lvm让Linux磁盘空间的弹性管理
什么是LVM？
LVM(Logical Volume Manager)逻辑卷管理是在Linux2.4内核以上实现的磁盘管理技术。它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制。现在不仅仅是Linux系统上可以使用LVM这种磁盘管理机制，对于其它的类UNIX操作系统，以及windows操作系统都有类似与LVM这种磁盘管理软件。
相关该概念
- Physical Volume(PV)
物理卷，将实际的磁盘分区（partition）系统识别码（system ID）修改为8e后，在通过pvcreate指令转化为LVM最底层的物理卷，作为后续空间管理的基础。
- Volume Group(VG）
卷组，将数个PV进行整合，即形成了VG，在32位的操作系统中，LV的大小与PE的大小有关；在64位的操作系统中，LV几乎没有容量限制。
- Physical Extent(PE)
物理区块，他是LVM中的最小存储单元。PE类似于文件系统中的block。
- Logical Volume(LV)
逻辑卷，由VG划分而来，LV的大小与PE的大小及PE的数量有关，Size（LV）= Count（PE）* Size（PE）
结构示意图
LVM结构示意图
磁盘划分为PV —> PV组成了VG，同时设置了PE大小 —> 从VG中划分出LV
LVM的工作原理？
它就是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取，而在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。比如说我增加一个物理硬盘，这个时候上层的服务是感觉不到的，因为呈现给上层服务的是以逻辑卷的方式。
LVM的优缺点
优点：
- 可以在系统运行的状态下动态的扩展文件系统的大小
- 文件系统跨越多个磁盘，文件系统的大小不受磁盘大小的限制
- LVM的存储空间可以通过新增磁盘的方式扩容
缺点：
- 从卷组中移除一个磁盘的时候必须使用reducevg命令
- 当卷组中有一个磁盘损坏了，整个卷组都会受到影响（由于一份数据可能会存储在不同的磁盘中）
- 在磁盘创建过程中增加了额外的步骤，所以数据存贮性能会受到影响
LVM的实战使用
LVM实现流程示意图
- 创建LVM过程
创建LVM逻辑卷的流程顺序为PV→VG→LV，而删除LVM逻辑卷流程顺序则为LV→VG→PV，因此请在决定删除VG卷组前先确认LV逻辑卷是否已被删除，然后再执行此命令。
① 通过fdisk修改磁盘分区的SYSTEM ID为8e，将文件系统类型更改为Linux LVM
~ fdisk 需要修改的磁盘
选择 t 命令修改
选择分区号，设置系统ID信息
② 创建PV
~ pvcreate 需要转化为PV的磁盘分区
其他PV相关指令
pvscan：显示当前PV相关信息
pvdisplay （+ 磁盘分区路径）：显示详细的（分区）PV信息
③ 创建VG
~ vgcreate [-s N[mgt]] VG名称 PV名称
可以通过 -s 后面接PE的大小，代为可以是m,g,t其他VG相关指令
vgscan：显示当前VG相关信息
vgdisplay：显示目前系统上的VG状态
vgextend：在VG内增加额外的PV
vgreduce：在VG内一处PV
vgchange：设定VG是否启动(active)
vgremove：删除一个VG
④ 创建LV
~ lvcreate [-L N[mgt]] [-n LV名称] VG名称 （-L 后跟lV容量的大小）
~ lvcreate [-l N] [-n LV名稱] VG名称 （-l 后跟PE的个数）其他相关命令
lvscan：查询系统上的LV
lvdisplay：显示系统上的LV详细信息
lvextend：增加LV的容量
lvreduce：减少LV的容量
lvremove：删除一个LV
lvresize：对LV进行容量大小的调整
⑤ 格式化新建的LV，否则将无法进行目录挂载
⑥ 文件目录的挂载
~ mount LV路径 目录路径
过程记录：
创建分区信息如下，注意修改 Id 为 8e
[root@localhost /]# fdisk /dev/sdb
WARNING: DOS-compatible mode is deprecated. It's strongly recommended to
switch off the mode (command 'c') and change display units to
sectors (command 'u').
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 652 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: 0xbb091226
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 1 262 2104483+ 8e Linux
LVM创建过程
[root@localhost /]# pvcreate /dev/sdb1 //创建pv
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
[root@localhost /]# vgcreate pvZHB /dev/sdb1 //创建vg
Volume group "pvZHB" successfully created
[root@localhost /]# lvcreate -L 2G -n lv_zhb vgZHB //创建lv
Logical volume "lv_zhb" created.
[root@localhost /]# mkfs.xfs /dev/vgZHB/lv_zhb //格式化lv
meta-data=/dev/vgZHB/lv_zhb isize=256 agcount=4, agsize=131072 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=0
data = bsize=4096 blocks=524288, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0
log =internal log bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@localhost /]# mount /dev/vgZHB/lv_zhb /zhbDir/ //挂载
- LV扩容（注意需要先对分区进行格式化，若扩容后再可视化会对原有文件造成影响）
① 确定VG是否存在多余的容量
LV是由VG进行划分创建的，若VG无剩余空间则无法对LV进行扩容，所以首先需要新增磁盘，并通过 pvcreate 指令添加PV，vgextend扩展VG空间。
注意：新加磁盘分区后需要进行格式化，否则在最终完成扩容后，扩容空间将无法正常使用。
② LV 进行扩容
在VG剩余空间足够的情况下，只需要通过 lvresize 指令将剩余容量加入到所需要增加的LV装置内即可。
~ lvresize -L +N(M/G/T) 进行扩容的LV路径
③ 若目标目录挂载点的文件系统为xfs，则需要执行如下命令才能最终达到扩容
~ xfs_growfs 目标目录
过程记录
新建逻辑分区sdb5后，执行如下操作进行扩容
[root@localhost 桌面]# pvcreate /dev/sdb5 //创建pv
Physical volume "/dev/sdb5" successfully created
[root@localhost 桌面]# vgextend vgZHB /dev/sdb5 //扩展vg
Volume group "vgZHB" successfully extended
[root@localhost 桌面]# lvresize -L +2G /dev/vgZHB/lv_zhb //扩展lv
Size of logical volume vgZHB/lv_zhb changed from 2.00 GiB (512 extents) to 4.00 GiB (1024 extents).
Logical volume lv_zhb successfully resized.
[root@localhost 桌面]# df -Th //查看挂载信息，发现空间无变化
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg_zhbcentos-lv_root
ext4 45G 5.5G 39G 13% /
tmpfs tmpfs 939M 228K 939M 1% /dev/shm
/dev/sda1 ext4 477M 41M 411M 10% /boot
/dev/sr0 iso9660 2.0G 2.0G 0 100% /media/CentOS-6.10-x86_64-LiveDVD
/dev/mapper/vgZHB-lv_zhb
xfs 2.0G 33M 2.0G 2% /zhbDir
[root@localhost /]# xfs_growfs /zhbDir/ //执行xfs_growfhttps://link.zhihu.com/?target=https%3A//blog.51cto.com/13438667/2084924s
meta-data=/dev/mapper/vgZHB-lv_zhb isize=256 agcount=4, agsize=131072 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=0
data = bsize=4096 blocks=524288, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0
log =internal bsize=4096 blocks=2560, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 524288 to 1048576
[root@localhost /]# df -Th //查看挂载信息，发现空间已扩容
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/vg_zhbcentos-lv_root
ext4 45G 5.5G 39G 13% /
tmpfs tmpfs 939M 228K 939M 1% /dev/shm
/dev/sda1 ext4 477M 41M 411M 10% /boot
/dev/sr0 iso9660 2.0G 2.0G 0 100% /media/CentOS-6.10-x86_64-LiveDVD
/dev/mapper/vgZHB-lv_zhb
xfs 4.0G 33M 4.0G 1% /zhbDir
通过了解lvm原理后，接下来正式全方位逐步学习每一步的操作。
转载： LVM——让Linux磁盘空间的弹性管理 - 知乎 (zhihu.com)
参考链接: