LVM逻辑卷-创建、扩容、缩减、迁移、快照

LVM逻辑卷

逻辑卷管理工具，允许在多个物理设备之间重新组织文件系统，包括重新设定文件系统的大小

PE  物理盘区，类似于磁盘中的block

逻辑卷的基本存储单位就是PE

dm：device mapper将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块

设备名：/dev/dm-#  //系统自动分配，常用软链接定义

软链接：两种方式表示

/dev/mapper/卷组-逻辑卷

/dev/卷组/逻辑卷

LVM可以弹性的修改容量

基本概念：

pv  //物理卷

vg  //卷组

lv  //逻辑卷

本次实验使用centos6版本，并在vmware虚拟机上操作

实验一 创建逻辑卷

第1步：准备三个磁盘sdb、sdc、sdd，创建物理卷

[root@CentOs6 ~]#fdisk /dev/sdb   #使用fdisk命令对磁盘sdb分区
Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         132     1060258+  8e  Linux LVM
#因为是实验这里只分1G容量，system类型修改成LVM
dd if=/dev/sdb of=/dev/sdc bs=1 count=512
dd if=/dev/sdb of=/dev/sdd bs=1 count=512
#将sdb的分区表复制到sdc和sdd，这样三块磁盘分区一致
partx -a /dev/sd{b,c,d}  #同步磁盘与内存信息
lsblk  #检查同步结果
#上面步骤，我们从三块磁盘取出三个大小、类型一样的分区/dev/sdb1、 /dev/sdc1和/dev/sdd1
[root@CentOs6 ~]#pvcreate  /dev/sd{b,c,d}1  #创建3个物理卷pv
[root@CentOs6 ~]#pvs  #查看物理卷摘要信息
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree  #VG为空，是因为我们还没创建卷组
  /dev/sdb1       lvm2 ---- 1.01g 1.01g
  /dev/sdc1       lvm2 ---- 1.01g 1.01g
  /dev/sdd1       lvm2 ---- 1.01g 1.01g
[root@CentOs6 ~]#pvdisplay  /dev/sdb1   
#pvdisplay显示详细的物理卷信息，此处只列出一个物理卷分析
  "/dev/sdb1" is a new physical volume of "1.01 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1  #物理卷名称
  VG Name                  		 #因为没加入卷组，所以此处为空
  PV Size               1.01 GiB	 #物理卷容量，跟我们规划的一样
  Allocatable           NO             #因为还未加入卷组，所以下面选项为空
  PE Size               0   		 #PE是物理卷的基本容量单位
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               iRkKni-iG3a-U38w-bXGn-aIGV-bP14-Pua8bc

第2步：创建卷组，其容量为各个物理卷的总和

[root@CentOs6 ~]#vgcreate v-group /dev/sd{b,c,d}1  
#创建包含3个分区的卷组，名称为v-group
  Volume group "v-group" successfully created
[root@CentOs6 ~]#vgs  #显示卷组的摘要信息
  VG      #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  v-group   3   0   0 wz--n- 3.02g 3.02g
[root@CentOs6 ~]#vgdisplay   #显示卷组的详细信息
  --- Volume group ---
  VG Name               v-group  		#卷组名称         	
  VG Access             read/write	#卷组的访问形式是读写
  VG Status             resizable		#卷组容量大小可调
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0			#未创建逻辑卷，所以包含LV选项的全为0
  Cur PV                3
  Act PV                3
  VG Size               3.02 GiB		#卷组容量，3个分区容量的累加
  PE Size               4.00 MiB		#PE是基本容量单位，默认大小为4MiB
  Total PE              774			#PE总数量，其与PE大小相乘就是VG大小
  Alloc PE / Size       0 / 0   		#已经分配给逻辑卷的PE
  Free  PE / Size       774 / 3.02 GiB #剩余PE，因为还没有创建逻辑卷
  VG UUID               aD3P8j-tNnP-KyXK-shWB-caTh-sCq8-j8B4qd

第3步：创建逻辑卷

[root@CentOs6 ~]#lvcreate -n logical-v -L 2G v-group  #创建2G大小的逻辑卷
  Logical volume "logical-v" created.
[root@CentOs6 ~]#lvs  #显示逻辑卷的摘要信息
  LV        VG      Attr       LSize Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  logical-v v-group -wi-a----- 2.00g                                                    
[root@CentOs6 ~]#lvdisplay   
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/v-group/logical-v  #逻辑卷的物理路径
  LV Name                logical-v		#逻辑卷名称
  VG Name                v-group		#逻辑卷所在的卷组
  LV UUID                zEU9qJ-fP3E-H2Dv-iULd-06Gy-yzH4-EnIwdw
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time CentOs6.gao, 2017-08-12 09:42:53 +0800
  LV Status              available   #逻辑卷可用
  # open                 0
  LV Size                2.00 GiB   #逻辑卷大小2G
  Current LE             512         #当前使用的
#至此逻辑卷就创建完成。使用上文提到的命令查看物理卷、卷组信息会发现，创建完lv后好多信息条目都更新了
[root@CentOs6 ~]#ll /dev/v-group/logical-v 
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 Aug 12 09:42 /dev/v-group/logical-v -> ../dm-0
#lv名称其实是软链接，指向的是我们前文说过的dm-#

第4步：将lv当作一块独立磁盘进行格式化、挂载、读写操作

[root@CentOs6 ~]#mkdir /mnt/lv  #创建挂载点目录
[root@CentOs6 ~]#mkfs.ext4 /dev/v-group/logical-v  #格式化成ext4文件系统 
[root@CentOs6 ~]#mount /dev/v-group/logical-v /mnt/lv/  #挂载
最后就可以进行读写操作了

整个过程是按照下述流程操作：

准备磁盘--创建物理卷--创建卷组--创建逻辑卷

实验二 扩展逻辑卷、缩减逻辑卷

扩展逻辑卷对用户是透明的，lv一直是挂载状态

[root@CentOs6 ~]#lvextend -L +256M /dev/v-group/logical-v
#对逻辑卷logical-v扩展256M的容量，前提是卷组还有足够的剩余空间
[root@CentOs6 ~]#df -h /dev/mapper/v--group-logical--v 
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/v--group-logical--v
                      2.0G  3.1M  1.9G   1% /mnt/lv
#df -h查看发现，lv实际大小还是2G，并未增加256M，是因为文件系统未同步
[root@CentOs6 ~]#resize2fs  /dev/mapper/v--group-logical--v 
root@CentOs6 ~]#df -h /dev/mapper/v--group-logical--v 
#同步文件系统，因为我们实验用的是ext4文件系统，所以使用sesize2fs来同步，如果是xfs文件系统则需要使用命令xfs_growfs来同步
#我们每次对lv进行扩展操作后都要记得同步文件系统
#最后再次df检查
[root@CentOs6 ~]#lvextend  -r -L +256M /dev/v-group/logical-v
#上述命令更简单，在扩展lv同时同步文件系统，一步搞定
#只要加上 -r 选项
如果还有一个分区想要加入vg，比如/dev/sdb2，可以使用下述方法：
pvcreate /dev/sdb2
vgextend v-group /dev/sdb2
#只需要这两步即可

逻辑卷缩减其实就是将一个逻辑卷占用的PE空间缩减，这样做一般会有风险，因为缩减的空间可能有数据。所以如果一定要缩减的话建议先备份。本实验环境无所谓

第1步：取消挂载逻辑卷

[root@CentOs6 ~]#umount /mnt/lv/
[root@CentOs6 ~]#df  #已经查看不到lv信了

第2步：检查文件系统完整性 fsck -f

[root@CentOs6 ~]#e2fsck -f /dev/v-group/logical-v 
#这一步必须得做

第3步：缩减文件系统

[root@CentOs6 ~]#resize2fs  /dev/v-group/logical-v  1G
#缩减文件系统容量为1G

第4步：缩减逻辑卷

[root@CentOs6 ~]#lvreduce -L 1G /dev/v-group/logical-v
#缩减逻辑卷容量为1G
#缩减fs或者lv时都会有警告提示，所以要考虑清楚再行动，做实验就没关系了

第5步：重新挂载 

[root@CentOs6 ~]#mount /dev/v-group/logical-v  /mnt/lv/
[root@CentOs6 ~]#df -h
#最后挂载，df检测，此外还可以使用vgdisplay、lvdisplay检查逻辑卷是否缩减

注意：

xfs文件系统不支持缩减

实验三 迁移卷组到新系统

源设备操作：

1、取消挂载卷组中的所有逻辑卷

[root@CentOs6 ~]#umount /mnt/lv/
#取消本机挂载

2、确保卷组名跟目标设备不一样

[root@CentOs6 ~]#vgrename v-group newvg0
  Volume group "v-group" successfully renamed to "newvg0"
#修改卷组名为newvg0，或者提前查看目标设备的卷组名称，只要不一样就行
#只要卷组名不一样就行，逻辑卷名称可改也可不改
[root@CentOs6 ~]#lvrename  /dev/newvg0/logical-v  newlv0
  Renamed "logical-v" to "newlv0" in volume group "newvg0"
#逻辑卷改名为newlv0

3、设置逻辑卷为非活动状态，也就是说逻辑卷现在不可用

[root@CentOs6 ~]#vgchange  -a n newvg0 
  0 logical volume(s) in volume group "newvg0" now active
#卷组中0个逻辑卷是活动状态，-a n表示使逻辑卷无效
[root@CentOs6 ~]#lvdisplay 
 LV Status              NOT available  #LV无效

4、导出卷组

[root@CentOs6 ~]#vgexport  newvg0
  Volume group "newvg0" successfully exported
#导出卷组
[root@CentOs6 ~]#pvscan   #扫描磁盘物理卷
[root@CentOs6 ~]#pvdisplay  #会发现物理卷对应的卷组都是exported状态

5、拆除硬盘，换到目标设备上

在vmware上我们把磁盘文件挂载到目标设备上

我的是下面这三个虚拟机磁盘文件

CentOs6.9\CentOS6.9-3.vmdk

CentOs6.9\CentOS6.9-4.vmdk

CentOs6.9\CentOS6.9-5.vmdk

将这三个文件添加到目标设备上，我的目标设备是centos7

目标设备操作：

1、扫描发现磁盘

[root@CentOS7 ~]#echo '- - - ' > /sys/class/scsi_host/host2/scan 
[root@CentOS7 ~]#lsblk
#扫描磁盘，然后检查卷组是否存在

2、扫描物理卷，然后导入卷组

[root@CentOS7 ~]#pvscan  #扫描物理卷
  PV /dev/sdb1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 8.00 MiB free]
  PV /dev/sdc1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 1.01 GiB free]
  PV /dev/sdd1    is in exported VG newvg0 [1.01 GiB / 1.01 GiB free]
  Total: 3 [3.02 GiB] / in use: 3 [3.02 GiB] / in no VG: 0 [0   ]
[root@CentOS7 ~]#vgimport newvg0   #导入卷组，使用新组名
  Volume group "newvg0" successfully imported
[root@CentOS7 ~]#vgdisplay newvg0   //检查卷组信息

3、激活逻辑卷

[root@CentOS7 ~]#vgchange  -a y newvg0 
  1 logical volume(s) in volume group "newvg0" now active
[root@CentOS7 ~]#lvdisplay 
#激活逻辑卷，并查看结果，这里我只做了一个逻辑卷
#还可以使用blkid、vgdisplay、pvdisplay等命令查看结果
#其实还可以在原设备逻辑卷中提前存放一些数据，等迁移完成到目标设备后，我们再查看逻辑卷内的数据是否还存在。

实验四 移除卷组中的磁盘

第1步：将要移除的磁盘的数据移到其他逻辑卷

把数据搬到同一卷组其他逻辑卷，要保证卷组有足够的空间，搬的是存储空间，里面可能有数据

[root@CentOS7 ~]#pvmove /dev/sdb1 
 #把/dev/sdb磁盘PE空间迁移至其他逻辑卷，本实验1个磁盘上建1个分区
[root@CentOS7 ~]#pvdisplay  /dev/sdb1   #sdb已经没有空间在使用了
 --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               newvg0
  PV Size               1.01 GiB / not usable 3.41 MiB
  Allocatable           yes 
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              258
  Free PE               258
  Allocated PE          0
  PV UUID               iRkKni-iG3a-U38w-bXGn-aIGV-bP14-Pua8bc
#还可以查看其他逻辑卷的PE free空间减少，就是因为接收了sdb1转移的PE

第2步：从卷组中移除物理卷

[root@CentOS7 ~]#vgreduce newvg0 /dev/sdb1   #移除sdb
  Removed "/dev/sdb1" from volume group "newvg0"
[root@CentOS7 ~]#vgdisplay    #查看信息

第3步：从物理卷中移除

[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdb1   #移除
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.
[root@CentOS7 ~]#pvdisplay  
#移除物理卷后，就看不到原物理卷信息了

实验五 逻辑卷管理快照

快照是特殊的逻辑卷，快照存放的是改过的文件的最早的版本，只是备份修改的文件。快照与对应的逻辑卷必须在同一个卷组，而且恢复时的文件容量不能超过快照大小

测试环境使用快照较多

生产环境会消耗更多的性能，所以一般不用

第1步：创建快照

[root@CentOS7 ~]#lvcreate  -L 100M -s -n snap -p r /dev/newvg0/newlv0     
  Using default stripesize 64.00 KiB.
  Logical volume "snap" created.
#创建快照，-s表示快照，-L指定快照容量，-n是快照名，-p r快照权限只读
#我们对逻辑卷newlv0做快照
[root@CentOS7 ~]#lvdisplay
#此命令可以查看逻辑卷快照信息

第2步：挂载快照

[root@CentOS7 ~]#mkdir /mnt/snap
[root@CentOS7 ~]#mount /dev/newvg0/snap /mnt/snap/
mount: /dev/mapper/newvg0-snap is write-protected, mounting read-only
#快照挂载到一个挂载点，挂载时提示写保护，但还是成功挂载，可以df查看

第3步：使用快照恢复数据

上述步骤对逻辑卷newlv0做了快照，而newlv0挂载到了/mnt/lv目录下，现在把此目录下的文件newlv0删除然使用快照恢复
[root@CentOS7 ~]#rm -f /mnt/lv/newlv0   #删除原文件
[root@CentOS7 ~]#umount /dev/newvg0/snap
[root@CentOS7 ~]#umount /dev/newvg0/newlv0
#首先取消挂载逻辑卷与快照
[root@CentOS7 ~]#lvconvert  --merge /dev/newvg0/snap 
  Merging of volume newvg0/snap started.
  newlv0: Merged: 100.00%
#使用快照恢复数据，此命令会自动识别逻辑卷的路径
[root@CentOS7 ~]#mount /dev/newvg0/newlv0 /mnt/lv
[root@CentOS7 ~]#ll /mnt/lv/                     
-rw-r--r--. 1 root root     0 Aug 12 14:45 newlv0
#最后我们再把逻辑卷挂载就可以看到被删除的文件了
#恢复完数据快照逻辑卷会自动消失

第4步：实验结束删除快照和逻辑卷（已经提前给逻辑卷newlv0创建一个快照snap-data，也要删除)

[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/snap/
[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/lv
[root@CentOS7 ~]#umount /mnt/lv1/
[root@CentOS7 ~]#lvremove /dev/newvg0/snap-data 
[root@CentOS7 ~]#lvremove  /dev/newvg0/newlv0
[root@CentOS7 ~]#lvremove  /dev/newvg0/newlv1
#先取消挂载，然后移除所有逻辑卷，包括快照
[root@CentOS7 ~]#vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  newvg0   3   0   0 wz--n- 4.01g 4.01g
#此时vg内的逻辑卷为空
[root@CentOS7 ~]#vgremove  newvg0 
  Volume group "newvg0" successfully removed
#删除卷组，这时候vgs查看都是空
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdc1
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdd1
[root@CentOS7 ~]#pvremove  /dev/sdd2
#删除物理卷，pvs就看不到任何信息了
至此所有的快照、逻辑卷、卷组和物理卷全部清空

删除逻辑卷顺序：

快照--逻辑卷--卷组--物理卷