Linux学习笔记之LVM基本应用,扩展及缩减实现

0x00 LVM概述

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。通过LVM系统管理员可以轻松管理磁盘分区，如：将若干个磁盘分区连接为一个整块的卷组 （volumegroup），形成一个存储池。管理员可以在卷组上随意创建逻辑卷组（logicalvolumes），并进一步在逻辑卷组上创建文件系 统。管理员通过LVM可以方便的调整存储卷组的大小，并且可以对磁盘存储按照组的方式进行命名、管理和分配，例如按照使用用途进行定义：“development”和“sales”，而不是使用物理磁盘名“sda”和“sdb”。而且当系统添加了新的磁盘，通过LVM管理员就不必将磁盘的 文件移动到新的磁盘上以充分利用新的存储空间，而是直接扩展文件系统跨越磁盘即可。

0x01 LVM架构

0x02 LVM创建

# 磁盘分区，模拟创建物理磁盘过程
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# fdisk /dev/sdb
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。


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):
Using default response p
分区号 (1-4，默认 1)：
起始 扇区 (2048-41943039，默认为 2048)：
将使用默认值 2048
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (2048-41943039，默认为 41943039)：+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):
Using default response p
分区号 (2-4，默认 2)：
起始 扇区 (6293504-41943039，默认为 6293504)：
将使用默认值 6293504
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (6293504-41943039，默认为 41943039)：+4G
分区 2 已设置为 Linux 类型，大小设为 4 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):
Using default response p
分区号 (3,4，默认 3)：
起始 扇区 (14682112-41943039，默认为 14682112)：
将使用默认值 14682112
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (14682112-41943039，默认为 41943039)：+2G
分区 3 已设置为 Linux 类型，大小设为 2 GiB

命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1-3，默认 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)：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)：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)：w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
正在同步磁盘。
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# fdisk /dev/sdb
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。


命令(输入 m 获取帮助)：p

磁盘 /dev/sdb：21.5 GB, 21474836480 字节，41943040 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：0xc950dffb

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     6293503     3145728   8e  Linux LVM
/dev/sdb2         6293504    14682111     4194304   8e  Linux LVM
/dev/sdb3        14682112    18876415     2097152   8e  Linux LVM

命令(输入 m 获取帮助)：q

# 创建PV
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvcreate /dev/sdb1
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvcreate /dev/sdb2
  Physical volume "/dev/sdb2" successfully created.
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvcreate /dev/sdb3
  Physical volume "/dev/sdb3" successfully created.
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <19.00g    0
  /dev/sdb1         lvm2 ---    3.00g 3.00g
  /dev/sdb2         lvm2 ---    4.00g 4.00g
  /dev/sdb3         lvm2 ---    2.00g 2.00g

# 创建PE大小为12M，名称为TESTvg的逻辑卷组
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# vgcreate -s 12M TESTvg /dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3
  Volume group "TESTvg" successfully created
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  TESTvg   3   0   0 wz--n-  <8.98g <8.98g
  centos   1   2   0 wz--n- <19.00g     0

# 创建大小为4G，名为TESTlv的逻辑分区
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvcreate -L 4G -n TESTlv TESTvg
  Rounding up size to full physical extent <4.01 GiB
  Logical volume "TESTlv" created.
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvs
  LV     VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  TESTlv TESTvg -wi-a-----  <4.01g
  root   centos -wi-ao---- <17.00g
  swap   centos -wi-ao----   2.00g

格式化分区和数据准备，准备数据便于后面的数据完整性测试

# 格式化分区为ext4类型，并挂载到/users目录下，将目录/etc/pam.d 复制到/users目录下
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# mkfs.ext4 /dev/TESTvg/TESTlv
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
263472 inodes, 1053696 blocks
52684 blocks (5.00%) reserved for the super user
第一个数据块=0
Maximum filesystem blocks=1080033280
33 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
7984 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Allocating group tables: 完成
正在写入inode表: 完成
Creating journal (32768 blocks): 完成
Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# partprobe // 在不重新启动机器的情况下系统能够识别这些分区
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# mount /dev/TESTvg/TESTlv /users/
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# cp -R /etc/pam.d/ /users/
[root@cdcjtx-centos-001 ~]# ls -l /users/
总用量 20
drwx------ 2 root root 16384 5月  13 16:27 lost+found
drwxr-xr-x 2 root root  4096 5月  13 16:29 pam.d

LVM扩展

# 为TESTlv新增加2G容量，并验证数据完整度

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvextend -L +2G /dev/TESTvg/TESTlv # 扩展物理边界
  Rounding size to boundary between physical extents: 2.00 GiB.
  Size of logical volume TESTvg/TESTlv changed from <4.02 GiB (343 extents) to 6.02 GiB (514 extents).
  Logical volume TESTvg/TESTlv successfully resized.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# resize2fs /dev/TESTvg/TESTlv # 扩展逻辑边界
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/TESTvg/TESTlv is mounted on /users; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
The filesystem on /dev/TESTvg/TESTlv is now 1579008 blocks long.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# ls -l /users/ #数据校验
总用量 20
drwx------ 2 root root 16384 5月  13 16:27 lost+found
drwxr-xr-x 2 root root  4096 5月  13 16:29 pam.d

LVM缩减

# 将TESTlv缩减到2G大小，并校验数据完整性！
# 这里采用ext4作为文件系统类型
# 先卸载物理文件系统->文件系统的强制检测和修复->缩减逻辑边界->缩减物理边界->重新挂载

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# umount /dev/TESTvg/TESTlv # 卸载物理文件系统

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# e2fsck -f /dev/TESTvg/TESTlv # 文件系统的强制检测和修复
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/TESTvg/TESTlv: 67/391216 files (0.0% non-contiguous), 61501/1579008 blocks

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# resize2fs /dev/TESTvg/TESTlv 2G # 缩减逻辑边界为2G大小
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/TESTvg/TESTlv to 524288 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/TESTvg/TESTlv is now 524288 blocks long.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvreduce -L 2G /dev/TESTvg/TESTlv # 缩减物理边界为2G大小
  Rounding size to boundary between physical extents: 2.00 GiB.
  WARNING: Reducing active logical volume to 2.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce TESTvg/TESTlv? [y/n]: y # 确认执行，注意风险性
  Size of logical volume TESTvg/TESTlv changed from 6.02 GiB (514 extents) to 2.00 GiB (171 extents).
  Logical volume TESTvg/TESTlv successfully resized.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# mount /dev/TESTvg/TESTlv /users/ #重新挂载

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# ls -l /users/ #数据查看
总用量 20
drwx------ 2 root root 16384 5月  13 16:27 lost+found
drwxr-xr-x 2 root root  4096 5月  13 16:29 pam.d

删除LVM卷案例

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# umount /users/

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvremove /dev/TESTvg/TESTlv
Do you really want to remove active logical volume TESTvg/TESTlv? [y/n]: y
  Logical volume "TESTlv" successfully removed

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# vgremove TESTvg
  Volume group "TESTvg" successfully removed

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvremove /dev/sdb1
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvremove /dev/sdb2
  Labels on physical volume "/dev/sdb2" successfully wiped.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvremove /dev/sdb3
  Labels on physical volume "/dev/sdb3" successfully wiped.

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <19.00g    0

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <19.00g    0

[root@cdcjtx-centos-001 ~]# lvs
  LV   VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root centos -wi-ao---- <17.00g
  swap centos -wi-ao----   2.00g