 和 -L +的区别,-L 后面直接加容量,是指直接加到容量,而-L +容量,是指在原有容量上加多少容量!

[root@yangcan ftpdata]# lvextend -L 10G /dev/vg6/ftpdata

Extending logical volume ftpdata to 10.00 GiB

Logical volume ftpdata successfully resized

[root@yangcan ftpdata]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

[root@yangcan ftpdata]# df -h|grep ftpdata

/dev/mapper/vg6-ftpdata

6.0G 145M 5.5G 3% /ftpdata

此时查看ftpdata文件系统容量的时候,还是之前的大小,所以需要resize2fs

[root@yangcan ftpdata]# resize2fs /dev/vg6/ftpdata

resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)

Filesystem at /dev/vg6/ftpdata is mounted on /ftpdata; on-line resizing required

old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1

Performing an on-line resize of /dev/vg6/ftpdata to 2621440 (4k) blocks.

The filesystem on /dev/vg6/ftpdata is now 2621440 blocks long.

[root@yangcan ftpdata]# df -h|grep ftpdata

/dev/mapper/vg6-ftpdata

9.9G 147M 9.3G 2% /ftpdata

[root@yangcan ftpdata]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

现在就文件系统和逻辑卷空间一致了

-----------缩容----------

扩容实验做完了,接下来做缩容,缩容比扩容复杂,平时工作也不能轻易的指定缩容的大小.

[root@yangcan ftpdata]# cd ..

[root@yangcan /]# umount /ftpdata/

[root@yangcan /]# e2fsck -f /dev/vg6/ftpdata

e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)

Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes

Pass 2: Checking directory structure

Pass 3: Checking directory connectivity

Pass 4: Checking reference counts

Pass 5: Checking group summary information

/dev/vg6/ftpdata: 41/655360 files (0.0% non-contiguous), 78604/2621440 blocks

注意:我们大概要缩到6G左右,那我们就不能直接resize2fs 到6G,这样肯定是错误的,因为PE是可以被LVM寻址的最小单元,本次实验PE大小为16M.我们去做缩容的时候,不可能是0.6个PE.所有尤其注意,网上很多资料就是直接指定大小,而没有做测试环节!!!会造成数据的丢失,所以指定大小时,先用lvreduce -t 测试一下.用bc算出6G的位置,到底那个值合适

[root@yangcan /]# bc

bc 1.06.95

Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.

This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.

For details type `warranty'.

--6000刚好整除16

6000%16

0

--6001除16为1

6001%16

1

5999%16

15

--刚好6000M,取余为0,我们比较一下6001和6000的区别

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6001M /dev/vg6/ftpdata -t

Test mode: Metadata will NOT be updated and volumes will not be (de)activated.

Rounding up size to full physical extent 5.88 GiB

WARNING: Reducing active logical volume to 5.88 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]: n

Logical volume ftpdata NOT reduced

显示了警告信息!

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata -t

Test mode: Metadata will NOT be updated and volumes will not be (de)activated.

WARNING: Reducing active logical volume to 5.86 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]:

提示为6000M是,没问题

当-t 测试时,没问题了,那我们就resize2fs了

[root@yangcan /]# resize2fs /dev/vg6/ftpdata 6000M

resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)

Resizing the filesystem on /dev/vg6/ftpdata to 1536000 (4k) blocks.

The filesystem on /dev/vg6/ftpdata is now 1536000 blocks long.

挂载,查看文件系统的大小,为最新的6000M,数据也没有丢失!!

[root@yangcan /]# mount -a

[root@yangcan /]# df -h

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda2 17G 2.1G 14G 14% /

tmpfs 504M 264K 504M 1% /dev/shm

/dev/sda1 291M 31M 246M 11% /boot

/dev/sr0 2.9G 2.9G 0 100% /media/cdrom

/dev/mapper/vg6-ftpdata 5.8G 145M 5.4G 3% /ftpdata

我们用lvdisplay查看一下逻辑卷的大小还是为10G

[root@yangcan /]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

所以我们用lvreduce进行调整!

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata

WARNING: Reducing active and open logical volume to 5.86 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]: n

Logical volume ftpdata NOT reduced

--提示逻辑卷正在打开,所有我们需要停止逻辑卷,再去调整大小

[root@yangcan /]# lvchange -an /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# lvscan

inactive '/dev/vg6/ftpdata' [10.00 GiB] inherit

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata

Reducing logical volume ftpdata to 5.86 GiB

Logical volume ftpdata successfully resized

[root@yangcan /]# mount -a

mount: special device /dev/vg6/ftpdata does not exist

--当我们去挂载的时候,提示没有这个设备.所以需要启用

[root@yangcan /]# lvchange -ay /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# lvscan

ACTIVE '/dev/vg6/ftpdata' [5.86 GiB] inherit

重新挂载,里面的文件还在!

[root@yangcan /]# mount -a

[root@yangcan /]# cd /ftpdata/

[root@yangcan ftpdata]# ll

total 4996

-rw-r--r--. 1 root root 148 Jul 30 19:37 asound.conf

-rw-r--r--. 1 root root 21214 Jul 30 19:37 dnsmasq.conf

-rw-r--r--. 1 root root 559 Jul 30 19:37 dracut.conf

-rw-r--r--. 1 root root 20 Jul 30 19:37 fprintd.conf

-rw-r--r--. 1 root root 0 Jul 30 19:37 gai.conf

-rw-------. 1 root root 781 Jul 30 19:37 grub.conf

-rw-r--r--. 1 root root 9 Jul 30 19:37 host.conf

-rw-r--r--. 1 root root 5309 Jul 30 19:37 kdump.conf

ps: 你也可以不做-t测试,直接指定大小去缩容,看数据是否还在?

--------移除物理卷--------

1. 移除之前,物理卷里面必须没有数据,用下以下命令查看各物理卷的空间大小.计划是否有足够的空间可以被用来移动数据!

[root@yangcan Desktop]# pvscan

2. 搬移要移除物理卷的数据到其他空闲且满足大小的物理卷

[root@yangcan Desktop]# pvmove /dev/sda6 /dev/sda7

完成之后

3. 从卷组移除物理卷

[root@yangcan Desktop]#vgchange -an vg5

[root@yangcan Desktop]# vgreduce vg5 /dev/sda6