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使用LVM管理硬盘

LVM简介

LVM是逻辑卷管理(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通过在硬盘和文件系统之间添加一个逻辑层,来为文件系统屏蔽下层硬盘分区布局,提高硬盘分区管理的灵活性,

使用LVM管理硬盘的基本过程如下:

  1. 将硬盘创建为物理卷
  2. 将多个物理卷组合成卷组
  3. 在卷组中创建逻辑卷
  4. 在逻辑卷之上创建文件系统

通过LVM管理硬盘之后,文件系统不再受限于硬盘的大小,可以分布在多个硬盘上,也可以动态扩容。

基本概念

  • 物理存储介质(The physical media):指系统的物理存储设备,如硬盘,系统中为/dev/hda、/dev/sda等等,是存储系统最低层的存储单元。

  • 物理卷(Physical Volume,PV):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。物理卷包括一个特殊的标签,该标签默认存放在第二个 512 字节扇区,但也可以将标签放在最开始的四个扇区之一。该标签包含物理卷的随机唯一识别符(UUID),记录块设备的大小和LVM元数据在设备中的存储位置。

  • 卷组(Volume Group,VG):由物理卷组成,屏蔽了底层物理卷细节。可在卷组上创建一个或多个逻辑卷且不用考虑具体的物理卷信息。

  • 逻辑卷(Logical Volume,LV):卷组不能直接用,需要划分成逻辑卷才能使用。逻辑卷可以格式化成不同的文件系统,挂载后直接使用。

  • 物理块(Physical Extent,PE):物理卷以大小相等的“块”为单位存储,块的大小与卷组中逻辑卷块的大小相同。

  • 逻辑块(Logical Extent,LE):逻辑卷以“块”为单位存储,在一卷组中的所有逻辑卷的块大小是相同的。

安装

说明:
openEuler操作系统默认已安装LVM。可通过rpm -qa | grep lvm2命令查询,若打印信息中包含“lvm2”信息,则表示已安装LVM,可跳过本章节内;若无任何打印信息,则表示未安装,可参考本章节内容进行安装。

  1. 配置本地yum源,详细信息请参考搭建repo服务器
  2. 清除缓存。

    #dnf clean all
    
  3. 创建缓存。

    #dnf makecache
    
  4. 安装LVM。

    #dnf install lvm2
    
  5. 查看安装后的rpm包。

    #rpm -qa | grep lvm2
    

管理物理卷

创建物理卷

可通过pvcreate命令创建物理卷。

pvcreate [option] devname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -f:强制创建物理卷,不需要用户确认。

    • -u:指定设备的UUID。

    • -y:所有的问题都回答“yes”。

  • devname:指定要创建的物理卷对应的设备名称,如果需要批量创建,可以填写多个设备名称,中间以空格间隔。

示例1:将/dev/sdb、/dev/sdc创建为物理卷。

pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

示例2:将/dev/sdb1、/dev/sdb2创建为物理卷。

pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2

查看物理卷

可通过pvdisplay命令查看物理卷的信息,包括:物理卷名称、所属的卷组、物理卷大小、PE大小、总PE数、可用PE数、已分配的PE数和UUID。

pvdisplay [option] devname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -s:以短格式输出。
    • -m:显示PE到LE的映射。
  • devname:指定要查看的物理卷对应的设备名称。如果不指定物理卷名称,则显示所有物理卷的信息。

示例:显示物理卷/dev/sdb的基本信息。

pvdisplay /dev/sdb

修改物理卷属性

可通过pvchange命令修改物理卷的属性。

pvchange [option] pvname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -u:生成新的UUID。
    • -x:是否允许分配PE”。
  • pvname:指定要要修改属性的物理卷对应的设备名称,如果需要批量修改,可以填写多个设备名称,中间以空格间隔。

示例:禁止分配/dev/sdb物理卷上的PE。

pvchange -x n /dev/sdb

删除物理卷

可通过pvremove命令删除物理卷。

pvremove [option] pvname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -f:强制删除物理卷,不需要用户确认。
    • -y:所有的问题都回答“yes”。
  • pvname:指定要删除的物理卷对应的设备名称,如果需要批量删除,可以填写多个设备名称,中间以空格间隔。

示例:删除物理卷/dev/sdb。

pvremove /dev/sdb

管理卷组

创建卷组

可通过vgcreate命令创建卷组。

vgcreate [option] vgname pvname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -l:卷组上允许创建的最大逻辑卷数。
    • -p:卷组中允许添加的最大物理卷数。
    • -s:卷组上的物理卷的PE大小。
  • vgname:要创建的卷组名称。

  • pvname:要加入到卷组中的物理卷名称。

示例:创建卷组 vg1,并且将物理卷/dev/sdb和/dev/sdc添加到卷组中。

vgcreate vg1 /dev/sdb /dev/sdc  

查看卷组

可通过vgdisplay命令查看卷组的信息。

vgdisplay [option] [vgname]

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -s:以短格式输出。
    • -A:仅显示活动卷组的属性。
  • vgname:指定要查看的卷组名称。如果不指定卷组名称,则显示所有卷组的信息。

示例:显示卷组vg1的基本信息。

vgdisplay vg1

修改卷组属性

可通过vgchange命令修改卷组的属性。

vgchange [option] vgname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -a:设置卷组的活动状态。
  • vgname:指定要修改属性的卷组名称。

示例:将卷组vg1状态修改为活动。

vgchange -ay vg1

扩展卷组

可通过vgextend命令动态扩展卷组。它通过向卷组中添加物理卷来增加卷组的容量。

vgextend [option] vgname pvname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -d:调试模式。
    • -t:仅测试。
  • vgname:要扩展容量的卷组名称。

  • pvname:要加入到卷组中的物理卷名称。

示例:将卷组vg1中添加物理卷/dev/sdb。

vgextend vg1 /dev/sdb

收缩卷组

可通过vgreduce命令删除卷组中的物理卷来减少卷组容量。不能删除卷组中剩余的最后一个物理卷。

vgreduce [option] vgname pvname ...

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -a:如果命令行中没有指定要删除的物理卷,则删除所有的空物理卷。
    • --removemissing:删除卷组中丢失的物理卷,使卷组恢复正常状态。
  • vgname:要收缩容量的卷组名称。

  • pvname:要从卷组中删除的物理卷名称。

示例:从卷组vg1中移除物理卷/dev/sdb2。

vgreduce vg1 /dev/sdb2

删除卷组

可通过vgremove命令删除卷组。

vgremove [option] vgname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -f:强制删除卷组,不需要用户确认。
  • vgname:指定要删除的卷组名称。

示例:删除卷组vg1。

vgremove vg1

管理逻辑卷

创建逻辑卷

可通过lvcreate命令创建逻辑卷。

lvcreate [option] vgname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -L:指定逻辑卷的大小,单位为“kKmMgGtT”字节。
    • -l:指定逻辑卷的大小(LE数)。
    • -n:指定要创建的逻辑卷名称。
    • -s:创建快照。
  • vgname:要创建逻辑卷的卷组名称。

示例1:在卷组vg1中创建10G大小的逻辑卷。

lvcreate -L 10G vg1

示例1:在卷组vg1中创建200M的逻辑卷,并命名为lv1。

lvcreate -L 200M -n lv1 vg1

查看逻辑卷

可通过lvdisplay命令查看逻辑卷的信息,包括逻辑卷空间大小、读写状态和快照信息等属性。

lvdisplay [option] [lvname]

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -v:显示LE到PE的映射
  • lvname:指定要显示属性的逻辑卷对应的设备文件。如果省略,则显示所有的逻辑卷属性。

    说明:
    逻辑卷对应的设备文件保存在卷组目录下,例如:在卷组vg1上创建一个逻辑卷lv1,则此逻辑卷对应的设备文件为/dev/vg1/lv1。

示例:显示逻辑卷lv1的基本信息。

lvdisplay /dev/vg1/lv1

调整逻辑卷大小

可通过lvresize命令调整LVM逻辑卷的空间大小,可以增大空间和缩小空间。使用lvresize命令调整逻辑卷空间大小和缩小空间时需要谨慎,因为有可能导致数据丢失。

lvresize [option] vgname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -L:指定逻辑卷的大小,单位为“kKmMgGtT”字节。
    • -l:指定逻辑卷的大小(LE数)。
    • -f:强制调整逻辑卷大小,不需要用户确认。
  • lvname:指定要调整的逻辑卷名称。

示例1:为逻辑卷/dev/vg1/lv1增加200M空间。

lvresize -L +200 /dev/vg1/lv1

示例2:为逻辑卷/dev/vg1/lv1减少200M空间。

lvresize -L -200 /dev/vg1/lv1

扩展逻辑卷

可通过lvextend命令动态在线扩展逻辑卷的空间大小,而不中断应用程序对逻辑卷的访问。

lvextend [option] lvname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -L:指定逻辑卷的大小,单位为“kKmMgGtT”字节。
    • -l:指定逻辑卷的大小(LE数)。
    • -f:强制调整逻辑卷大小,不需要用户确认。
  • lvname:指定要扩展空间的逻辑卷的设备文件。

示例:为逻辑卷/dev/vg1/lv1增加100M空间。

lvextend -L +100M /dev/vg1/lv1

收缩逻辑卷

可通过lvreduce命令减少逻辑卷占用的空间大小。使用lvreduce命令收缩逻辑卷的空间大小有可能会删除逻辑卷上已有的数据,所以在操作前必须进行确认。

lvreduce [option] lvname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -L:指定逻辑卷的大小,单位为“kKmMgGtT”字节。
    • -l:指定逻辑卷的大小(LE数)。
    • -f:强制调整逻辑卷大小,不需要用户确认。
  • lvname:指定要扩展空间的逻辑卷的设备文件。

示例:将逻辑卷/dev/vg1/lv1的空间减少100M。

lvreduce -L -100M /dev/vg1/lv1

删除逻辑卷

可通过lvremove命令删除逻辑卷。如果逻辑卷已经使用mount命令加载,则不能使用lvremove命令删除。必须使用umount命令卸载后,逻辑卷方可被删除。

lvremove [option] vgname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -f:强制删除逻辑卷,不需要用户确认。
  • vgname:指定要删除的逻辑卷。

示例:删除逻辑卷/dev/vg1/lv1。

lvremove /dev/vg1/lv1

创建并挂载文件系统

在创建完逻辑卷之后,需要在逻辑卷之上创建文件系统并挂载文件系统到相应目录下。

创建文件系统

可通过mkfs命令创建文件系统。

mkfs [option] lvname

其中:

  • option:命令参数选项。常用的参数选项有:

    • -t:指定创建的linux系统类型,如ext2,ext3,ext4等等,默认类型为ext2。
  • lvname:指定要创建的文件系统对应的逻辑卷设备文件名。

示例:在逻辑卷/dev/vg1/lv1上创建ext4文件系统。

mkfs -t ext4 /dev/vg1/lv1

手动挂载文件系统

手动挂载的文件系统仅在当时有效,一旦操作系统重启则会不存在。

可通过mount命令挂载文件系统。

mount lvname mntpath

其中:

  • lvname:指定要挂载文件系统的逻辑卷设备文件名。
  • mntpath:挂载路径。

示例:将逻辑卷/dev/vg1/lv1挂载到/mnt/data目录。

mount /dev/vg1/lv1 /mnt/data

自动挂载文件系统

手动挂载的文件系统在操作系统重启之后会不存在,需要重新手动挂载文件系统。但若在手动挂载文件系统后进行如下设置,可以实现操作系统重启后文件系统自动挂载文件系统。

  1. 执行blkid命令查询逻辑卷的UUID,逻辑卷以/dev/vg1/lv1为例。

    blkid /dev/vg1/lv1
    

    查看打印信息,打印信息中包含如下内容,其中 uuidnumber 是一串数字,为UUID, fstype 为文件系统。

    /dev/vg1/lv1: UUID=” uuidnumber “ TYPE=” fstype

  2. 执行vi /etc/fstab命令编辑fstab文件,并在最后加上如下内容。

    UUID=uuidnumber  mntpath                   fstype    defaults        0 0
    

    内容说明如下:

    • 第一列:UUID,此处填写1查询的 uuidnumber
    • 第二列:文件系统的挂载目录 mntpath
    • 第三列:文件系统的文件格式,此处填写1查询的 fstype
    • 第四列:挂载选项,此处以“defaults”为例;
    • 第五列:备份选项,设置为“1”时,系统自动对该文件系统进行备份;设置为“0”时,不进行备份。此处以“0”为例;
    • 第六列:扫描选项,设置为“1”时,系统在启动时自动对该文件系统进行扫描;设置为“0”时,不进行扫描。此处以“0”为例。
  3. 验证自动挂载功能。

    1. 执行umount命令卸载文件系统,逻辑卷以/dev/vg1/lv1为例。

      umount /dev/vg1/lv1
      
    2. 执行如下命令,将/etc/fstab文件所有内容重新加载。

      mount -a
      
    3. 执行如下命令,查询文件系统挂载信息,挂载目录以/mnt/data为例。

      mount | grep /mnt/data
      

      查看打印信息,若信息中包含如下信息表示自动挂载功能生效。

      /dev/vg1/lv1 on /mnt/data