Linux中LVM2原理及制作LVM2
一、LVM原理
【MD】:Multi Device 多設備
Mdadm是一個用戶空間工具，是RAID的管理工具，與真正的RAID工作沒有太大關系。真正的RAID集成在linux內核中
【DM】Device Mapper設備映射也是linux中一種常用的管理機制
DM 與MD近似，也能夠提供一種邏輯設備
DM比MD的功能要強大。因為DM不僅僅能提供MD的RAID的功能，它還是邏輯卷（LVM2）基礎，同時，在邏輯卷的基礎上我們也能實現RAID0,RAID1。這樣的功能。所有DM與MD中有某些功能是重疊的，但並不完全重疊。所以，我們通常使用MD做RAID用DM做LVM2
上圖為DM的內核架構。即DM是怎麼來工作的。
DM像MD一樣也是有一個核心模塊，和許多子模塊組成的。例如MD，MD的核心有RAID0,RAID1,RAID5,RAID1+0等，由多個子模塊完成不同的級別。DM也是有多個子模塊完成不同的組織方式。
例如：
linear:有點類似Jbod。能夠將多個磁盤的存儲空間拼接在一塊，當做一個磁盤來使用。
mirror:類似於鏡像。
Snapshot：快照，向虛擬機一樣，能夠保留數據在做快照那一刻時的狀態。快照，也可以說是訪問同一條數據的另外一條路徑。（主要用途是數據備份）
Multipath：多路徑。多路徑需要借助於DM模塊來配置，能夠實現數據存儲設備的尋路能夠通過多跟不同線來完成。
RAID：只是為了避免硬件損壞而導致業務終止或數據損失的。並不能保證人為錯誤的操作，導致數據損失。說以通常即使有RAID後數據依然要做備份。
DM除了快照外，還支持動態縮減磁盤大小。
比如：我們有多快物理磁盤，DM能夠將這多個磁盤組織成一個大的邏輯設備，如果以後發現內存不夠可以再添加一塊硬盤擴大設備，如果後來發現空間太大，也可以撤掉一塊硬盤縮小空間。如下圖：
注意：這個邏輯設備只是相當於一個擴展分區，我們在這個擴展分區上可以創建新的分區，因此，我們要想在這個邏輯設備上使用存放數據，就必須在這個邏輯設備上創建邏輯分區，這個邏輯分區就是真正可以擴大縮小的一個分區。如下圖
【PV】：Physical Volume物理卷
【VG】:Volume Group卷組
【LV】：Logical Volume邏輯卷
VG(卷組)的邊界大小取決於PV(物理卷)組合的大小。
雖然PV組合成了多個VG但是，要真正使用就要劃分LV(邏輯卷)，在VG上可以劃分多個LV，但這多個LV的大小加起來的和不能超過VG,如果發現VG不夠用了，可以增加PV（物理卷），如果LV中空間不足可以擴大LV。
對卷創建快照，實際上就是對邏輯卷創建快照，而快照卷必須和邏輯卷處於同一個卷組中。也就意味這，如果你要打算對某個LV邏輯卷創建快照，就必須在同一個卷組中預留出空間給其中的某個邏輯卷創建快照卷。
為什麼能夠實現VG的擴展以及LV的擴展，其實吧PV放入VG時就要把PV這個物理卷的所有空間劃分成一個物理塊，及一個個存儲單元。 這個塊不是文件系統塊，而是PE(PhysicalExtend物理盤區)，只要物理卷加入VG後，新加卷中劃分的PE一定是和VG原因的PE大小相同。說以在創建VG時要制定VG所使用多大的PE。
【PE】(Physical Extend) 物理盤區,簡稱盤區
所以VG卷組中就是由一大堆的PE組成。那麼LV邏輯卷的創建就是由VG分給LV多少個PE。那麼LV的大小取決於VG分給了LV多少個PE。而在LV上這些PE就叫做LE(LoglcalExtend邏輯盤區)。所以LV上的擴展就相當於添加幾個PE，就能達到擴展PE的目的。
如果將邏輯卷建立在RAID的基礎上使用RAID1+0那麼，即使硬件有損壞，也不會對LVM的性能有影響，這樣既可以保證數據的安全，也能擴大盤區。
二、創建LVM
【操作系統：】紅帽6.3
【相關命令：】
pvcreate:將物理卷創建為pv
vgcreate:將pv組合成vg
lvcreate:在vg上創建lv
那麼首先我們要創建VG
這裡例子中用創建一個10G的vg為例。
首先要創建一個10G的vi我們可以用10個1G的構成也可以使用一個2G,一個3G，一個5G的pv夠成。
為了模擬，這裡使用磁盤分區來模擬硬盤去創建vg
首先准備2,3,5G的分區個一個。來模擬三塊硬盤
創建分區可以使用fdisk來創建，本文檔不做創建分區演示，詳情請見日志《linux中RAID的創建方法》
如圖：這裡已經創建好了sdb10為2G，sdb11為3G，sdb12為5G為了後面的其他演示，這裡還另外創建了一個7G的sdb13。
注意：創建完成後要修改分區類型為Linux LVM，其Linux LVM在本系統中的類型編號為8e。
然後
# partprobe /dev/sdb
重讀sdb分區表,如果失敗可以使用partx -a /dev/sdb來重讀
輸入：cat /proc/partitions來驗證是否可以使用該分區。
#cat /proc/partitions
然後將這些分區，也就是物理卷創建為pv
第一步：創建PV
#pvcreate/dev/sdb{10,11,12,13}
將sdb10,sdb11,sdb12,sdb13創建為pv
使用pvs能查看當前系統上有哪些pv
#pvs
這裡就可以看見我們剛剛已經創建好了的pv,其中sda2是系統自己之前創建的。
上面的這些設備有些誤差，這些誤差只要在20%之內都是正常的。
使用pvdisplay可以查看pv的詳細信息,要想看其中某個pv的信息信息可以加上設備名稱
#pvdisplay /dev/sdb10
第二步、創建vg
創建vg使用vgcreate命令
#vgcreate myvg /dev/sdb{10,11,12}
將sdb10,sdb11,sdb13創建成一個vg名稱為myvg
可以使用vgs來查看系統上的vg設備
#vgs
其中vg_gdy是系統自己之前創建的。；myvg是我們剛才創建的vg
使用vgdisplay可以查看vg的詳細信息
#vgdisplay /dev/myvg
這裡可以看到myvg的大小為10.02G,剛好和之前我們創建的2g,3g,5g的pv的空間大小和。
這裡可以看到myvg的pe大小為4mb,已經一共包含了多少個pe即【total PE】,目前空閒的pe【Free PE 】
在創建vg時使用-s可以指定盤區PE的大小。
刪除vg可以使用vgremove
#vgremove myvg
可以刪除剛才創建的myvg
這裡使用vgs就已經找不到剛才創建的myvg了
現在來創一個pe大小為8MB的vg
#vgcreate myvg -s 8M /dev/sdb{10,11,12}
使用vgdisplay 查看myvg的詳細信息
#vgdisplay myvg
這裡已經可以看到PE的大小為8M
縮減vg，注意，縮減vg的過程就相當於拿掉了一個pv(物理卷)。如果剛好拿掉的那個vg上有數據，那麼就會損壞這套系統。那麼一般在縮減vg時都要先使用pvmove將這個pv裡面的數據移動到其他設備上。例如現在要移除sdb11這個pv那麼就要先使用pvmove，然後在使用，vgreduce移除sdb11這個設備
將sdb11上的數據移動到其他設備上
#pvmove /dev/sdb11
由於這裡並沒有在pv上創建邏輯分區，當前mypv上沒有數據所以這裡移除時提示沒有數據。那麼接下來就從myvg中可以移除這個pv
移除sdb11
# vgreduce myvg/dev/sdb11
使用vgs再次查看vg的大小
#vgs
現在可看到vg的大小已經有10G縮減一個3G的sdb11後只有7G了
使用pvs查看
#pvs
此時的sdb11已經不屬於任何一個vg了
當一個pv不屬於任何一個vg時 就可以使用pvremove來刪除該pv
刪除sdb11
#pvremove /dev/sdb11
再次輸入pvs就已經找不到之前的sdb11了
擴展myvg
#vgextend myvg/dev/sdb13
將之前已經創好了的sdb13添加到myvg中
然後使用vgs查看，可以看到之前縮小到7G的myvg添加一個7G的sdb13的pv後大小變為14G
注意：一旦將一個pv加入到已經存在的vg中後，該pv上的物理盤區PE大小會自動確定，保持和vg中物理盤區大小一致。
查看sdb13的物理盤區大小
#pvdisplay /dev/sdb13
可以看到該pv上的物理盤區大小和之前vg上的物理盤區大小一樣都是8M
第三步、在vg上創建lv
創建一個50M左右的lv(邏輯卷)
#lvcreate -L 50M-n testlv myvg
即：在myvg上創建一個50M大小的lv名稱為testlv
使用lvs可以查看系統上的lv
#lvs
這裡可以看到我們創建的testlv實際大小為56M，這是因為PE大小的原因，系統必須按照整個PE去給lv分配大小，所以這裡testlv的大小必須是PE的整數倍。
使用lvdisplay可以查看lv的詳細信息
#lvdisplay /dev/myvg/testlv
使用mke2fs為testlv創建文件系統
#mke2fs -j/dev/myvg/testlv
#掛載textlv到/ftpftp/gandian/gz2目錄下面
#mount /dev/myvg/testlv /ftpftp/gandian/gz2
現在，testlv已經掛載，可以使用了。
使用mount查看掛載信息
#mount
這裡我們可以看到掛載的testlv是/dev/mapper/myvg-testlv，其實/dev/mapper/才是真正的設備文件，在/dev/myvg/testlv只是個鏈接文件。
#ls -la /dev/myvg/testlv
移除lv前lv不能處於掛載狀態，
卸載testlv
#umount /dev/myvg/testlv
移除testlv
#lvremove /dev/myvg/testlv
這裡會提示你該設備上也許有文件，是否確定移除，輸入y即可
#lvs
剛才的textlv就已經找不到了。
這裡lv的創建以及基本操作就完成了。
第四、擴展lv
首先，創建分區的過程實際就是創建物理邊界的過程。給分區創建文件系統，就相當於在這個分區上創建邏輯邊界。實際上邏輯邊界是緊臨物理邊界的。那麼如果要擴展一個lv首先要擴展其物理邊界，然後在擴展其邏輯邊界也就是文件系統邊界。反之縮減一個lv就要先縮減邏輯邊界（即文件系統邊界），然後再縮減物理邊界。
一般，擴展風險小，縮減風險大。擴展和縮減的步逐不能搞反。否則會損壞文件系統。
先創建一個2G的邏輯卷lv名稱為testlv
# lvcreate -L 2G -n testlv myvg
格式化testlv
# mke2fs -j /dev/myvg/testlv
掛載testlv
# mount /dev/myvg/testlv /ftpftp/gandian/gz2
查看掛載信息
#mount
拷貝一個文件到該目錄下面
# cp /etc/inittab /ftpftp/gandian/gz2
查看磁盤信息
#df -lh
可以看到該testlv大小為2G，那麼現在我們將它擴展到5G
第一步：先擴大lv邏輯邊界
# lvextend -L 5G/dev/myvg/testlv
注意：這裡擴展之前一定要確保vg中有足夠的空間可用。
分別使用df -lh 和lvs查看比較
可以發現，此時testlv的大小已經擴展到5G的，但掛載上的信息依然顯示2G，這裡是因為文件系統還沒有擴展的原因。也就是邏輯邊界還沒有擴展。
第二步：擴展邏輯邊界（即；擴展文件系統邊界）
# resize2fs -p /dev/myvg/testlv
這裡就是將文件系統擴展到最大可用范圍。
現在使用df -lh 和lvs查看比較
這裡已經都顯示5G了，即擴展完成。
所以，擴展邏輯卷，並不影響其中原有文件的使用，並且風險非常小，並且這個文件系統就算處於掛載狀態，不用卸載任然可以擴展。
第五、縮減lv
上面已經再擴展lv中解釋過，縮減lv的次序和擴展lv的次序相反。先要縮減邏輯邊界，可以使用resize2fs。
注意：縮減邏輯卷的風險非常大。
第一、 一定不要在線縮減，得先卸載；
第二、 確保縮減後的空間大小依然能存儲原有的所有數據；
第三、 在縮減之前應該先強行檢查文件系統，確保文件系統處於一致性狀態。
文件系統縮減完成後可以使用lvreduce去縮減lv(即：邏輯邊界)大小。
這裡示例為將剛才的5Gtestlv縮減到3G
第一步：卸載testlv
#umount /dev/myvg/testlv
X卸載完成後可以使用mount來檢查。
第二步：強行檢查testlv的文件系統
# e2fsck -f /dev/myvg/testlv
檢查後沒問，就可用繼續下一步：
第三步：縮減文件系統邊界到3G
# resize2fs /dev/myvg/testlv 3G
第四步:縮減testlv的物理邊界到3G
# lvreduce -L 3G /dev/myvg/testlv
這裡提示的是，可能會損壞文件，如果損壞文件，責任自負，這裡輸入y即可
沒問題後可以掛在該設備
第五步：掛載testlv
# mount /dev/myvg/testlv /ftpftp/gandian/gz2
掛載後可以使用ls查看文件，發現之前拷貝的文件依然存在，沒有損壞。
使用df –lh 和lvs可以查看testlv的信息
顯示testlv的磁盤大小為3G,即：lv的縮減成功。
第六、創建lv快照卷
本次示例將以之前testlv為例，為testlv創建快照卷。
注意：由於快照卷一般是不許修改，那麼創建快照卷的同時一般制定為只讀的方式創造。
創建快照卷依然使用lvcreate 不過要使用參數-s來指定創建的為快照卷，-p可以指定權限。
注意：快照卷必須和源卷在同一個卷組中。快照卷的主要作用是備份，那麼在創建快照卷後，備份完成後。一般快照卷就沒有意義了。可以刪除。
快照卷的生命周期為整個數據時長：在這段時長內，數據的增長量不能超出快照卷大小：如果超出了快照卷的大小，那麼文件的變化數據就超出了快照卷的大小。那些變化的數據就不能存在快照卷中。這種情況只要發生，那麼快照卷就會放棄所有操作，並且自我損壞。這樣，你之前的備份就會掛掉。為了安全快照卷的大小可以和原卷的大小一樣大。這樣數據量再大，也不可能超出原卷大小，不過一般不建議這麼做。
給textlv創建一個50M的快照卷
# lvcreate -L 50M -ntestlv-snap -s -p r /dev/myvg/testlv
使用lvs可以查看快照卷
#lvs
掛載快照卷到/ftpftp/gandian/kz/
# mount /dev/myvg/testlv-snap /ftpftp/gandian/kz/
掛載完成後可以發現快照卷中文件和之前的testlv目錄下的文件一樣。
例如現在在testlv中創建一個文件可以發現testlv-snap快照卷中的文件不會更改。
備份快照卷
# tar -jcf /ftpftp/gandian/gz2.tar.bz2 /ftpftp/gandian/kz/
查看備份文件的信息
# tar -jtfgz2.tar.bz2
卸載快照卷
# umount /dev/myvg/testlv-snap
刪除快照卷
# lvremove /dev/myvg/testlv-snap
刪除快照卷後可以使用lvs驗證
到這裡快照卷的創建及備份就演示完畢了。
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Lvm詳解
【pv】Physical Volume 物理卷
【vg】Volume Group VG卷組
【lv】logical Volume邏輯卷
創建pv及查看pv相關命令
pv ：注意pv是由磁盤分區構成，分區格式為（8e(linux)）
【pvcreate】創建pv
例如：
pvcreate/dev/sda1 /dev/sda2 //級可以將sda1和sda2設備創建稱為pv設備
【pvremove】刪除pv
【pvscan】掃描pv(掃描系統上有多少個pv物理磁盤)
【pvdisplay】查看系統上pv的詳細信息
【pvs】查看當前系統上的pv設備(簡單查看)
【pvmove】移動pv
vg:注意：vg是由pv構成構成後對系統看來相當於一個磁盤
【vgcreate】創建vg將pv創建為vg
例如：
vgcreatemyvg /dev/sdb1 /dev/sdb2 //將已經用pv創建好了的磁盤sdb1和sdb2創建成vg名稱為myvg
參數：
【-s #】指定盤區大小（PESize）默認盤區大小為4MB
例如：
gcreate-s 8M myvg /dev/sdb{5,6} //創建名稱為myvg 使用pv已經創建好了的設備sdb5,sdb6構成，盤區PE大小為8M
【vgremove】移除vg
例如： #vgremovemyvg //將myvg刪除
【vgmove】移動，把物理盤區移動到其他設備上 #pvmove/dev/sdb5 //將物理盤區sdb5上的數據移走（方便之後卸載該物理盤區）
【vgdisplay】查看vg設備的詳細信息
【vgs】查看vg設備的基本信息
【vgscan】掃描系統上有多少個vg設備
【vgreduce】縮減vg #vgreduce myvg /dev/sdb5 //將myvg設備上的sda5移除（即myvg的空間會縮小）
#pvremove/dev/sdb5(接著可以將pv磁盤設備sdb5移除)
【vgxtend】擴展vg #vgextendmyvg /dev/sdb7 //將myvg設備擴展個pv的磁盤sdb7
#pvcreate/dev/sdb7(在上面之前要先創建)
lv ：注意：lv是屬於vg的，需要在vg中創建
【lvcreate】創建lv需要在vg上創建
參數：
【-n】:指定名稱
【-L】:指定空間大小
例如：lvcreate -L 50M -n testlv myvg //在myvg中創建一個lv，名稱為testlv，大小為50M
mke2fs -j /dev/myvg/testlv //即格式化testlv.格式化的文件系統為ext3
mount /dev/myvg/testlv /mnt //將testlv掛載到mnt目錄下面
【-p】:指定權限
【-s】:指定為快照卷
【創建快照卷】
1、生命周期為整個數據時長:在這段時長內，數據的增長量不能超出快照卷大小：
2、快照卷應該是只讀的：
3、快照卷和原卷在同一卷組內
語法【lvcreate-L # -n SLV_NAME -p r /PATH/TO/LV】
#lvcreate -L 50M -n lv1-snap -s -p r/dev/myvg/lv1 //為lv1設備創建一個大小為50M,名稱為：lv1-snap，權限為只讀的快照卷
#mount /dev/myvg/lv1-snap /ftpftp/gandian //將快照卷掛載在gandian文件夾下
#tar -jcf /beifeng.tar.bz2 /ftpftp/gandian //將快照卷內容全部備份為beifeng.tar.bz2文件
#umount /dev/myvg/lv1-snap //卸載快照卷
#lvremove /dev/myvg/lv1-snap //移除快照卷（即將快照卷刪除）
相關命令
lv ：注意：lv是屬於vg的，需要在vg中創建
【lvremove】移除 #lvremove/dev/myvg/testlv //將testlv移除
#lvremovelvremove /dev/mapper/myvg-testlv //也可以移除testlv(注意：/dev/myvg/testlv只是個連接文件，真正的文件在/dev/mapper/myvg-testlv)
【lvs】
【lvdisplay】
【lvcan】
【lvextend】擴展
例如：#lvextend -L 7G /dev/myvg/testlv//將testlv物理邊界擴展到7G
#resize2fs -p /dev/myvg/testlv //將testlv的文件系統邊界擴展為最大（即物理邊界有多少就用多少）
【lvreduce】縮小
注意： 1、不能在線縮減，得先卸載;
2、確保縮減後的空間大小依然能存儲原有的所有數據：
3、在縮減之前應該先強行檢查文件，以確保文件系統處於以至性狀態
例如：
#df -lh //查看文件系統大小，以及已經使用大小
#umount/dev/myvg/testlv //卸載testlv設備
#e2fsck -k/dev/myvg/testlv //強行檢查testlv設備的文件系統
#resize2fs/dev/myvg/testlv 1G //縮減文件系統大小到1G
#lvreduce -L 1G/dev/myvg/testlv //縮減testlv物理邊界到1G
#mount/dev/myvg/testlv /users //掛載
【lvresize】既可以擴展又可以縮小
一、擴展邏輯卷：
【lvextend 】擴展磁盤的邏輯卷
-L [+]# /PATH/TO/LV
【resize2fs】擴展文件系統邏輯編輯
resize2fs /PATH/TO/LV 5G
例如：#lvextend -L 7G /dev/myvg/testlv //將testlv物理邊界擴展為7G
#resize2fs -p /dev/myvg/testlv //將testlv的文件系統邊界擴展為最大（即物理邊界有多少就用多少）
二、縮減邏輯卷：
注意：1、不能在線縮減，得先卸載;
2、確保縮減後的空間大小依然能存儲原有的所有數據：
3、在縮減之前應該先強行檢查文件，以確保文件系統處於以至性狀態