一天一点学习Linux之RHEL6上逻辑卷管理LVM
我们在生产中会经常遇到磁盘空间不够用的情况，无论你前期规划的多精细，但最终还是会遇到这样的问题（所以磁盘的分区就没有一个标准的格式，只能是根据自己的服务器应用来适当的进行划分）。那么遇到这样的问题怎么办，如何来解决，这就是我们今天的主题:逻辑卷管理(LVM)。
LVM 的全名是Logical Volume Manager。通过他可以随意扩大或缩小磁盘或分区的容量。LVM的实现是将磁盘、分区或RAID设备通过软件组合成一块独立的VG，然后将这个VG再进行划分出LV，这时候的LV就相当于一个分区了，你需要先格式化，然后挂载到系统中使用。LV能自由伸缩关键是底层的PE在起作用。下面就让我们来了解一下这些名词的相关内容。
LVM相关基础
Physical Extend：PE
PE就像是我们前面所说的磁盘的BLOCK，而这个的大小同样会影响到VG的大小。
Physical Volume：PV
我们还记得在分区的时候，把分区转换类型里面有个LVM的标识（8e）不，我们要做LVM，就必需先把这里的分区类型转换成8e。然后再用pvcreate将分区转换成PV，这一步是下一步的前提。
Volume Group：VG
所谓的VG，就是把多个PV组合成一个更大的磁盘，这就是VG。
Logical Volume：LV
我们要想使用VG，就必需把VG分成LV，这个LV你可以看作是分区了，当然分区后需要格式化才能挂载使用。
为了方便大家理解上面的内容，我做了一张图，希望对大家的理解带来点帮助。
LVM的创建
本次实验的环境是RHEL6系统，一个分区，一块磁盘，一个RAID0设备。所以你的环境至少有三个磁盘，一个分区，为了后面的实验，你还需要有更多的空间，为了扩大LVM。
关于环境的搭建，我相信通过前面的学习，因为不会有问题了！如果你不太了解RAID创建的话，参考前面的课程：http://www.opsers.org/base/learning-linux-the-day-that-the-system-configuration-in-the-rhel6-disk-array-raid.html
我这里就快速的搭建一下。
创建个分区
[root@yufei ~]# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-261, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-261, default 261):
Using default value 261
Command (m for help): w
创建个RAID0
[root@yufei ~]# mdadm -C /dev/md0 -l0 -n2 /dev/sd{c,d}
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@yufei ~]# mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf
现在我们用三个设备来做，一个分区sdb1 一个RAID设备md0 一个磁盘sde
下面就来演示LVM的的创建过程
1、创建PV
[root@yufei ~]# pvcreate /dev/sdb1 /dev/sde /dev/md0
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
Physical volume "/dev/sde" successfully created
Physical volume "/dev/md0" successfully created
三个设备类型：分区、磁盘、RAID
查看PV创建出来的结果
[root@yufei ~]# pvdisplay
"/dev/md0" is a new physical volume of "4.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/md0
VG Name
PV Size 4.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID 66E15n-AkNA-5mu8-dy4S-TGTZ-8UoK-dVH8Gd
"/dev/sdb1" is a new physical volume of "2.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdb1
VG Name
PV Size 2.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID gDhuiG-Rfkk-rwoR-D2ux-jlhj-tpRS-ANbrGC
"/dev/sde" is a new physical volume of "2.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sde
VG Name
PV Size 2.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID zz1nd4-JMZm-DN0O-25Ae-QIQ8-HfM7-nGQJEY
RAID0是4G，分区sdb1是2G，磁盘sde是2G
2、创建VG
[root@yufei ~]# vgcreate VG0 /dev/sdb1 /dev/sde /dev/md0
Volume group "VG0" successfully created
参数说明：
VG0：创建的VG设备的名字，随便起。
后面接的是设备
整个命令的意思就是：把三个设备组合成一个VG0设备
查看VG0的信息
[root@yufei ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name VG0
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 3
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 3
Act PV 3
VG Size 7.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 2045
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 2045 / 7.99 GiB
VG UUID 690fRw-0HIo-rlXZ-WpOZ-5xjv-Em36-ZqtKDA
三个设备加起来是8G，我们这里也是显示的8G啊。这里面PE的大小是4M，如果想设置这个值，可以在创建VG的时候加上-s并指定大小
3、从VG中划分出LV
[root@yufei ~]# lvcreate -L 1G -n lv1 VG0
Logical volume "lv1" created
参数说明：
-L 指定创建LV大小
-l 指定创建LV的PE数量
-n LV的名字
上面命令的意思是：从VG0中分出1G的空间给LV1使用
查看LV的信息
[root@yufei ~]# lvdisplay
--- Logical volume ---
LV Name /dev/VG0/lv1
VG Name VG0
LV UUID U4yTiy-s25E-Qori-oKTd-TUam-ylA2-nv02Ce
LV Write Access read/write
LV Status available
# open 0
LV Size 1.00 GiB
Current LE 256
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 256
Block device 253:0
这个LV设备的路径，是系统方便我们管理，而自动设置此格式的。
4、格式化LV
[root@yufei ~]# mkfs.ext4 /dev/VG0/lv1
5、挂载使用
[root@yufei ~]# mount /dev/VG0/lv1 /mnt
[root@yufei ~]# df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda1 15118728 7082808 7267920 50% /
tmpfs 255784 0 255784 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 1032088 34052 945608 4% /mnt
把挂载信息加入到/etc/fstab
/dev/VG0/lv1 /mnt ext4 defaults 0 0
为了继续下面的实验，我们向此设备中增加一些数据
[root@yufei ~]# touch /mnt/testfile
[root@yufei ~]# touch /mnt/testfile1
[root@yufei ~]# touch /mnt/testfile2
[root@yufei ~]# ls /mnt
lost+found testfile testfile1 testfile2
LVM的扩容操作
假设：我的这个LV1空间不够用了，我要怎么办呢？
因为我们的VG0空间还有剩余，所以我们可以从VG0中再分配点空间给LV
下面看如何实现
[root@yufei ~]# lvextend -L +1G /dev/VG0/lv1
Extending logical volume lv1 to 2.00 GiB
Logical volume lv1 successfully resized
这里面的-L/-l和上面是一样的意思，就是一个是PE值，一个是空间大小
而“+”就是在原有的基础上加多少
如果不加“+”就表示这个LV的空间是多少
注意看上面的信息是说，lv1已经扩展到2G的大小了
但我们用df命令查看还是1G，为什么呢？
[root@yufei ~]# df -H
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 16G 7.3G 7.5G 50% /
tmpfs 262M 0 262M 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 1.1G 35M 969M 4% /mnt
继续看下面的操作
[root@yufei ~]# resize2fs /dev/VG0/lv1
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Filesystem at /dev/VG0/lv1 is mounted on /mnt; on-line resizing required
old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
Performing an on-line resize of /dev/VG0/lv1 to 524288 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/VG0/lv1 is now 524288 blocks long.
这时候再看
[root@yufei ~]# df -H
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 16G 7.3G 7.5G 50% /
tmpfs 262M 0 262M 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 2.2G 36M 2.0G 2% /mnt
哈哈已经变成了2G了
我们再来观察一下看看里面的数据也是正常的
注意，我们整个操作都是在线的哦，没有umount过文件系统啊。
假设：我的VG0空间不够用了，那要怎么办？
一种方法：通过PV来增加
你可以增加硬盘或者分区，然后再创建PV设备，然后把他加入VG中就可以了。下面我们以硬盘为例/dev/sdf。
1、创建PV
[root@yufei ~]# pvcreate /dev/sdf
Physical volume "/dev/sdf" successfully created
2、拉升VG
[root@yufei ~]# vgextend VG0 /dev/sdf
Volume group "VG0" successfully extended
[root@yufei ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name VG0
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 4
Metadata Sequence No 4
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 1
Open LV 1
Max PV 0
Cur PV 4
Act PV 4
VG Size 9.98 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 2556
Alloc PE / Size 512 / 2.00 GiB
Free PE / Size 2044 / 7.98 GiB
VG UUID 690fRw-0HIo-rlXZ-WpOZ-5xjv-Em36-ZqtKDA
此时的VG0已经由8G变成了10G了。
第二种方法，通过扩展RAID设备的容量，来增加VG的容量
（强烈建议先路过此内容，最后再进行此实验）由于前面我们是用RAID0来做的实验，但这个RAID0只能重新创建才能正常扩容（为什么是这样，请参考：http://www.opsers.org/base/add-on-to-the-hard-disk-raid0-invalid-argument-error-message-to-the-construction.html)所以我们需要就把RAID0重新做成RAID5。
0、删除以前做的LVM（参见本文章）,删除RAID0（参见http://www.opsers.org/base/learning-linux-the-day-that-the-system-configuration-in-the-rhel6-disk-array-raid.html）
1、创建RAID5
[root@yufei ~]# mdadm -C /dev/md5 -l5 -n3 /dev/sd{c,d,e}
[root@yufei ~]# mdadm -Ds >> /etc/mdadm.conf
[root@yufei ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Thu Jun 2 17:06:33 2011
Raid Level : raid5
Array Size : 4191232 (4.00 GiB 4.29 GB)
这里MD5是4G的空间
2、创建PV
[root@yufei ~]# pvcreate /dev/sdb1 /dev/md5
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
Physical volume "/dev/md5" successfully created
3、创建VG
[root@yufei ~]# vgcreate VG0 /dev/sdb1 /dev/md5
Volume group "VG0" successfully created
4、查看VG大小情况
[root@yufei ~]# vgdisplay VG0 |grep "VG Size"
VG Size 5.99 GiB
因为后面的LV我们不需要，所以LV就不创建了，直接演示通过向RAID5中增加磁盘来实现VG的扩容
5、向RAID5中增加一磁盘
[root@yufei ~]# mdadm /dev/md5 -a /dev/sdf
mdadm: added /dev/sdf
[root@yufei ~]# mdadm -G /dev/md5 -n4
mdadm: Need to backup 3072K of critical section..
[root@yufei ~]# mdadm -D /dev/md5
/dev/md5:
Version : 1.2
Creation Time : Thu Jun 2 17:06:33 2011
Raid Level : raid5
Array Size : 6286848 (6.00 GiB 6.44 GB)
这时候RAID5的空间增加了2G了
6、扩展VG
再来查看一下VG的大小，发现还是6G
[root@yufei ~]# vgdisplay VG0 |grep "VG Size"
VG Size 5.99 GiB
因为/dev/md5的大小变化了，所以我们需要调整PV大小
[root@yufei ~]# pvresize /dev/md5
Physical volume "/dev/md5" changed
1 physical volume(s) resized / 0 physical volume(s) not resized
再来看一下VG的容量，发现增加了
[root@yufei ~]# vgdisplay VG0 |grep "VG Size"
VG Size 7.99 GiB
LVM的减少操作
既然可以增加，当然也可以减少，下面我们还是分两个方面来给大家讲解
缩小LV
这个和增加LV空间不同，他需要离线来处理，下面是操作步骤，不要把步骤或操作搞错哦，如果系统的根在LVM上的话，可能会导致进入不了系统。所以缩小一定要慎重。
1、umount文件系统
[root@yufei ~]# umount /mnt
2、检测LV
[root@yufei ~]# e2fsck -f /dev/VG0/lv1
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/VG0/lv1: 15/131072 files (0.0% non-contiguous), 16812/524288 blocks
3、设置缩小到的空间大小
[root@yufei ~]# resize2fs /dev/VG0/lv1 500M
resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Resizing the filesystem on /dev/VG0/lv1 to 128000 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/VG0/lv1 is now 128000 blocks long.
4、缩小LV的大小
这时候，LV的大小其实还没有改变，可以通过lvdisplay查看，我们需要缩小LV的大小
[root@yufei ~]# lvreduce /dev/VG0/lv1 -L 500M
WARNING: Reducing active logical volume to 500.00 MiB
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv1? [y/n]: y
Reducing logical volume lv1 to 500.00 MiB
Logical volume lv1 successfully resized
再用lvdisplay查看一次LV的情况，发现此时已经缩小到了500M了
注意：这里面可以用-1500M来操作，就是减少多少的意思，而不加“-”就表示到多少的意思，和上面的类似。
5、重新挂载上查看数据情况
[root@yufei ~]# mount -a
[root@yufei ~]# df -H
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 16G 7.3G 7.5G 50% /
tmpfs 262M 0 262M 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 516M 35M 456M 8% /mnt
[root@yufei ~]# ls /mnt
lost+found testfile testfile1 testfile2
一切正常
注意：
1、第2步和第3步不能颠倒。
2、第3步设置缩小到的空间大小，不能小于里面数据的大小
3、第4步缩小LV的大小应与第2步设置的一样
缩小VG
1、umount lv设备
[root@yufei ~]# umount /mnt
1、用pvdisplay查看VG中的设备
[root@yufei ~]# pvdisplay
省略
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sdf
VG Name VG0
PV Size 2.00 GiB / not usable 4.00 MiB
Allocatable yes
PE Size 4.00 MiB
Total PE 511
Free PE 511
Allocated PE 0
PV UUID YvnosK-Hi2U-21YE-wRFU-63C7-KUdo-1ul6oy
我就以此PV为例来演示
2、移除里面的pv设备
先查看VG的大小
[root@yufei ~]# vgreduce VG0 /dev/sdf
Removed "/dev/sdf" from volume group "VG0"
再次查看VG的大小，发现已经变小了
删除LVM，并还原系统
如果说要彻底的来移除LVM的话，你需要把创建的步骤反过来操作。
1、umount
2、移除LV
[root@yufei ~]# lvremove /dev/VG0/lv1
Do you really want to remove active logical volume lv1? [y/n]: y
Logical volume "lv1" successfully removed
3、移除VG
[root@yufei ~]# vgremove VG0
Volume group "VG0" successfully removed
4、移除PV
[root@yufei ~]# pvdisplay
针对查找出来的，进行清理
[root@yufei ~]# pvremove /dev/sdf /dev/sde /dev/md0 /dev/sdb1
Labels on physical volume "/dev/sdf" successfully wiped
Labels on physical volume "/dev/sde" successfully wiped
Labels on physical volume "/dev/md0" successfully wiped
Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped
5、 如果是分区的话，使用fdisk 把ID 改回来
6、如果有RAID设备的话，也同样清除掉吧
OK，看到这里，你可以回到 （第二种方法，通过扩展RAID设备的容量，来增加VG的容量） 这里来看了。因为我们下面也需要这里建立的快照。
逻辑卷(LVM)快照
快照这个词对我们学习Linux的人来说，应该是不会陌生。他就是在某个时刻，为系统做个照片。方便用于还原操作。而我们的LVM的快照和我们虚拟机上的快照功能差不多，但他更常用于数据非常大的时候，比如说数据库需要备份，但这时候数据库又在使用中，而这时候的备份肯定是不完全的或者是有问题的。这个时候就需要LVM的快照来帮助我们了。LVM快照还有一种应用，就是用在资源共享的时候，我可以把某个做好的东西做个快照，然后把这个快照共享出来供大家使用，如果这个快照资源损坏了，我们可以迅速创建，并投入使用。
快照的建立
因为我们还没有建立LV，所以我们要建立个LV，然后对其进行格式化、挂载
[root@yufei ~]# lvcreate -L 500M -n lv1 VG0
Logical volume "lv1" created
[root@yufei ~]# mkfs.ext4 /dev/VG0/lv1
[root@yufei ~]# mount /dev/VG0/lv1 /mnt
[root@yufei ~]# cp -a /etc/* /mnt
[root@yufei ~]# df -H
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda1 16G 7.3G 7.5G 50% /
tmpfs 262M 0 262M 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 508M 38M 445M 8% /mnt
这时候我们的LV就已经建立好，并在里面写入了相应的数据了。下面我们就为这个LV建立个快照。
[root@yufei ~]# lvcreate -L 10M -s -n lv1snap /dev/VG0/lv1
Rounding up size to full physical extent 12.00 MiB
Logical volume "lv1snap" created
上述命令的意思就是，为/dev/VG0/lv1 创建一个10M大小，名字为lv1snap的快照。
[root@yufei ~]# ls /dev/VG0/
lv1 lv1snap
我们把他们挂载起来对比一下看看
[root@yufei ~]# mkdir /lv1
[root@yufei ~]# mkdir /lv1snap
[root@yufei ~]# mount /dev/VG0/lv1 /lv1
[root@yufei ~]# mount /dev/VG0/lv1snap /lv1snap/
[root@yufei ~]# df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda1 15118728 7084428 7266300 50% /
tmpfs 255784 0 255784 0% /dev/shm
/dev/mapper/VG0-lv1 495844 35018 435226 8% /mnt
/dev/mapper/VG0-lv1 495844 35018 435226 8% /lv1
/dev/mapper/VG0-lv1snap
495844 35018 435226 8% /lv1snap
/mnt是我们之前挂载的，后面两个是刚才挂载的，我们发现他们三个是完全一样的大小。
查看里面的文件也是一样的，其实这个快照只记录了当时那一刻LV1的情况，而如果我们再向LV1里面增加数据，这些数据是不会显示在LV1的快照lv1snap中的，只要向LV1中写入的内容不超过我们创建LV1快照的大小（我们指定的是10M），就不会破坏lv1snap，一旦超过10M，那么这个快照就损坏了，失去了他的作用了。这个大家可以自行测试一下吧。
大家可能会这样一个疑问，为什么一个很小的空间（10M）能快照出一个很大的空间（30M）的内容呢？网上的很多资料说的可能都不能让大家彻底明白，而我这么理解的，快照的空间是用来记录源的更改情况，如果源的改动超过了快照的空间，当然快照就不起作用了啊。当一个snapshot创建的时候，仅拷贝原始卷里数据的元数据(meta-data)，创建的时候，并不会有数据的物理拷贝，因此snapshot的创建几乎是实时的。
删除快照
1、umount快照
[root@yufei ~]# umount /dev/mapper/VG0-lv1snap
2、删除快照
[root@yufei ~]# lvremove /dev/VG0/lv1snap
Do you really want to remove active logical volume lv1snap? [y/n]: y
Logical volume "lv1snap" successfully removed
至此，我把所有和LVM相关的内容全部讲解完毕，如果里面有什么不妥的地方，请大家及时提出来，我好更正
摘自 羽飞博客
