Linux LVM 逻辑卷管理
使用Linux好久了，一定会意识到一个问题，某个分区容量不够用了，想要扩容怎么办？这里就涉及到LVM逻辑卷的管理了，可以动态调整Linux分区容量。
LVM 概述
全称Logical Volume Manager，可以动态调整磁盘容量，提高磁盘管理灵活性。
在安装CentOS 7的过程中选择自动分区时，默认就是以LVM的方案安装的系统。
但是/boot分区必须独立出来，不能基于LVM创建。
PV 物理卷
物理卷，Physical Volume，是LVM机制的基本存储设备，通常对应一个普通分区或是整个硬盘。
创建物理卷时，会在分区或磁盘头部创建一个用于记录LVM属性的保留区块，并把存储空间分割成默认大小为4MB的基本单元（Physical Extend，PE），从而构成物理卷。
普通分区先转换分区类型为8e；整块硬盘，可以将所有的空间划分为一个主分区再做调整。
VG 卷组
卷组，Volume Group，是由一个或多个物理卷组成的一个整体。可以动态添加、移除物理卷，创建时可以指定PE大小。
LV 逻辑卷
逻辑卷，Logical Volume，建立在卷组之上，与物理卷没有直接关系。格式化后，即可挂载使用。
三者关系
通过以上对三者的解释可以看出，建立LVM的过程。首先，将普通分区或整个硬盘创建为物理卷；然后，将一个或多个物理卷创建为卷组；最后，在卷组上分割不同的数据存储空间形成逻辑卷。有了逻辑卷，就可以格式化、挂载使用了。
LVM 管理
LVM 常用命令
| 功能 | PV 管理命令 | VG 管理命令 | LV 管理命令 |
|---|---|---|---|
| Scan（扫描） | pvscan | vgscan | lvscan |
| Create（建立） | pvcreate | vgcreate | lvcreate |
| Display（显示） | pvdisplay | vgdisplay | lvdisplay |
| Remove（移除） | pvremove | vgremove | lvremove |
| Extend（扩展） | / | vgextend | lvextend |
| Reduce（减少） | / | vgreduce | lvreduce |
PV 管理
pvsacn
- 扫描列出系统中所有的物理卷
-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
[root@localhost ~]# pvscan
PV /dev/sda2 VG centos lvm2 [<19.00 GiB / 0 free]
PV /dev/sdb1 lvm2 [<20.00 GiB]
PV /dev/sdc1 lvm2 [<20.00 GiB]
Total: 3 [58.99 GiB] / in use: 1 [<19.00 GiB] / in no VG: 2 [<40.00 GiB]
pvcreate
- 将分区或整个硬盘转换成物理卷
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sd{b,c}1
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
pvdisplay
- 显示物理卷的详细信息
[root@localhost ~]# pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda2
VG Name centos
PV Size <19.00 GiB / not usable 3.00 MiB
Allocatable yes (but full)
PE Size 4.00 MiB
Total PE 4863
Free PE 0
Allocated PE 4863
PV UUID E4eovQ-CgPo-OSDK-75MO-BfD8-pGsP-BUlqip
"/dev/sdb1" is a new physical volume of "<20.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdb1
VG Name
PV Size <20.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID gR5mm3-f50o-XLTq-34GY-n6Iz-WXkQ-uMZAkJ
"/dev/sdc1" is a new physical volume of "<20.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdc1
VG Name
PV Size <20.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID O2gKxa-ONts-kyXK-zZrO-3dDg-FhtI-V6GPy9
pvremove
- 删除指定的物理卷，还原成普通分区或磁盘
TIPS：只有不属于卷组的物理卷才可以删除还原。
[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdd1
Labels on physical volume "/dev/sdd1" successfully wiped.
VG 管理
vgscan
- 扫描系统中已建立的
LVM卷组
[root@localhost ~]# vgscan
Reading volume groups from cache.
Found volume group "class" using metadata type lvm2
Found volume group "centos" using metadata type lvm2
vgcreate
- 将一个或多个物理卷创建为一个卷组
-l：卷组上允许创建的最大逻辑卷数
-p：卷组中允许添加的最大物理卷数
-s：卷组上的物理卷的PE大小
[root@localhost ~]# vgcreate class /dev/sd{b,c}1
Volume group "class" successfully created
vgdisplay
- 显示系统中各卷组的详细信息
[root@localhost ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name class
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
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 2
Act PV 2
VG Size 39.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 10238
Alloc PE / Size 0 / 0
Free PE / Size 10238 / 39.99 GiB
VG UUID ZtQvGX-YOdy-U8wj-mGQs-TT1e-1PBR-dBNKAG
--- Volume group ---
VG Name centos
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 1
Metadata Sequence No 3
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 2
Open LV 2
Max PV 0
Cur PV 1
Act PV 1
VG Size <19.00 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 4863
Alloc PE / Size 4863 / <19.00 GiB
Free PE / Size 0 / 0
VG UUID bLPJGb-SQQ3-KcUb-OSdo-qaMR-9hJE-MTkc7a
vgremove
- 删除指定的卷组
TIPS：卷组下面的逻辑卷没有被挂载使用，卷组删除时会一并删除下面的逻辑卷。
[root@localhost ~]# vgremove class
Volume group "class" successfully removed
vgextend
- 添加新的物理卷，动态扩展卷组的磁盘空间
[root@localhost ~]# vgextend class /dev/sdd1
Volume group "class" successfully extended
vgreduce
- 删除卷组中的物理卷，减少卷组容量，
-a：如果命令行中没有指定要删除的物理卷，则删除所有的空物理卷。（all）
TIPS：删除啊前确保对应的物理卷没有在使用，就是下面没有逻辑卷，否则删除不了。
[root@localhost ~]# vgreduce class /dev/sdd1
Removed "/dev/sdd1" from volume group "class"
[root@localhost ~]# vgreduce -a class
Physical volume "/dev/sdb1" still in use
Physical volume "/dev/sdc1" still in use
Removed "/dev/sdd1" from volume group "class"
LV 管理
lvscan
- 扫描系统中已建立的
LVM逻辑卷
[root@localhost ~]# lvscan
ACTIVE '/dev/class/stu01' [25.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/class/stu02' [14.99 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/swap' [2.00 GiB] inherit
ACTIVE '/dev/centos/root' [<17.00 GiB] inherit
lvcreate
- 从指定的卷组中分割空间，创建新的逻辑卷
-L：指定逻辑卷的大小，单位为KMGT
-l：指定百分比创建，如50%vg卷组的一半空间、100%free所有剩下的。
-n：指定逻辑卷的名称
[root@localhost ~]# lvcreate -L 15G -n stu01 class
Logical volume "stu01" created.
[root@localhost ~]# lvcreate -l 100%free -n stu02 class
Logical volume "stu02" created.
lvdisplay
- 显示逻辑卷的详细信息
[root@localhost ~]# lvdisplay
--- Logical volume ---
LV Path /dev/class/stu01
LV Name stu01
VG Name class
LV UUID XUP7dq-IM9f-PdKk-XpDH-J1hx-kkuB-cOu3Qx
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost.localdomain, 2019-08-24 09:42:35 +0800
LV Status available
# open 0
LV Size 25.00 GiB
Current LE 6400
Segments 2
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 8192
Block device 253:2
--- Logical volume ---
LV Path /dev/class/stu02
LV Name stu02
VG Name class
LV UUID P7iMC1-X0oT-6TCH-vLYj-HW2j-6QMu-rS7Jyp
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost.localdomain, 2019-08-24 09:59:30 +0800
LV Status available
# open 0
LV Size 14.99 GiB
Current LE 3838
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 8192
Block device 253:3
--- Logical volume ---
LV Path /dev/centos/swap
LV Name swap
VG Name centos
LV UUID NXiaXT-T6yv-ktM2-plyS-j6Hg-hkvu-1JQ2eL
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost, 2019-08-16 17:12:19 +0800
LV Status available
# open 2
LV Size 2.00 GiB
Current LE 512
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 8192
Block device 253:1
--- Logical volume ---
LV Path /dev/centos/root
LV Name root
VG Name centos
LV UUID 7FnsfT-B8xi-3vgu-8N0k-nzNn-8Rra-eoE4iC
LV Write Access read/write
LV Creation host, time localhost, 2019-08-16 17:12:19 +0800
LV Status available
# open 1
LV Size <17.00 GiB
Current LE 4351
Segments 1
Allocation inherit
Read ahead sectors auto
- currently set to 8192
Block device 253:0
lvremove
- 删除指定的逻辑卷
TIPS：备份数据，解挂载，删除。
[root@localhost ~]# umount /mnt/stu02/
[root@localhost ~]# lvremove /dev/class/stu02
lvextend
- 动态扩展
LVM逻辑卷的空间大小
-L：指定扩展逻辑卷的大小，单位为KMGT
-l：指定百分比扩建，如100%free所有剩下的。
[root@localhost ~]# lvextend -L +8G /dev/class/stu01
[root@localhost ~]# lvextend -L +8G /dev/class/stu02
TIPS：已挂载，使用在线调整大小，xfs使用xfs_growfs，ext4使用resize2fs。
[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/class/stu01
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/class/stu02
lvreduce
- 减少
LVM逻辑卷的空间大小，
-L：指定逻辑卷的大小，单位为KMGT
TIPS：对于xfs文件系统，备份数据，解挂载，减少空间，强制格式化，重新挂载。需要注意xfs文件系统只能扩大，不能缩小，非要缩小的话，只有缩小后并强制格式化，但这么做数据就丢失了。
[root@localhost ~]# umount /mnt/stu01/
[root@localhost ~]# lvreduce -L -10G /dev/class/stu01
[root@localhost ~]# mkfs.xfs -f /dev/class/stu01
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -hT
TIPS：对于ext4这类文件系统，备份数据，解挂载，e2fsck -f检查文件系统完整性，resize2fs设置文件系统大小，lvreduce设置逻辑卷大小，重新挂载。
[root@localhost ~]# umount /mnt/stu02/
[root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/class/stu02
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/class/stu02 10G
[root@localhost ~]# lvreduce -L 10G /dev/class/stu02
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -hT
LVM 实验
创建 LVM 逻辑卷
1.添加两块20G的磁盘，重启机器，并对其进行分区，全部空间分为一个主分区，类型改为Linux LVM，ID为8e。分区过程省略，不清楚可参考上一篇博客。
[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sd{b,c} | grep -i "linux lvm"
/dev/sdb1 2048 41943039 20970496 8e Linux LVM
/dev/sdc1 2048 41943039 20970496 8e Linux LVM
2.将/dev/sdb1、/dev/sdc1转换为物理卷。
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sd{b,c}1
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
3.创建名称为class的卷组，并将sdb1和sdc1添加进卷组。
[root@localhost ~]# vgcreate class /dev/sd{b,c}1
Volume group "class" successfully created
4.划分大小为15G，名称为stu01的逻辑卷，然后再扩容10G；剩下的空间创建名称为stu02的逻辑卷。
[root@localhost ~]# lvcreate -L 15G -n stu01 class
Logical volume "stu01" created.
[root@localhost ~]# lvextend -L +10G /dev/class/stu01
Size of logical volume class/stu01 changed from 15.00 GiB (3840 extents) to 25.00 GiB (6400 extents).
Logical volume class/stu01 successfully resized.
[root@localhost ~]# lvcreate -l 100%free -n stu02 class
Logical volume "stu02" created.
5.格式化逻辑卷，stu01为xfs，stu02为ext4，设置自动挂载，挂载后就可以使用了。
[root@localhost ~]# mkfs.xfs /dev/class/stu01
meta-data=/dev/class/stu01 isize=512 agcount=4, agsize=1638400 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0, sparse=0
data = bsize=4096 blocks=6553600, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal log bsize=4096 blocks=3200, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/class/stu02
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
983040 inodes, 3930112 blocks
196505 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
120 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
[root@localhost ~]# mkdir /mnt/stu0{1,2}
[root@localhost ~]# vim /etc/fstab
//最后面添加下面两行内容
/dev/class/stu01 /mnt/stu01 xfs defaults 0 0
/dev/class/stu02 /mnt/stu02 ext4 defaults 0 0
[root@localhost ~]# mount -a
[root@localhost ~]# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root xfs 17G 927M 17G 6% /
devtmpfs devtmpfs 901M 0 901M 0% /dev
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 912M 8.7M 904M 1% /run
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 xfs 1014M 143M 872M 15% /boot
tmpfs tmpfs 183M 0 183M 0% /run/user/0
/dev/mapper/class-stu01 xfs 25G 33M 25G 1% /mnt/stu01
/dev/mapper/class-stu02 ext4 15G 41M 14G 1% /mnt/stu02
扩容 LVM 逻辑卷
1.再添加一块20G的磁盘，重启机器，并对其进行分区，全部空间分为一个主分区，类型改为Linux LVM，ID为8e。
[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sd{b..d} | grep -i "linux lvm"
/dev/sdb1 2048 41943039 20970496 8e Linux LVM
/dev/sdc1 2048 41943039 20970496 8e Linux LVM
/dev/sdd1 2048 41943039 20970496 8e Linux LVM
2.将/dev/sdd1转换为物理卷。
[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdd1
Physical volume "/dev/sdd1" successfully created.
3.若是卷组剩余空间不够，就要先对class卷组进行扩容。
[root@localhost ~]# vgdisplay class
--- Volume group ---
VG Name class
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 6
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 2
Open LV 2
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 39.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 10238
Alloc PE / Size 10238 / 39.99 GiB
Free PE / Size 0 / 0
VG UUID iB1h9h-2uQa-rD7o-GBVK-pOCA-ek2c-TXieLr
[root@localhost ~]# vgextend class /dev/sdd1
Volume group "class" successfully extended
[root@localhost ~]# vgdisplay class
--- Volume group ---
VG Name class
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 3
Metadata Sequence No 7
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 2
Open LV 2
Max PV 0
Cur PV 3
Act PV 3
VG Size <59.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 15357
Alloc PE / Size 10238 / 39.99 GiB
Free PE / Size 5119 / <20.00 GiB
VG UUID iB1h9h-2uQa-rD7o-GBVK-pOCA-ek2c-TXieLr
4.对stu01和stu02都扩容8G，分别使用xfs_growfs和resize2fs在线调整大小。
[root@localhost ~]# lvextend -L +8G /dev/class/stu01
Size of logical volume class/stu01 changed from 25.00 GiB (6400 extents) to 33.00 GiB (8448 extents).
Logical volume class/stu01 successfully resized.
[root@localhost ~]# lvextend -L +8G /dev/class/stu02
Size of logical volume class/stu02 changed from 14.99 GiB (3838 extents) to 22.99 GiB (5886 extents).
Logical volume class/stu02 successfully resized.
[root@localhost ~]# xfs_growfs /dev/class/stu01
meta-data=/dev/mapper/class-stu01 isize=512 agcount=4, agsize=1638400 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0 spinodes=0
data = bsize=4096 blocks=6553600, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal bsize=4096 blocks=3200, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 6553600 to 8650752
[root@localhost ~]# resize2fs /dev/class/stu02
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/class/stu02 is mounted on /mnt/stu02; on-line resizing required
old_desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 3
The filesystem on /dev/class/stu02 is now 6027264 blocks long.
[root@localhost ~]# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root xfs 17G 927M 17G 6% /
devtmpfs devtmpfs 901M 0 901M 0% /dev
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 912M 8.7M 903M 1% /run
tmpfs tmpfs 912M 0 912M 0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1 xfs 1014M 143M 872M 15% /boot
/dev/mapper/class-stu01 xfs 33G 33M 33G 1% /mnt/stu01
/dev/mapper/class-stu02 ext4 23G 44M 22G 1% /mnt/stu02
tmpfs tmpfs 183M 0 183M 0% /run/user/0
收缩 LVM 逻辑卷
关于收缩 LVM 逻辑卷，可以参考上面的命令lvreduce。这会涉及到数据安全性问题，谨慎使用。
总结
内容不多，但是还要实际操作才能了解。就是三步走，创建物理卷，创建卷组，创建逻辑卷，然后格式化并挂载使用。扩容的话，没有挂载使用，就正常扩，然后格式化挂载，已经挂载使用了，扩容后在线调整生效。还有下一篇关于磁盘配额。
