详解逻辑卷管理器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
。LVM使用分层结构，如下图所示。

图中顶部，首先是实际的物理磁盘及其划分的分区和其上的物理卷（PV）。一个或多个物理卷可以用来创建卷组（VG）。然后基于卷组可以创建逻辑卷（LV)。只要在卷组中有可用空间，就可以随心所欲的创建逻辑卷。文件系统就是在逻辑卷上创建的，然后可以在操作系统挂载和访问。

LVM测试说明

本文将介绍怎么在linux中创建和管理LVM卷。我们将会分成两个部分。第一个部分，我们首先要在一个硬盘上创建多个逻辑卷，然后将它们挂载在/lvm-mount目录。然后我们将要对创建好的卷调整大小。而第二部分，我们将会从另外一块硬盘增加额外的卷到LVM中。

准备磁盘分区

通过使用fdisk，创建磁盘分区。我们需要创建3个1G分区，注意，并不要求分区的大小一致。同样，分区需要使用‘8e’类型来使他们可用于LVM。

# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n ## 新建
Command action
  e   extended
  p   primary partition (1-4)
p ## 主分区

Partition number (1-4): 1 ## 分区号
First cylinder (1-1044, default 1):  ## 回车用默认的1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1044, default 1044): +1G ## 大小

Command (m for help): t ## 改变类型
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): 8e ## LVM 的分区代码
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)

重复上面的操作来创建其他两个分区。分区创建完成后，我们应该有类似如下的输出：

# fdisk -l
  Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         132     1060258+  8e  Linux LVM
/dev/sdb2             133         264     1060290   8e  Linux LVM
/dev/sdb3             265         396     1060290   8e  Linux LVM

准备物理卷(PV)

刚创建的分区是用来储存物理卷的。LVM可以使用不同大小的物理卷。

# pvcreate /dev/sdb1# pvcreate /dev/sdb2# pvcreate /dev/sdb3

使用下列命令检查物理卷的创建情况。下面截取部分输出。”/dev/sdb2″是一个新的”1.01 GiB”物理卷。

# pvdisplay
 --- NEW Physical volume ---
 PV Name               /dev/sdb2
 VG Name
 PV Size               1.01 GiB
 Allocatable           NO
 PE Size               0
 Total PE              0
 Free PE               0
 Allocated PE          0
 PV UUID               jszvzz-ENA2-g5Pd-irhV-T9wi-ZfA3-0xo092

使用下列命令可以删除物理卷。

# pvremove /dev/sdb1

准备卷组(VG)

下列命令用来创建名为’volume-group1’的卷组，使用/dev/sdb1, /dev/sdb2 和 /dev/sdb3创建。

# vgcreate volume-group1 /dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3

使用下列命令可以来验证卷组。

# vgdisplay
 --- Volume group ---
 VG Name               volume-group1
 System ID
 Format                lvm2
 Metadata Areas        3
 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                3
 Act PV                3
 VG Size               3.02 GiB
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              774
 Alloc PE / Size       0 / 0
 Free  PE / Size       774 / 3.02 GiB
 VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

从输出中，我们可以看见卷组的使用量/总量。物理卷给卷组提供空间。只要在这个卷组中还有可用空间，我们就可以随意创建逻辑卷。

使用下列命令删除卷组。

# vgremove volume-group1

创建逻辑卷(LV)

下列命令创建一个名为’1v1’、大小为100MB的逻辑卷。我们使用小分区减少执行时间。这个逻辑卷使用之前创建的卷组的空间。

# lvcreate -L 100M -n lv1 volume-group1

逻辑卷可使用lvdisplay命令查看。

# lvdisplay

 --- Logical volume ---
 LV Name                /dev/volume-group1/lv1
 VG Name                volume-group1
 LV UUID                YNQ1aa-QVt1-hEj6-ArJX-I1Q4-y1h1-OFEtlW
 LV Write Access        read/write
 LV Status              available
 # open                 0
 LV Size                100.00 MiB
 Current LE             25
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
 - currently set to     256
 Block device           253:2

现在逻辑卷已经准备好了，我们可以格式化和挂载逻辑卷，就像其它ext2/3/4分区一样！

# mkfs.ext4 /dev/volume-group1/lv1# mkdir /lvm-mount# mount /dev/volume-group1/lv1 /lvm-mount/

一旦逻辑卷挂载，我们就可以到挂载点 /lvm-mount/ 上读写了。要创建和挂载其它的逻辑卷，我们重复这个过程。

最后，使用lvremove我们可以删除逻辑卷。

# umount /lvm-mount/# lvremove /dev/volume-group1/lv1

扩展一个LVM卷

调整逻辑卷大小的功能是LVM最有用的功能。这个部分会讨论我们怎么样扩展一个存在的逻辑卷。下面，我们将会扩展先前创建的逻辑卷‘lv1’扩大到200MB。

注意，调整逻辑卷大小之后，也需要对文件系统调整大小进行匹配。这个额外的步骤各不相同，取决于创建文件系统的类型。在本文中，我们使用’lv1’创建了ext4类型的文件系统，所以这里的操作是针对ext4文件系统的。（ext2/3文件系统也类同）。命令的执行顺序是很重要的。

首先，我们卸载掉lv1卷

# umount /lvm-mount/

然后，设置卷的大小为200M

# lvresize -L 200M /dev/volume-group1/lv1

接下来，检查磁盘错误

# e2fsck -f /dev/volume-group1/lv1

运行以下命令扩展文件系统以后，ext4信息就更新了。

# resize2fs /dev/volume-group1/lv1

现在，这个逻辑卷应该已经扩展到200MB了。我们检查LV的状态来验证。

# lvdisplay

 --- Logical volume ---
 LV Name                /dev/volume-group1/lv1
 VG Name                volume-group1
 LV UUID                9RtmMY-0RIZ-Dq40-ySjU-vmrj-f1es-7rXBwa
 LV Write Access        read/write
 LV Status              available
 # open                 0
 LV Size                200.00 MiB
 Current LE             50
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
 - currently set to     256
 Block device           253:2

现在，这个逻辑卷可以再次挂载，同样这个方法也可用于其他分区。

缩减一个LVM卷

这章节介绍缩减LVM卷大小的方法。命令的顺序同样重要。并且，下列命令对ext2/3/4文件系统同样有效。

注意减少逻辑卷的大小值若小于储存的数据大小，存储在后面的数据会丢失。

首先，卸载掉卷。

# umount /dev/volume-group1/lv1
然后，检测磁盘错误。
# e2fsck -f /dev/volume-group1/lv1

接下来缩小文件系统，更新ext4信息。

# resize2fs /dev/volume-group1/lv1 100M

完成以后，减少逻辑卷大小

# lvresize -L 100M /dev/volume-group1/lv1

WARNING: Reducing active logical volume to 100.00 MiB THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce lv1? [y/n]: y Reducing logical volume lv1 to 100.00 MiB Logical volume lv1 successfully resized

最后，验证调整后的逻辑卷大小。

# lvdisplay
--- Logical volume ---
 LV Name                /dev/volume-group1/lv1
 VG Name                volume-group1
 LV UUID                9RtmMY-0RIZ-Dq40-ySjU-vmrj-f1es-7rXBwa
 LV Write Access        read/write
 LV Status              available
 # open                 0
 LV Size                100.00 MiB
 Current LE             25
 Segments               1
 Allocation             inherit
 Read ahead sectors     auto
 - currently set to     256
 Block device           253:2

扩展一个卷组

本节将讨论扩展卷组的方法，将一个物理卷添加到卷组。让我们假设我们的卷组’volume-group1’已经满了，需要扩大。手上的硬盘（sdb）已经没有其他空闲分区，我们添加了另外一个硬盘（sdc）。我们将看到如何把sdc的分区添加到卷组以扩展。

检测现在卷组状态

# vgdisplay volume-group1
--- Volume group ---
 VG Name               volume-group1
 System ID
 Format                lvm2
 Metadata Areas        3
 Metadata Sequence No  8
 VG Access             read/write
 VG Status             resizable
 MAX LV                0
 Cur LV                1
 Open LV               0
 Max PV                0
 Cur PV                3
 Act PV                3
 VG Size               3.02 GiB
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              774
 Alloc PE / Size       25 / 100.00 MiB
 Free  PE / Size       749 / 2.93 GiB
 VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

首先，我们创建一个2GB分区sdc1，类型为LVM（8e），如教程前所述。

# fdisk /dev/sdc
Command (m for help): n
Command action
  e   extended
  p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-1044, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1044, default 1044): +2G

Command (m for help): t
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): w
The partition table has been altered!

然后，我们创建一个物理卷 /dev/sdc1

# pvcreate /dev/sdc1

现在，物理卷已经准备好了，我们可以简单地将它增加到已存在的卷组’volume-group1’上。

# vgextend volume-group1 /dev/sdc1

使用vgdisplay来验证（可以看到卷组大小已经增大）。

# vgdisplay
 --- Volume group ---
 VG Name               volume-group1
 System ID
 Format                lvm2
 Metadata Areas        4
 Metadata Sequence No  9
 VG Access             read/write
 VG Status             resizable
 MAX LV                0
 Cur LV                1
 Open LV               0
 Max PV                0
 Cur PV                4
 Act PV                4
 VG Size               5.03 GiB
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              1287
 Alloc PE / Size       25 / 100.00 MiB
 Free  PE / Size       1262 / 4.93 GiB
 VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

注意，尽管我们使用一个单独的磁盘做示范，其实只要是‘8e’类型的磁盘分区都可以用来扩展卷组。

总结一下，LVM是一个非常给力的工具，用来创建和管理可变大小的分区。本文中，我们已经介绍了动态分区如何在LVM中创建和使用。我们也介绍了扩展/缩小逻辑卷和卷组的方法，和如何增加一个新的磁盘到LVM。