Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制

前言

LVM是邏輯盤卷管理（Logical Volume Manager）的簡稱，它是Linux環境下對磁盤分區進行管理的一種機制，LVM是建立在硬盤和分區之上的一個邏輯層，來提高磁盤分LVM區管理的靈活性。前面談到，LVM是在磁盤分區和文件系統之間添加的一個邏輯層，來為文件系統屏蔽下層磁盤分區布局，提供一個抽象的盤卷，在盤卷上建立文件系統。物理卷（physical volume）物理卷就是指硬盤分區或從邏輯上與磁盤分區具有同樣功能的設備（如RAID），是LVM的基本存儲邏輯塊，但和基本的物理存儲介質（如分區、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關的管理參數。

LVM是在磁盤分區和文件系統之間添加的一個邏輯層，來為文件系統屏蔽下層磁盤分區布局，提供一個抽象的盤卷，在盤卷上建立文件系統。首先我們討論以下幾個LVM術語：

*物理存儲介質（Thephysicalmedia）

這里指系統的存儲設備：硬盤，是存儲系統最低層的存儲單元。

*物理卷（physicalvolume）

物理卷就是指硬盤分區或從邏輯上與磁盤分區具有同樣功能的設備（如RAID），是LVM的基本存儲邏輯塊，但和基本的物理存儲介質（如分區、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關的管理參數。

*卷組（VolumeGroup）

LVM卷組類似于非LVM系統中的物理硬盤，其由物理卷組成?？梢栽诰斫M上創建一個或多個“LVM分區”（邏輯卷），LVM卷組由一個或多個物理卷組成。

*邏輯卷（logicalvolume）

LVM的邏輯卷類似于非LVM系統中的硬盤分區，在邏輯卷之上可以建立文件系統（比如/home或者/usr等）。

*PE（physicalextent）

每一個物理卷被劃分為稱為PE(PhysicalExtents）的基本單元，具有唯一編號的PE是可以被LVM尋址的最小單元。PE的大小是可配置的，默認為4MB。

*LE（logicalextent）

邏輯卷也被劃分為被稱為LE(LogicalExtents）的可被尋址的基本單位。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對應。

實驗部分

---------建立邏輯卷---------

1. 新建2個分區,sda5 5G,sd6 10G,完成之后如下

[root@yangcan /]# fdisk -l

Disk /dev/sda: 42.9 GB, 42949672960 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 5221 cylinders

Units = cylinders of 16065 * 512 = 8225280 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

Disk identifier: 0x000ed173

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sda1 * 1 39 307200 83 Linux

Partition 1 does not end on cylinder boundary.

/dev/sda2 39 2167 17091584 83 Linux

/dev/sda3 2167 2611 3571712 82 Linux swap / Solaris

/dev/sda4 2611 5221 20966162+ 5 Extended

/dev/sda5 2611 3264 5246528+ 83 Linux

/dev/sda6 3265 4570 10490413+ 83 Linux

2. 把sda6初始化物理卷

[root@yangcan /]# pvcreate /dev/sda6

Device vg6 not found (or ignored by filtering).

Writing physical volume data to disk "/dev/sda6"

Physical volume "/dev/sda6" successfully created

3. 創建卷組vg6,PE為16M

[root@yangcan /]# vgcreate -s 16M vg6 /dev/sda6

Volume group "vg6" successfully created

[root@yangcan /]# vgdisplay

--- Volume group ---

VG Name vg6

System ID

Format lvm2

Metadata Areas 1

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 1

Act PV 1

VG Size 10.00 GiB

PE Size 16.00 MiB

Total PE 640

Alloc PE / Size 0 / 0

Free PE / Size 640 / 10.00 GiB

VG UUID 35tmMm-Hyec-i4f1-xkd7-pMRS-RgRl-sqFa7l

4. 創建邏輯卷ftpdata,大小為6G

[root@yangcan /]# lvcreate -L 6G -n ftpdata vg6

Logical volume "ftpdata" created

[root@yangcan /]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 0

LV Size 6.00 GiB

Current LE 384

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

5. 格式化ext4,并掛載,并cp一些數據進去

[root@yangcan /]# mke2fs -T ext4 /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# mount /dev/vg6/ftpdata /ftpdata/

[root@yangcan /]# cd /ftpdata/

[root@yangcan ftpdata]# cp /etc/*.conf ./

[root@yangcan ftpdata]# cp /usr/share/dict/linux.words ./

--------擴容--------

1. 新增一個磁盤到卷組vg6,就用到之前剩下的sda5了

[root@yangcan ftpdata]# vgextend vg6 /dev/sda5

Volume group "vg6" successfully extended

[root@yangcan ftpdata]# vgdisplay

--- Volume group ---

VG Name vg6

System ID

Format lvm2

Metadata Areas 2

Metadata Sequence No 3

VG Access read/write

VG Status resizable

MAX LV 0

Cur LV 1

Open LV 1

Max PV 0

Cur PV 2

Act PV 2

VG Size 15.00 GiB

PE Size 16.00 MiB

Total PE 960

Alloc PE / Size 384 / 6.00 GiB

Free PE / Size 576 / 9.00 GiB

VG UUID 35tmMm-Hyec-i4f1-xkd7-pMRS-RgRl-sqFa7l

2. 擴容ftpdata,當我們文件不段增加的時候,擴容就很有必要了

[root@yangcan ftpdata]# lvextend -L +4G /dev/vg6/ftpdata

或者使用,就是想讓你明白-L 和 -L +的區別,-L 后面直接加容量,是指直接加到容量,而-L +容量,是指在原有容量上加多少容量!

[root@yangcan ftpdata]# lvextend -L 10G /dev/vg6/ftpdata

Extending logical volume ftpdata to 10.00 GiB

Logical volume ftpdata successfully resized

[root@yangcan ftpdata]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

[root@yangcan ftpdata]# df -h|grep ftpdata

/dev/mapper/vg6-ftpdata

6.0G 145M 5.5G 3% /ftpdata

此時查看ftpdata文件系統容量的時候,還是之前的大小,所以需要resize2fs

[root@yangcan ftpdata]# resize2fs /dev/vg6/ftpdata

resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)

Filesystem at /dev/vg6/ftpdata is mounted on /ftpdata; on-line resizing required

old desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1

Performing an on-line resize of /dev/vg6/ftpdata to 2621440 (4k) blocks.

The filesystem on /dev/vg6/ftpdata is now 2621440 blocks long.

[root@yangcan ftpdata]# df -h|grep ftpdata

/dev/mapper/vg6-ftpdata

9.9G 147M 9.3G 2% /ftpdata

[root@yangcan ftpdata]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

現在就文件系統和邏輯卷空間一致了

-----------縮容----------

擴容實驗做完了,接下來做縮容,縮容比擴容復雜,平時工作也不能輕易的指定縮容的大小.

[root@yangcan ftpdata]# cd ..

[root@yangcan /]# umount /ftpdata/

[root@yangcan /]# e2fsck -f /dev/vg6/ftpdata

e2fsck 1.41.12 (17-May-2010)

Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes

Pass 2: Checking directory structure

Pass 3: Checking directory connectivity

Pass 4: Checking reference counts

Pass 5: Checking group summary information

/dev/vg6/ftpdata: 41/655360 files (0.0% non-contiguous), 78604/2621440 blocks

注意:我們大概要縮到6G左右,那我們就不能直接resize2fs 到6G,這樣肯定是錯誤的,因為PE是可以被LVM尋址的最小單元,本次實驗PE大小為16M.我們去做縮容的時候,不可能是0.6個PE.所有尤其注意,網上很多資料就是直接指定大小,而沒有做測試環節!!!會造成數據的丟失,所以指定大小時,先用lvreduce -t 測試一下.用bc算出6G的位置,到底那個值合適

[root@yangcan /]# bc

bc 1.06.95

Copyright 1991-1994, 1997, 1998, 2000, 2004, 2006 Free Software Foundation, Inc.

This is free software with ABSOLUTELY NO WARRANTY.

For details type `warranty'.

--6000剛好整除16

6000%16

0

--6001除16為1

6001%16

1

5999%16

15

--剛好6000M,取余為0,我們比較一下6001和6000的區別

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6001M /dev/vg6/ftpdata -t

Test mode: Metadata will NOT be updated and volumes will not be (de)activated.

Rounding up size to full physical extent 5.88 GiB

WARNING: Reducing active logical volume to 5.88 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]: n

Logical volume ftpdata NOT reduced

顯示了警告信息!

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata -t

Test mode: Metadata will NOT be updated and volumes will not be (de)activated.

WARNING: Reducing active logical volume to 5.86 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]:

提示為6000M是,沒問題

當-t 測試時,沒問題了,那我們就resize2fs了

[root@yangcan /]# resize2fs /dev/vg6/ftpdata 6000M

resize2fs 1.41.12 (17-May-2010)

Resizing the filesystem on /dev/vg6/ftpdata to 1536000 (4k) blocks.

The filesystem on /dev/vg6/ftpdata is now 1536000 blocks long.

掛載,查看文件系統的大小,為最新的6000M,數據也沒有丟失!!

[root@yangcan /]# mount -a

[root@yangcan /]# df -h

Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on

/dev/sda2 17G 2.1G 14G 14% /

tmpfs 504M 264K 504M 1% /dev/shm

/dev/sda1 291M 31M 246M 11% /boot

/dev/sr0 2.9G 2.9G 0 100% /media/cdrom

/dev/mapper/vg6-ftpdata 5.8G 145M 5.4G 3% /ftpdata

我們用lvdisplay查看一下邏輯卷的大小還是為10G

[root@yangcan /]# lvdisplay

--- Logical volume ---

LV Name /dev/vg6/ftpdata

VG Name vg6

LV UUID LSOtbB-k3mz-DVbb-ATcE-IhBk-V9B7-uaSStM

LV Write Access read/write

LV Status available

# open 1

LV Size 10.00 GiB

Current LE 640

Segments 1

Allocation inherit

Read ahead sectors auto

- currently set to 256

Block device 253:0

所以我們用lvreduce進行調整!

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata

WARNING: Reducing active and open logical volume to 5.86 GiB

THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)

Do you really want to reduce ftpdata? [y/n]: n

Logical volume ftpdata NOT reduced

--提示邏輯卷正在打開,所有我們需要停止邏輯卷,再去調整大小

[root@yangcan /]# lvchange -an /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# lvscan

inactive '/dev/vg6/ftpdata' [10.00 GiB] inherit

[root@yangcan /]# lvreduce -L 6000M /dev/vg6/ftpdata

Reducing logical volume ftpdata to 5.86 GiB

Logical volume ftpdata successfully resized

[root@yangcan /]# mount -a

mount: special device /dev/vg6/ftpdata does not exist

--當我們去掛載的時候,提示沒有這個設備.所以需要啟用

[root@yangcan /]# lvchange -ay /dev/vg6/ftpdata

[root@yangcan /]# lvscan

ACTIVE '/dev/vg6/ftpdata' [5.86 GiB] inherit

重新掛載,里面的文件還在!

[root@yangcan /]# mount -a

[root@yangcan /]# cd /ftpdata/

[root@yangcan ftpdata]# ll

total 4996

-rw-r--r--. 1 root root 148 Jul 30 19:37 asound.conf

-rw-r--r--. 1 root root 21214 Jul 30 19:37 dnsmasq.conf

-rw-r--r--. 1 root root 559 Jul 30 19:37 dracut.conf

-rw-r--r--. 1 root root 20 Jul 30 19:37 fprintd.conf

-rw-r--r--. 1 root root 0 Jul 30 19:37 gai.conf

-rw-------. 1 root root 781 Jul 30 19:37 grub.conf

-rw-r--r--. 1 root root 9 Jul 30 19:37 host.conf

-rw-r--r--. 1 root root 5309 Jul 30 19:37 kdump.conf

ps: 你也可以不做-t測試,直接指定大小去縮容,看數據是否還在?

--------移除物理卷--------

1. 移除之前,物理卷里面必須沒有數據,用下以下命令查看各物理卷的空間大小.計劃是否有足夠的空間可以被用來移動數據!

[root@yangcan Desktop]# pvscan

2. 搬移要移除物理卷的數據到其他空閑且滿足大小的物理卷

[root@yangcan Desktop]# pvmove /dev/sda6 /dev/sda7

完成之后

3. 從卷組移除物理卷

[root@yangcan Desktop]#vgchange -an vg5

[root@yangcan Desktop]# vgreduce vg5 /dev/sda6