lvm

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一、lvm讲解
二、磁盘故障小案例

一、lvm讲解

1. 简介：

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。LVM可以将多个硬盘和硬盘分区做成一个逻辑卷，并把这个逻辑卷作为一个整体来统一管理，动态对分区进行扩缩空间大小，安全快捷方便管理。

2. 基本概念：

• 物理卷-----PV（Physical Volume）
  物理卷在逻辑卷管理中处于最底层，它可以是实际物理硬盘上的分区，也可以是整个物理硬盘。
• 卷组-----VG（Volumne Group）
  卷组建立在物理卷之上，一个卷组中至少要包括一个物理卷，在卷组建立之后可动态添加物理卷到卷组中。一个逻辑卷管理系统工程中可以只有一个卷组，也可以拥有多个卷组。
• 逻辑卷-----LV（Logical Volume）
  逻辑卷建立在卷组之上，卷组中的未分配空间可以用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态地扩展和缩小空间。系统中的多个逻辑卷要以属于同一个卷组，也可以属于不同的多个卷组。
• 物理区域-----PE（Physical Extent）
  物理区域是物理卷中可用于分配的最小存储单元，物理区域的大小可根据实际情况在建立物理卷时指定。物理区域大小一旦确定将
  不能更改，同一卷组中的所有物理卷的物理区域大小需要一致。
• 逻辑区域-----LE（Logical Extent）
  逻辑区域是逻辑卷中可用于分配的最小存储单元，逻辑区域的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理区域的大小。
• 卷组描述区域-----（Volume Group Descriptor Area）
  卷组描述区域存在于每个物理卷中，用于描述物理卷本身、物理卷所属卷组、卷组中的逻辑卷及逻辑卷中物理区域的分配等所有信息，卷组描述区域是在使用pvcreate建立物理卷时建立的。

3. 工作原理

（1）物理磁盘被格式化为PV，空间被划分为一个个的PE。
（2）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。
（3）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。
（4）LV现在就直接可以格式化后挂载使用了。
（5）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 。

4. 操作实验

（1）准备磁盘分区

• fdisk /dev/sdb
• n 创建三个新分区，分别为1G
• t 改变分区类型为8e

完成创建后如下所示：

命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sdb：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：0xbffc2ce5

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   8e  Linux LVM
/dev/sdb2         2099200     4196351     1048576   8e  Linux LVM
/dev/sdb3         4196352     6293503     1048576   8e  Linux LVM

[root@minglinux-01 ~]# fdisk -l

磁盘 /dev/sda：32.2 GB, 32212254720 字节，62914560 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：0x000236bc

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048      411647      204800   83  Linux
/dev/sda2          411648     4605951     2097152   82  Linux swap / Solaris
/dev/sda3         4605952    62914559    29154304   83  Linux

磁盘 /dev/sdb：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：0xbffc2ce5

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     2099199     1048576   8e  Linux LVM
/dev/sdb2         2099200     4196351     1048576   8e  Linux LVM
/dev/sdb3         4196352     6293503     1048576   8e  Linux LVM

（2）创建逻辑卷
系统默认未安装lvm包，首先通过yum provides "/*/pvcreate"搜索软件包，然后输入yum install -y lvm2 安装lvm软件包。

操作命令：

• pvcreate /dev/sdb1
• pvcreate /dev/sdb2
• pvcreate /dev/sdb3
• pvdisplay 列出当前的物理卷
• pvs 列出已存在物理卷
• pvremove /dev/sdb3 删除物理卷
• vgcreate 创建卷组
• vgremove 删除卷组
• vgdisplay 列出卷组信息
• vgs 列出已存在卷组
• lvcreate -L 大小 -n 名字 vg名 创建逻辑卷
• lvremove 删除逻辑卷

pvcreate创建物理卷：

[root@minglinux-01 ~]# pvcreate /dev/sdb1
WARNING: dos signature detected on /dev/sdb1 at offset 510. Wipe it? [y/n]: y
  Wiping dos signature on /dev/sdb1.
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
[root@minglinux-01 ~]# pvcreate /dev/sdb2
  Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
[root@minglinux-01 ~]# pvcreate /dev/sdb3
  Physical volume "/dev/sdb3" successfully created.

pvdisplay查看创建的物理卷：

[root@minglinux-01 ~]# pvdisplay
  "/dev/sdb2" is a new physical volume of "1.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb2
  VG Name               
  PV Size               1.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               0bKnTB-IMd3-UJQl-93tE-9x3z-pkkt-6J2epS
   
  "/dev/sdb1" is a new physical volume of "1.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb1
  VG Name               
  PV Size               1.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               2z8qv8-978f-cK0P-RwxG-T9aE-j1mA-gkiZi8
   
  "/dev/sdb3" is a new physical volume of "1.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb3
  VG Name               
  PV Size               1.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               vo47c6-ITPt-RsXZ-wfs4-nzBe-bJMa-KGbqV4

pvs查看已存在物理卷：

[root@minglinux-01 ~]# pvs
  PV         VG Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sdb1     lvm2 ---  1.00g 1.00g
  /dev/sdb2     lvm2 ---  1.00g 1.00g
  /dev/sdb3     lvm2 ---  1.00g 1.00g

vgcreate创建卷组：

[root@minglinux-01 ~]# vgcreate vg1 /dev/sdb1 /dev/sdb2
  Volume group "vg1" successfully created

vgdisplay和vgs查看卷组：

[root@minglinux-01 ~]# 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               1.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              510
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       510 / 1.99 GiB
  VG UUID               mWCQjl-Jehp-2fDc-INsd-3K3E-8d3t-ROinr1
   
[root@minglinux-01 ~]# vgs
  VG  #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  vg1   2   0   0 wz--n- 1.99g 1.99g

lvcreate创建逻辑卷：

[root@minglinux-01 ~]# lvcreate -L 100M -n lv1 vg1
WARNING: ext4 signature detected on /dev/vg1/lv1 at offset 1080. Wipe it? [y/n]: y
  Wiping ext4 signature on /dev/vg1/lv1.
  Logical volume "lv1" created.

格式化逻辑卷lv1为ext4：

[root@minglinux-01 ~]# mkfs.ext4 /dev/vg1/lv1
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
25688 inodes, 102400 blocks
5120 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=1
Maximum filesystem blocks=33685504
13 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
1976 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    8193, 24577, 40961, 57345, 73729

Allocating group tables: 完成                            
正在写入inode表: 完成                            
Creating journal (4096 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成 

挂载使用：

[root@minglinux-01 ~]# mount /dev/vg1/lv1 /mnt/
[root@minglinux-01 ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3             28G  2.4G   26G    9% /
devtmpfs             901M     0  901M    0% /dev
tmpfs                911M     0  911M    0% /dev/shm
tmpfs                911M  9.5M  902M    2% /run
tmpfs                911M     0  911M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1            197M  140M   58M   71% /boot
tmpfs                183M     0  183M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1   93M  1.6M   85M    2% /mnt

/dev/vg1/lv1和/dev/mapper/vg1-lv1都指向了同一个文件：

[root@minglinux-01 ~]# ls -l /dev/vg1/lv1
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 9月  27 23:35 /dev/vg1/lv1 -> ../dm-0
[root@minglinux-01 ~]# ls -l /dev/mapper/vg1-lv1
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 9月  27 23:35 /dev/mapper/vg1-lv1 -> ../dm-0

（3）扩容逻辑卷

• lvresize -L 300M /dev/vg1/lv1 重新设置卷大小
• e2fsck -f /dev/vg1/lv1 检查磁盘错误（ext4执行）
• resize2fs /dev/vg1/lv1 更新逻辑卷信息（ext4执行）
• xfs_growfs /dev/vg1/lv1 xfs 文件系统需要执行

示例命令如下：

[root@minglinux-01 ~]# umount /mnt/
[root@minglinux-01 ~]# lvresize -L 200M /dev/vg1/lv1
  New size (50 extents) matches existing size (50 extents).
[root@minglinux-01 ~]# 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: 11/25688 files (9.1% non-contiguous), 8896/102400 blocks
[root@minglinux-01 ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/vg1/lv1 to 204800 (1k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 204800 blocks long.

[root@minglinux-01 ~]# !mount 
mount /dev/vg1/lv1 /mnt/ 
[root@minglinux-01 ~]# df -h 
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3             28G  2.4G   26G    9% /
devtmpfs             901M     0  901M    0% /dev
tmpfs                911M     0  911M    0% /dev/shm
tmpfs                911M  9.5M  902M    2% /run
tmpfs                911M     0  911M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1            197M  140M   58M   71% /boot
tmpfs                183M     0  183M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1  190M  1.6M  175M    1% /mnt

（4）缩减逻辑卷（xfs不支持）

• 先umount
• e2fsck -f /dev/vg1/lv1 检查磁盘错误（ext）
• resize2fs /dev/vg1/lv1 100M 更新逻辑卷信息（ext）
• lvresize -L 100M /dev/vg1/lv1 重新设置卷大小

示例命令如下：

[root@minglinux-01 ~]# umount /mnt/
[root@minglinux-01 ~]# 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: 11/49400 files (9.1% non-contiguous), 11884/204800 blocks
[root@minglinux-01 ~]# resize2fs /dev/vg1/lv1 100M
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/vg1/lv1 to 102400 (1k) blocks.
The filesystem on /dev/vg1/lv1 is now 102400 blocks long.

[root@minglinux-01 ~]# lvresize -L 100M /dev/vg1/lv1
  WARNING: Reducing active logical volume to 100.00 MiB.
  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 200.00 MiB (50 extents) to 100.00 MiB (25 extents).
  Logical volume vg1/lv1 successfully resized.
[root@minglinux-01 ~]# lvs
  LV   VG  Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1 -wi-a----- 100.00m 

最后再次挂载即可。

xfs扩容：

[root@minglinux-01 ~]# !mount
mount /dev/vg1/lv1 /mnt/ 
[root@minglinux-01 ~]# ls /mnt/
[root@minglinux-01 ~]# touch /mnt/123.txt
[root@minglinux-01 ~]# echo "abc" > !$
echo "abc" > /mnt/123.txt
[root@minglinux-01 ~]# lvs
  LV   VG  Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1 -wi-ao---- 100.00m                                                    
[root@minglinux-01 ~]# lvresize -L 300M /dev/vg1/lv1
  Size of logical volume vg1/lv1 changed from 100.00 MiB (25 extents) to 300.00 MiB (75 extents).
  Logical volume vg1/lv1 successfully resized.
[root@minglinux-01 ~]# lvs
  LV   VG  Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv1  vg1 -wi-ao---- 300.00m

此时df -h查看磁盘没有改变：

[root@minglinux-01 ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3             28G  2.4G   26G    9% /
devtmpfs             901M     0  901M    0% /dev
tmpfs                911M     0  911M    0% /dev/shm
tmpfs                911M  9.5M  902M    2% /run
tmpfs                911M     0  911M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1            197M  140M   58M   71% /boot
tmpfs                183M     0  183M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1   97M  5.2M   92M    6% /mnt

这里需要执行一个xfs_growfs命令，如下所示：

[root@minglinux-01 ~]# xfs_growfs /dev/vg1/lv1
meta-data=/dev/mapper/vg1-lv1    isize=512    agcount=4, agsize=6400 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=25600, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 25600 to 76800
[root@minglinux-01 ~]# df -h
文件系统             容量  已用  可用 已用% 挂载点
/dev/sda3             28G  2.4G   26G    9% /
devtmpfs             901M     0  901M    0% /dev
tmpfs                911M     0  911M    0% /dev/shm
tmpfs                911M  9.5M  902M    2% /run
tmpfs                911M     0  911M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1            197M  140M   58M   71% /boot
tmpfs                183M     0  183M    0% /run/user/0
/dev/mapper/vg1-lv1  297M  5.5M  292M    2% /mnt

（5）扩展卷组

• fdisk /dev/sdb 新增/dev/sdb5（逻辑分区8e）2G
• pvreate /dev/sdb5
• vgextend vg1 /dev/sdb5
• lvresize -L 100M /dev/vg1/lv1

这里将/dev/sdb3加入到vg1卷组，vg1大小就扩展为3G，然后就可以重新设置逻辑卷的大小。命令如下：

[root@minglinux-01 ~]# vgextend vg1 /dev/sdb3
  Volume group "vg1" successfully extended
[root@minglinux-01 ~]# vgs
  VG  #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
  vg1   3   1   0 wz--n- <2.99g <2.70g

二、磁盘故障小案例

由于我们之前写了配置命令到/etc/fstab文件里面，当我们做完lvm实验后重启虚假机发现进不了系统了。类似这样的问题往往是因为磁盘挂载异常的问题。
这里我们知道问题所在，所以解决方法就是输入root密码后在命令行里输入vi /etc/fstab编辑该配置文件按dd删除我们之前增加的行，然后reboot即可正常登录系统。