Linux系统LVM逻辑卷的创建与扩容

LVM简介：

LVM(Logical Volume
Manager)中文名：逻辑卷管理器，本质上是一个虚拟设备驱动，是在内核中块设备和物理设备之间添加的一个新的抽象层次，它可以将几块磁盘(物理卷，PhysicalVolume)组合起来形成一个存储池或者卷组(VolumeGroup)。

LVM可以每次从卷组中划分出不同大小的逻辑卷(LogicalVolume)创建新的逻辑设备。底层的原始的磁盘不再由内核直接控制，而由LVM层来控制。对于上层应用来说卷组替代了磁盘块成为数据存储的基本单元。

LVM管理着所有物理卷的物理盘区，维持着逻辑盘区和物理盘区之间的映射。LVM逻辑设备向上层应用提供了和物理磁盘相同的功能，如文件系统的创建和数据的访问等。但LVM逻辑设备不受物理约束的限制，逻辑卷不必是连续的空间，它可以跨越许多物理卷，并且可以在任何时候任意的调整大小。相比物理磁盘来说，更易于磁盘空间的管理。

LVM的优点与缺点：

我们平时使用电脑，当磁盘空间不足时，一般没办法对磁盘空间进行扩充，我们只能添加新的硬盘，在对新的硬盘进行分区创建，再格式化才能使用。当然这对于我们个人电脑当然足够，除了有点麻烦。但在工作环境下的服务器，我们很难将其关机再添加新的硬盘，要知道运行着重要服务的服务器一般是24小时不间断运行的，此时通过LVM我们就能对系统的磁盘进行动态管理。

LVM机制的基本概念：

卷组（VG）示意图：

术语解释：

• 物理存储介质（The physical media）：
  这里指系统的存储设备：硬盘，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存储系统最低层的存储单元。

• 物理卷（physical volume）PV：
  物理卷就是指硬盘分区或从逻辑上与磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有与LVM相关的管理参数。

• 卷组（Volume Group）VG：
  LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷组成。可以在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。

• 逻辑卷（logical volume）LV：
  LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上可以建立文件系统(比如/home或者/usr等)。

• 物理块（physical extent）PE： 每一个物理卷被划分为称为PE(Physical
  Extents)的基本单元，具有唯一编号的PE是可以被LVM寻址的最小单元。PE的大小是可配置的，默认为4MB。

• 逻辑块（logical extent）LE： 逻辑卷也被划分为被称为LE(Logical Extents)
  的可被寻址的基本单位。在同一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应。

LVM的管理命令：

主要命令：

pvcreate命令： 创建新的物理卷（格式：pvcreate…设备名1…[设备名2]）

vgcreate命令： 创建新的卷组（格式：vgcreate…卷组名…物理卷名1…物理卷名2）

lvcreate命令： 创建新的逻辑卷（格式：lvcreate…-L…容量大小…-n…逻辑卷名…卷组名）

lvextend命令： 添加逻辑卷的存储空间（格式：lvextend…-L…+容量大小…/dev/卷组名/逻辑卷名）

LVM创建逻辑卷的流程（实际操作）：

第一步：建立物理卷（PV）。

1.给虚拟机添加三块20G的硬盘，然后重启Linux系统（重启系统才能识别到硬盘，用“reboot”或“init6”命令重启）。

2.用fdisk命令，检查硬盘是否添加成功。
输入：fdisk -l

3.对磁盘sdb进行配置，将所有空间全部分配到一个主分区，然后转换分区格式为LVM格式。（磁盘管理的内容我在前面的博客写过了，有不会的朋友可以去看一下）

输入：fdisk /dev/sdb----------管理磁盘sdb
输入：n---------------------------新建分区
输入：p--------------------------选择分区类型为主分区
回车-------------------------------默认设置分区号为1
回车-------------------------------默认设置起始扇区
回车------------------------------默认分配全部空间给分区1
输入：t--------------------------转换分区格式
输入：8e-----------------------LVM格式的代码（不知道的可以输入L查询）
输入：w------------------------保存退出

4.用上面的方法，对磁盘sdc、sdd进行于磁盘sdb相同的配置，并保存退出磁盘配置面板。（因为过程相同我就不多赘述了）

5.再次用fdisk命令，检查磁盘分区是否配置成功。
输入：fdisk -l

6.用pvcreate命令将三个磁盘分区创建为三个物理卷。
（我用的是正则表达式输入，更简便，跟输入“pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1”命令行结果是相同的）
输入：pvcreate /dev/sd{b..d}1

第二步：新建卷组（VG）。

1.将物理卷sdb1、sdc1、sdd1加入到卷组mailbox内。

输入：vgcreate mailbox /dev/sd{b..d}1---------新建卷组mailbox并将物理卷sdb1、sdc1、sdd1添加进去
输入：pvscan-------------------------------------------查看物理卷信息

2.查看一下卷组mailbox的详细信息。

输入：vgdisplay----------显示卷组详细信息

第三步：新建逻辑卷（LV）

1.给mailbox卷组新建一个逻辑卷mbox01。（我一块磁盘的大小是20G，25G的逻辑卷很明显可以跨磁盘建立）

输入：lvcreate -L 25G -n mbox01 mailbox----------给mailbox卷组新建一个名为mbox01的逻辑卷，容量为25G
输入：lvdisplay-----------------------------------------------显示逻辑卷详细信息

2.再给mailbox卷组创建一个逻辑卷mbox02，容量设置为15G。

输入：lvcreate -L 15G -n mbox02 mailbox
输入：lvdisplay

3.如果感觉逻辑卷mbox01的空间给少了，我们可以给它扩展一个10G的空间。

输入：lvextend -L +10G /dev/mailbox/mbox01--------给mbox01扩展10G空间，“+”表示增加多少容量，如果不带“+”表示扩容到多少容量。
输入：lvdisplay

第四步：格式化逻辑卷并挂载

1.格式化逻辑卷mbox01和mbox02。

输入：mkfs.xfs /dev/mailbox/mbox01----------将逻辑卷mbox01格式化为xfs文件格式
输入：mkfs.xfs /dev/mailbox/mbox02----------将逻辑卷mbox02格式化为xfs文件格式

2.在/mnt/目录下新建两个目录作为两个逻辑卷的挂载点。

输入：mkdir /mnt/mbox0{1..2}----------在/mnt/目录下新建两个名为mbox01、mbox02的目录
输入：ls /mnt/--------------------------------查看/mnt/目录下的文件或目录

3.在/etc/fstab文件里添加逻辑卷mbox01、mbox02的自动挂载命令。（自动挂载我之前的博客写过了，不会的朋友可以看一下）

输入：vim /etc/fstab------------------------------------------------------------------------------用vim编辑器对fstab文件进行编辑
输入：/dev/mailbox/mbox01     /mnt/mbox01     xfs     defaults        0 0----------添加自动挂载命令
输入：/dev/mailbox/mbox02     /mnt/mbox02     xfs     defaults        0 0----------添加自动挂载命令
输入：mount -a------------------------------------------------------------------------------------挂载所有设备
输入：df -hT----------------------------------------------------------------------------------------查看挂载信息

LVM的扩容：

逻辑卷（LV）的扩容：

ext2/ext3/ext4文件系统，调整命令是resize2fs，或者直接用“-r”自动扩展文件系统大小：

1.将mbox01逻辑卷解挂载，然后将文件格式，格式化为ext4格式。

输入：umount /dev/mailbox/mbox01-------------解挂载mbox01
输入：mkfs.ext4 /dev/mailbox/mbox01----------格式化文件格式为ext4

2.将mbox01重新挂载，然后查看挂载详细信息。

输入：mount /dev/mailbox/mbox01 /mnt/mbox01----------挂载mbox01
输入：df -hT-------------------------------------------------------------查看挂载详情

3.我们给mbox01添加1G容量，然后查看挂载详情，发现容量并没有增加。

输入：lvextend -L +1G /dev/mailbox/mbox01---------------增加容量
输入：df -hT-------------------------------------------------------------查看挂载详情

4.用resize2fs命令执行容量调整，然后查看发现增加容量成功。

输入：resize2fs /dev/mailbox/mbox01-------------------------执行调整
输入：df -hT-------------------------------------------------------------查看挂载详情

5.使用“-r”选项直接自动扩展文件系统大小。
输入：lvextend -L +1G /dev/mailbox/mbox01 -r————-增加mbox01容量1G并自动扩展
输入：df -hT————————————————————-查看挂载详情

xfs文件系统的调整命令是xfs_growfs，或者直接用“-r”自动扩展文件系统大小：

1.如果在使用mbox02的过程中，容量不够了，我们可以直接进行扩容，但前提是卷组中有足够的容量支持。
输入：lvextend -L +5G /dev/mailbox/mbox02———-给mbox02逻辑卷增加5G容量
输入：lvdisplay /dev/mailbox/mbox02——————-显示mbox02逻辑卷详细信息

2.我们再用df -hT命令查看一下挂载信息，发现mbox02的容量并没有增加。这是因为文件系统还没有同步，我们只需用xfs_growfs命令同步一下即可。

输入：df -hT-------------------------------------------------查看挂载详情
输入：xfs_growfs /dev/mailbox/mbox02-----------执行调整
输入：df -hT-------------------------------------------------查看挂载详情

3.用“-r”直接自动扩展文件系统大小。

输入：lvextend -L +1G /dev/mailbox/mbox02 -r-------------增加mbox02容量1G并自动扩展
输入：df -hT-------------------------------------------------------------查看挂载详情

卷组（VG）的扩容：

1.如果我们发现卷组的剩余空间不足，首先我们添加一块硬盘。

2.添加完硬盘后一般是重启系统，但企业中服务器是不能随意重启的，这里我们用echo “- – -” >
/sys/class/scsi_host/host0/scan命令重新扫描scsi总线来添加磁盘。

输入：echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan----------扫描scsi总线添加硬盘
输入：fdisk -l /dev/sde--------------------------------------------------查看新增的磁盘sde

3.将新增磁盘格式化，然后添加到卷组mailbox中去，查看空间添加成功。

输入：pvcreate /dev/sde-----------------------创建一个新的物理卷/dev/sde
输入：vgextend mailbox /dev/sde----------将磁盘/dev/sde添加到卷组mailbox中去
输入：vgs-------------------------------------------查看卷组信息