[KANMARS原创] - 逻辑卷管理器LVM
目录
<![if !supportLists]>1. <![endif]>概述
LVM是 Logical Volume
Manager（逻辑卷管理）的简写，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现，目前最新版本为：稳定版1.0.5，开发版 1.1.0-rc2，以及LVM2开发版。
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。
<![if !supportLists]>2. <![endif]>基本术语
<![if !supportLists]>2.1.<![endif]>物理存储介质
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。
<![if !supportLists]>2.2.<![endif]>物理卷PV
physical volume，PV。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。
<![if !supportLists]>2.3.<![endif]>卷组VG
Volume Group，VG。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。
<![if !supportLists]>2.4.<![endif]>物理块PE
physical extent，PE。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。
<![if !supportLists]>2.5.<![endif]>逻辑卷LV
logical volume，LV。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）。
<![if !supportLists]>2.6.<![endif]>逻辑块LE
logical extent，LE。逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents)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。
<![if !supportLists]>2.7.<![endif]>Linux下的LVM和AIX下的LVM
Linux下的LVM与AIX的LVM原理和实现都是类似的，不同的是：Linux下多用命令完成，而AIX下有smitty工具。并且Linux命令多是名词+动词，比如pvcreate,lvcreate,lvscan等，而AIX命令多事动词+名词，比如:createpv,createlv,createvg……
<![if !supportLists]>3. <![endif]>工作原理
<![if !vml]>
<![endif]>
LVM 在每个物理卷头部都维护了一个 metadata，每个 metadata 中都包含了整个 VG 的信息，包括每个 VG 的布局配置、PV 的编号、LV 的编号，以及每个 PE 到 LE 的映射关系。同一个 VG 中的每个 PV 头部的信息是相同的，这样有利于故障时进行数据恢复。
LVM 对上层文件系统提供 LV 层，隐藏了操作细节。对文件系统而言，对 LV 的操作与原先对 Partition 的操作没有差别。当对 LV 进行写入操作时，LVM 定位相应的 LE，通过 PV 头部的映射表，将数据写入到相应的 PE 上。
LVM 实现的关键在于在 PE 和 LE 间建立映射关系，不同的映射规则决定了不同的 LVM 存储模型。LVM 支持多个 PV 的 Stripe 和 Mirror，这点和软 Raid 的实现十分相似。
<![if !supportLists]>4. <![endif]>Linux下LVM管理
<![if !supportLists]>4.1.<![endif]>创建步骤
LVM的创建步骤为：创建PV，创建VG，将PV加入VG，在VG的基础上创建LV，格式化LV，挂载LV
<![if !supportLists]>4.1.1. <![endif]>创建PV
创建物理卷的基础是有物理储存设备，使用fdisk创建分区，分区的类型为8e，LVM分区。
创建pv命令
pvcreate /dev/sdb
root@insurance:/root >pvcreate /dev/sdb Physical volume “/dev/sdb” |
<![if !supportLists]>4.1.2. <![endif]>查看PV
创建完成pv后即可运行pvscan或者pvdisplay命令查看创建好的pv信息
pvscan如下
root@insurance:/root >pvscan PV /dev/sda3 VG VolGroup lvm2 [71.80 GiB / 0 free] Total: 1 [71.80 GiB] |
pvdisplay
root@insurance:/root >pvdisplay — Physical volume PV Name VG Name PV Size Allocatable PE Size Total PE Free PE Allocated PE PV UUID |
<![if !supportLists]>4.1.3. <![endif]>创建VG
vgcreate ：将 /dev/hda6-8 建立成为一个 VG，指定 PE 为 16MB
[root@www ~]# vgcreate -s 16M vbirdvg Volume group "vbirdvg" successfully |
<![if !supportLists]>4.1.4. <![endif]>激活VG
使vg立即生效，不需要重启
vgchange -a y vbirdvg |
<![if !supportLists]>4.1.5. <![endif]>查看VG
vgscan
root@insurance:/root >vgscan Reading all physical Found volume group |
vgdisplay
root@insurance:/root >vgdisplay — Volume group — VG Name System ID Format Metadata Areas 1 Metadata Sequence VG Access VG Status MAX LV Cur LV Open LV Max PV Cur PV Act PV VG Size PE Size Total PE Alloc PE / Size 18381 / Free PE / Size 0 / VG UUID |
<![if !supportLists]>4.1.6. <![endif]>创建LV
lvcreate
示例 lvcreate -i 3 -I 8 -L 100M –n lv_001 vg00 -i -n为名称 Creates a lvcreate –m 1 -L 500M vg00 Creates lvcreate –m 1 –mirrorlog core -L 500M vg00 Creates lvcreate –size 100m –snapshot –name snap /dev/vg00/lvol1 Creates lvcreate –virtualsize 1T –size 100M –snapshot –name sparse vg1 Creates a lvcreate -L 64M -n lvol1 vg00 /dev/sda:0-7 /dev/sdb:0-7 Creates lvcreate –type raid5 -L 5G -i 3 -I 64 -n my_lv vg00 Creates a lvcreate –type raid10 -L 5G -i 2 -m 1 -n my_lv vg00 Creates 100MiB pool logical volume for thin provisioning build with 2 stripes lvcreate -i 2 -I 64 -c 256 -L100M -T vg00/pool -V 1T –name |
<![if !supportLists]>4.1.7. <![endif]>格式化并挂载LV
mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv mkdir /mnt/lvm mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm |
<![if !supportLists]>4.2.<![endif]>PV管理
<![if !supportLists]>4.2.1. <![endif]>新增PV
通过fdisk命令创建LVM-Linux分区，指定分区类型为8e
[root@hn ~]# fdisk /dev/sdb#对硬盘 "/dev/sdb"分区 输出信息如下： ……省略部分输出内容…… Command (m for help): n #创建新分区 Command action e extended p primary partition (1-4) p#创建主分区 Partition number (1-4): 1#创建第一个主分区 First cylinder (1-1044, default 1): 1#指定起始柱面 Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-1044, Command (m for help): t #改变分区类型 Selected partition 1 Hex code (type L to list codes): 8e Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM) Command (m for help): p #显示分区表 Disk /dev/sdb: 8589 MB, 8589934592 bytes 255 heads, 63 sectors/track, 1044 cylinders Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sdb1 1 13 104391 8e Linux LVM Command (m for help): w #保存并退出 The partition table has been altered! Calling ioctl() to re-read partition table. Syncing disks. |
partprobe更新硬盘分区表
[root@hn ~]# partprobe#更新内核中的分区表 |
pvcreate命令
[root@hn ~]# pvcreate /dev/sdb1#将分区初始化为物理卷 Physical volume "/dev/sdb1" successfully created |
<![if !supportLists]>4.2.2. <![endif]>查看PV
pvscan 扫描磁盘上所有的物理卷
-d调试模式
-e仅显示属于输出卷组的物理卷
-n仅显示不属于任何卷组的物理卷
-s短格式输出
-u显示UUID
pvdisplay显示所有物理卷的信息
pvck检查物理卷元数据
<![if !supportLists]>4.2.3. <![endif]>修改PV
pvchange指令允许管理员改变物理卷的分配许可。
如果物理卷出现故障，可以使用pvchange指令禁止分配物理卷上的PE。
-u生成新的UUID -x是否允许分配PE
[root@hn ~]# pvchange -x n /dev/sdb1 Physical volume "/dev/sdb1" changed 1 physical volume changed / 0 physical volumes not changed |
<![if !supportLists]>4.2.4. <![endif]>删除PV
pvremove指令用于删除一个存在的物理卷。
-d调试模式
-f强制删除
-y对提问回答“yes”
使用pvremove指令删除物理卷时，它将LVM分区上的物理卷信息删除，使其不再被视为一个物理卷。
[root@hn ~]# pvremove /dev/sdb2 #删除物理卷 Labels on physical volume "/dev/sdb2" successfully wiped |
<![if !supportLists]>4.3.<![endif]>VG管理
<![if !supportLists]>4.3.1. <![endif]>新增VG
vgcreate ：将 /dev/hda6-8 建立成为一个 VG，指定 PE 为 16MB
[root@www ~]# vgcreate -s 16M vbirdvg Volume group "vbirdvg" successfully |
激活VG，使vg立即生效，不需要重启
vgchange -a y vbirdvg |
<![if !supportLists]>4.3.2. <![endif]>查看VG
vgscan
root@insurance:/root Reading all physical volumes. This may take a while… Found volume group |
vgdisplay
root@insurance:/root — Volume group — VG Name System ID Format Metadata Areas 1 Metadata Sequence No 3 VG Access VG Status MAX LV Cur LV Open LV Max PV Cur PV Act PV VG Size PE Size Total PE Alloc PE / Size 18381 / Free PE / Size 0 / VG UUID |
<![if !supportLists]>4.3.3. <![endif]>向VG中添加物理卷
vgextend
[root@hn ~]# vgextend Volume group |
<![if !supportLists]>4.3.4. <![endif]>从VG中删除物理卷
vgreduce
[root@hn ~]# vgreduce Removed |
<![if !supportLists]>4.3.5. <![endif]>修改VG属性
vgchange
{-a
Availability -q Quorum [-l] [-p] [-s] [VolumeGroupName… ]}
{[-S
shareable] -c cluster VolumeGroupName}
{[-P
parallel_nomwc_resync_count]}
<![if !supportLists]>4.3.5.1.
<![endif]>单机环境（vgchange
–a y/n vgXX）
vgchange激活VG，使vg立即生效，不需要重启
vgchange -a y vbirdvg |
vgchange去激活VG，使vg立即失效，不需要重启
vgchange -a n vbirdvg |
<![if !supportLists]>4.3.5.2.
<![endif]>集群环境（vgchange
–c y/n vgXX）
当几台主机共享一个VG时，如果在多台主机上激活VG，那么每一台主机都可能对数据进行修改，而其他的主机却不知道数据已被改变，这样数据的完整性无法保证。
所以在Cluster环境下，将共享VG的属性置为exclusive模式。这样，当一台主机已经以exclusive模式激活VG之后，在其他的主机上无法再激活这个VG，这样就保证了数据的完整性。应用VG独享方式需要安装MC/SG。
#vgchange –c y /dev/vgXX #设置VG的exclusive属性，设置之后VG无法以vgchange –a y 激活。 # vgchange –c n /dev/vgXX #去掉VG的exclusive属性，当然设置之后就无法用vgchange –a e来激活这个VG了。
#vgchange –a e /dev/vgXX #以exclusive模式激活卷组，只在cluster环境下有效,需要首先vgchange
–c y /dev/vgXX
#vgchange –a n /dev/vgXX #在cluster模式下去激活一个VG，仍然是用这个命令。
<![if !supportLists]>4.3.5.3.
<![endif]>共享环境（vgchange
–a s/n vgXX）
并不是所有的场合，都不允许VG同时在两台以上的主机上被激活。在应用Oracle OPS时就是一个例外。这时卷组被以一种共享的方式激活，数据的完整性由应用程序（这里当然就是Oracle OPS）来保证。
因为操作系统本身无法保证数据的完整性，所以设成共享模式激活的卷组必须使用裸设备，这样OS不会对该设备进行缓冲，而完全交给应用程序处理。
应用VG的共享方式需要安装MC/SG OPS edition。
#vgchange –c y –S y /dev/vgXX #设置VG为共享模式，设置成功后VG只能用vgchange –a s激活，如果要用vgchange –a y激活，则必须先将VG的共享模式去掉(用vgchange –S n /dev/vgxx).
#vgchange –a s /dev/vgXX #以共享方式激活VG
#vgchange –a n /dev/vgXX #在共享模式下去激活方法不变
<![if !supportLists]>4.3.6. <![endif]>删除VG
vgremove删除VG
[root@hn ~]# vgremove vg1000#删除卷组"vg1000" Volume group "vg1000" successfully removed |
<![if !supportLists]>4.4.<![endif]>LV管理
<![if !supportLists]>4.4.1. <![endif]>新增LV
lvcreate
示例 lvcreate -i 3 -I 8 -L 100M –n lv_001 vg00 -i -n为名称 Creates a lvcreate –m 1 -L 500M vg00 Creates lvcreate –m 1 –mirrorlog core -L 500M vg00 Creates lvcreate –size 100m –snapshot –name snap /dev/vg00/lvol1 Creates lvcreate –virtualsize 1T –size 100M –snapshot –name sparse vg1 Creates a lvcreate -L 64M -n lvol1 vg00 /dev/sda:0-7 /dev/sdb:0-7 Creates lvcreate –type raid5 -L 5G -i 3 -I 64 -n my_lv vg00 Creates a lvcreate –type raid10 -L 5G -i 2 -m 1 -n my_lv vg00 Creates 100MiB pool logical volume for thin provisioning build with 2 stripes lvcreate -i 2 -I 64 -c 256 -L100M -T vg00/pool -V 1T –name |
<![if !supportLists]>4.4.2. <![endif]>LV格式化并挂载
mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv mkdir /mnt/lvm mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm |
<![if !supportLists]>4.4.3. <![endif]>查看LV
lvscan 扫描系统中的lv
lvdisplay 显示系统中的lv信息
<![if !supportLists]>4.4.4. <![endif]>扩展逻辑卷空间
LVM提供了方便调整逻辑卷大小的能力，扩展逻辑卷大小的命令是lvextend（或者lvresize）
#lvextend -L12G
/dev/web_document/www1
lvextend–extendinglogicalvolume"/dev/web_document/www1"to12GB
lvextend–doingautomaticbackupofvolumegroup"web_document"
lvextend–logicalvolume"/dev/web_document/www1"successfullyextended
上面的命令就实现将逻辑卷www1的大小扩招为12G。
#lvextend -L +1G
/dev/web_document/www1
lvextend–extendinglogicalvolume"/dev/web_document/www1"to13GB
lvextend–doingautomaticbackupofvolumegroup"web_document"
lvextend–logicalvolume"/dev/web_document/www1"successfullyextended
上面的命令就实现将逻辑卷www1的大小增加1G。
<![if !supportLists]>4.4.5. <![endif]>缩小逻辑卷空间
lvreduce
[root@hn ~]# lvreduce -L -50M /dev/vg1000/lvol0 #将逻辑卷的空间大小减少50M ……省略部分输出内容…… Do you really want to reduce lvol0? [y/n]: y #确认操作 Reducing logical volume lvol0 to 252.00 MB Logical volume lvol0 successfully resized |
<![if !supportLists]>4.4.6. <![endif]>删除逻辑卷
lvremove
[root@hn ~]# lvremove /dev/vg1000/lvol0 #删除逻辑卷"lvol0" Do you really want to remove active logical Logical volume "lvol0" successfully removed |
<![if !supportLists]>4.4.7. <![endif]>修改逻辑卷大小
lvresize：使用lvresize指令调整逻辑卷空间大小和缩小空间时需要谨慎，因为它有可能导致数据丢失。
[root@hn ~]# lvresize -L +200M /dev/vg1000/lvol0 Extending logical volume lvol0 to 280.00 MB Logical volume lvol0 successfully resized |
<![if !supportLists]>4.4.8. <![endif]>修改文件系统大小
修改了逻辑卷的容量以后，就需要修改文件系统大小以。
可以使用resize2fs命令（或者reiserfs工具），修改的原因是：LV是虚拟硬件层面的块，而文件系统是操作系统内核级的系统，修改了LV并不会同步到文件系统中，所以需要调用resize2fs命令同步文件系统的大小，命令格式如下：
resize2fs /dev/mapper/VolGroup-LogVol00 |
<![if !supportLists]>5. <![endif]>AIX下LVM管理
AIX下的LVM管理与linux下的类似，区别在于，AIX下有smitty管理工具，在这个工具下，可以实现PV/VG/LV的创建，修改大小，激活，查看，删除等操作。只要你英文不错，原理和Linux下是类似的。
此处仅给几个简单截图演示一下：
<![if !vml]>
<![endif]>
<![if !vml]>
<![endif]>
在AIX下有smitty fs,smitty pv,smitty vg,smitty lv,smitty ha等命令，可以很便捷的以图形化的方式完成LVM管理操作。
有个秘闻需要说一下：
1989年，AIX 3.0版本首次在Unix下引入了LVM。
1998年, Heinz Mauelshagen写了Linux版本的逻辑卷管理器。
2000年12月31日，林纳斯·托瓦兹将LVM引入了Linux2.4中。
因此，他们是如此的相像，但是也有如此多的不同。