Centos7 LVM 分区

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。
LVM 的工作原理其实很简单,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,因为呈现给上次服务的是以逻辑卷的方式。


四个概念

PE(Physical Extend) 物理拓展
PV(Physical Volume) 物理卷
VG(Volume Group) 卷组
LV(Logical Volume) 逻辑卷


工作原理

物理磁盘被格式化为 PV,空间被划分为一个个的 PE
不同的 PV 加入到同一个 VG 中,不同 PV 的 PE 全部进入到了 VG 的 PE 池内
LV 基于 PE 创建,大小为 PE 的整数倍,组成 LV 的 PE 可能来自不同的物理磁盘
LV 现在就直接可以格式化后挂载使用了
LV 的扩充缩减实际上就是增加或减少组成该 LV 的 PE 数量,其过程不会丢失原始数据

如下图所示

物理分区(disk) ------ 物理卷(PV) ------ 卷组(VG) ------ 逻辑卷(LV)
79221-bk54gd5hv7q.png


从例子理解

因为 LVM 逻辑卷是基于物理分区实现的,所以这里我先给虚拟机添加一块 10G 的磁盘并分成三个主分区,最后使用 t 参数设置代码为 8e,8e 是指把这三个分区的分区格式设置为 LVM

先是分区

[[email protected] ~]# ls /dev/sdc 
/dev/sdc
[[email protected] ~]# fdisk /dev/sdc 
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。

更改将停留在内存中,直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。

Device does not contain a recognized partition table
使用磁盘标识符 0x7dec590a 创建新的 DOS 磁盘标签。

命令(输入 m 获取帮助):p  

磁盘 /dev/sdc:10.7 GB, 10737418240 字节,20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理):512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳):512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型:dos
磁盘标识符:0x7dec590a

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System

命令(输入 m 获取帮助):n   
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (1-4,默认 1):
起始 扇区 (2048-20971519,默认为 2048):
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-20971519,默认为 20971519):+3G
分区 1 已设置为 Linux 类型,大小设为 3 GiB

命令(输入 m 获取帮助):n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (2-4,默认 2):
起始 扇区 (6293504-20971519,默认为 6293504):
将使用默认值 6293504
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (6293504-20971519,默认为 20971519):+3G
分区 2 已设置为 Linux 类型,大小设为 3 GiB

命令(输入 m 获取帮助):n
Partition type:
   p   primary (2 primary, 0 extended, 2 free)
   e   extended
Select (default p): p
分区号 (3,4,默认 3):
起始 扇区 (12584960-20971519,默认为 12584960):
将使用默认值 12584960
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (12584960-20971519,默认为 20971519):
将使用默认值 20971519
分区 3 已设置为 Linux 类型,大小设为 4 GiB

命令(输入 m 获取帮助):p

磁盘 /dev/sdc:10.7 GB, 10737418240 字节,20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理):512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳):512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型:dos
磁盘标识符:0x7dec590a

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdc1            2048     6293503     3145728   83  Linux
/dev/sdc2         6293504    12584959     3145728   83  Linux
/dev/sdc3        12584960    20971519     4193280   83  Linux

然后是设置分区格式

命令(输入 m 获取帮助):t
分区号 (1-3,默认 3):1
Hex 代码(输入 L 列出所有代码):8e
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”

命令(输入 m 获取帮助):t
分区号 (1-3,默认 3):2
Hex 代码(输入 L 列出所有代码):8e
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”

命令(输入 m 获取帮助):t
分区号 (1-3,默认 3):3
Hex 代码(输入 L 列出所有代码):8e
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”

命令(输入 m 获取帮助):p

磁盘 /dev/sdc:10.7 GB, 10737418240 字节,20971520 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理):512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳):512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型:dos
磁盘标识符:0x7dec590a

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdc1            2048     6293503     3145728   8e  Linux LVM
/dev/sdc2         6293504    12584959     3145728   8e  Linux LVM
/dev/sdc3        12584960    20971519     4193280   8e  Linux LVM

命令(输入 m 获取帮助):w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[[email protected] ~]# ls /dev/sd
sda   sda1  sda2  sdb   sdc   sdc1  sdc2  sdc3

创建 PV(物理卷)

需要安装lvm包,可用 yum -y install lvm2,确保需要创建 PV(物理卷)的分区不能处于挂载状态

[[email protected] ~]# yum -y install lvm2
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.7M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
[[email protected] ~]# pvcreate /dev/sdc1
  Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
[[email protected] ~]# pvcreate /dev/sdc2
  Physical volume "/dev/sdc2" successfully created.
[[email protected] ~]# pvcreate /dev/sdc3
  Physical volume "/dev/sdc3" successfully created.
[[email protected] ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdc1         lvm2 ---   3.00g  3.00g
  /dev/sdc2         lvm2 ---   3.00g  3.00g
  /dev/sdc3         lvm2 ---  <4.00g <4.00g

创建 VG(卷组)

VG(卷组)可以理解为把某几个物理卷划分为一个组

[[email protected] ~]# vgcreate vg1 /dev/sdc1 /dev/sdc2
  Volume group "vg1" successfully created
[[email protected] ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               vg1
  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               5.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              1534
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1534 / 5.99 GiB
  VG UUID               3p0TDg-IdrO-Kv6n-eP0e-BjfE-TT69-vhIyG9
  [[email protected] ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  vg1      2   0   0 wz--n-  5.99g 5.99g

创建 LV(逻辑卷)

LV(逻辑卷)存在的意义就是可以很方便的去扩容和缩容,我们这里来基于名为 vg1 的 VG(卷组)做创建 LV(逻辑卷)的操作

[[email protected] ~]# lvcreate -L 2G -n lv1 vg1 
  Logical volume "lv1" created.
[[email protected] ~]# lvdisplay 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg1/lv1
  LV Name                lv1
  VG Name                vg1
  LV UUID                pVcyi1-488I-T4MS-Zh1A-2T5v-IU21-R1BHbd
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time software, 2019-05-22 13:46:32 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                2.00 GiB
  Current LE             512
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:6

格式化 LV(逻辑卷)并挂载

[[email protected] ~]# mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=4096 (log=2)
分块大小=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
131072 inodes, 524288 blocks
26214 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=0
Maximum filesystem blocks=536870912
16 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (16384 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成 
[[email protected] ~]# mount /dev/vg1/lv1 /mnt/
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.7M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1      2.0G  6.0M  1.8G    1% /mnt
[[email protected] ~]# ll /dev/vg1/lv1 
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 5月  22 13:48 /dev/vg1/lv1 -> ../dm-6
[[email protected] ~]# ll /dev/mapper/vg1-lv1 
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 5月  22 13:48 /dev/mapper/vg1-lv1 -> ../dm-6
# 可以看到,/dev/vg1/lv1 已经成功挂载,同时 /dev/vg1/lv1 和 /dev/mapper/vg1-lv1 指向的其实是同一个文件

扩容 LV(逻辑卷)

因为 lv1 属于名为 vg1 的 VG(卷组),vg1 共有 6G 空间,当时创建 lv1 的时候分配了 2G,那么 vg1 中还有 4G 可以分配,以下操作针对的均是 ext4 扩展文件系统

[[email protected] ~]# lvresize -L +3G  /dev/vg1/lv1
  Size of logical volume vg1/lv1 changed from 2.00 GiB (512 extents) to 5.00 GiB (1280 extents).
  Logical volume vg1/lv1 successfully resized.
[[email protected] ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/vg1/lv1 is mounted on /mnt; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 1310720 blocks long.
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.7M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1      4.9G  8.0M  4.7G    1% /mnt
# 可以见到,/dev/vg1/lv1 已经被扩容到 5G

缩减 LV(逻辑卷)

既然能扩容,自然就能缩减,还是那句话,这里针对的是 ext4 扩展文件系统,xfs 文件系统不支持缩减
主要步骤:检查空间使用情况和分析、umount 设备、检查磁盘错误、缩减文件系统大小、缩减 LV(逻辑卷)大小、恢复挂载设备、检查数据
这里先检查空间使用情况,分析下缩减多少会不影响数据

[[email protected] ~]# cp -a /etc /mnt/
# cp 一个实验目录过来
[[email protected] ~]# ls /mnt/
etc  lost+found
[[email protected] ~]# du -sh /mnt/
38M /mnt/
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.6M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1      4.9G   46M  4.6G    1% /mnt

umount 设备,检查磁盘错误

[[email protected] ~]# umount /mnt/
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.6M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
[[email protected] ~]# e2fsck -f /dev/vg1/lv1
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/vg1/lv1: 2525/327680 files (0.2% non-contiguous), 48554/1310720 blocks

缩减文件系统大小

[[email protected] ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1 1G
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/vg1/lv1 to 262144 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 262144 blocks long.

缩减 LV(逻辑卷)大小

[[email protected] ~]# lvresize -L 1G /dev/vg1/lv1
  WARNING: Reducing active logical volume to 1.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce vg1/lv1? [y/n]: y
  Size of logical volume vg1/lv1 changed from <5.10 GiB (1305 extents) to 1.00 GiB (256 extents).
  Logical volume vg1/lv1 successfully resized.

恢复挂载设备,检查数据

[[email protected] ~]# mount /dev/vg1/lv1 /mnt/
[[email protected] ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/mapper/centos-root   12G  2.1G  9.8G   18% /
devtmpfs                 988M     0  988M    0% /dev
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /dev/shm
tmpfs                   1000M  8.6M  991M    1% /run
tmpfs                   1000M     0 1000M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sdb                  20G  4.2G   15G   23% /data
/dev/sda1                197M  114M   84M   58% /boot
tmpfs                    200M     0  200M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1      944M   43M  841M    5% /mnt
[[email protected] ~]# ll /mnt/
总用量 20
drwxr-xr-x. 86 root root  4096 5月  22 13:28 etc
drwx------.  2 root root 16384 5月  22 13:48 lost+found
[[email protected] ~]# du -sh /mnt/
38M /mnt/

扩容 VG(卷组)

当 VG(卷组)空间不足时, LV(逻辑卷)无法扩容时,我们还可以扩容 VG(卷组)以便获得更大的空间

把 /dev/sdc3 也加入到 vg1 中,VG(卷组)扩容即完成
[[email protected] ~]# vgextend vg1 /dev/sdc3
  Volume group "vg1" successfully extended
[[email protected] ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  vg1      3   1   0 wz--n- <9.99g <8.99g
[root[email protected] ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               vg1
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        3
  Metadata Sequence No  7
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                3
  Act PV                3
  VG Size               <9.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              2557
  Alloc PE / Size       256 / 1.00 GiB
  Free  PE / Size       2301 / <8.99 GiB
  VG UUID               3p0TDg-IdrO-Kv6n-eP0e-BjfE-TT69-vhIyG9

磁盘故障小案例

因为另外一块磁盘不存在,但是配置文件/etc/fstab中又有挂载的配置,挂载出问题就导致故障
93991-heqf5nxmrq6.png
需要先输入 root 的密码进入操作页面,编辑 /etc/fstab,把出问题的挂载信息删除,定位到出问题的那行,双击 dd 删除一整行,:wq 保存并退出,之后输入 reboot 重启机器即可正常
41504-rqt35sjvs1.png
03102-1yc9bfsj4sx.png


扩展

当想安装一个包的时候,但忘记了包名,可以根据这个包的命令去搜索这个包的名字
如要搜索 lvm 的包名:yum provides "/*/pvcreate"


总结

看:
pes / pedisplay ------ 查看pe的大小(pes==pescan)
pvs / pvdisplay ------ 查看物理卷
vgs / vgdisplay ------ 查看卷组
lvs / lvdisplay ------ 查看逻辑卷
fdisk -l ------ 查看磁盘分区

创建:
pvcreate 设备路径 ------ 创建物理卷
vgcreate 名字 pv路径 ------ 创建卷组
lvcreate -n 名字 -L 大小 vg名 ------ 创建逻辑卷
格式化:mkfs.ext4 lv完整路径 ------ 格式化逻辑卷(mkfs.文件系统格式 或 -t 文件系统格式)
挂载:mount lv完整路径 挂载点 ------ 挂载使用(可以使用 /etc/fstab 或 autofs)

逻辑卷删除:
卸载:umount
删lv:lvremove lv完整路径
删vg:vgremove vg名
删PV:pvremove 设备完整路径 去硬盘

逻辑卷扩展:
扩展pv:相当于创建pv
扩展vg: vgextend vg名 新增pv路径
扩展lv: lvextend -L +扩展量 lv完整名
刷新文件系统:resize2fs lv完整路径
注意:灵活运用,看实际情况,注意顺序 (支持在线操作)

逻辑卷的缩小:
首先进行卸载 umount 检查文件系统:e2fsck -f lv完整路径
减少文件系统:resize2fs lv完整路径 减少到的大小
减少lv卷大小:lvreduce -L -减少量的大小 lv的完整路径
挂载使用
减小需谨慎,文件系统的减小后大小一定要和lv卷最终大小相等


linuxCentos7lvm物理卷卷组逻辑卷

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