Linux逻辑卷管理LVM

系列文章目录

` 提示：仅用于个人学习，进行查漏补缺使用。
1.Linux介绍、目录结构、文件基本属性、Shell
2.Linux常用命令
3.Linux文件管理
4.Linux 命令安装(rpm、install)
5.Linux账号管理
6.Linux文件/目录权限管理
7.Linux磁盘管理/文件系统

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提示：写完文章后，目录可以自动生成，如何生成可参考右边的帮助文档

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前言

本章大概内容有：
       LVM、LVM的管理命令、LVM应用实例、案例、小结等

提示：以下是本篇文章正文内容，下面案例可供参考

一、LVM

• 概述：
  • Linux中的LVM（逻辑卷管理）是一种灵活的磁盘管理系统，它允许用户将一个或多个物理硬盘分区组合成一个逻辑卷，这些逻辑卷可以被格式化为文件系统并用于存储数据。
  • LVM提供了一个抽象层，使得磁盘管理变得更加灵活和高效，用户可以不关心底层硬盘的具体分区布局，而仍能获得所需要的存储空间。
  • 逻辑卷（Logical Volume, LV）：逻辑卷是卷组中的一个虚拟分区，它提供了一个文件系统接口。
  • 逻辑卷可以根据需要创建和删除，可以扩展或收缩，而无需重新分区底层的物理硬盘。
  • 首先了解一些相关概念：
    1. 物理（Physical Volume, PV）：物理卷是LVM管理的基本存储单元，通常对应一个或多个硬盘分区。物理卷上的空间被划分成固定大小的单元，称为物理 extent。如果想要使用LVM来管理这个分区，可以使用fdisk将其ID改为LVM可以识别的值，即8e。
    2. 卷组（Volume Group, VG）：卷组是由一个或多个物理卷组成的逻辑存储池，它可以包含多个逻辑卷。在卷组中，物理 extents 被分配给逻辑卷，但卷组也可以跨多个物理卷扩展，提供了存储空间的集中管理，PV的集合。
    3. 逻辑卷（Logical Volume, LV）：逻辑卷是卷组中的一个虚拟分区，它提供了一个文件系统接口。逻辑卷可以根据需要创建和删除，可以扩展或收缩，而无需重新分区底层的物理硬盘。VG中画出来的一块逻辑磁盘

逻辑卷的产生：
物理磁盘或者磁盘分区转换为物理卷，一个或多个物理卷聚集形成一个或多个卷组，而逻辑卷就是从某个卷组里面抽象出来的一块磁盘空间。

• ** 为什么要使用逻辑卷：**
  • 业务上使用大容量的磁盘。举个例子，我们需要在/data下挂载30TB的存储，对于单个磁盘，是无法满足要求的，因为市面上没有那么大的单块磁盘。但是如果我们使用逻辑卷，将多个小容量的磁盘聚合为一个大的逻辑磁盘，就能满足需求。
  • 扩展和收缩磁盘。在业务初期规划磁盘时，我们并不能完全知道需要分配多少磁盘空间是合理的，如果使用物理卷，后期无法扩展和收缩，如果使用逻辑卷，可以根据后期的需求量，手动扩展或收缩。
• ** LVM主要优点**
  • 灵活性：LVM允许动态调整存储空间，用户可以在不重启系统的情况下增加或减少逻辑卷的大小。
  • 冗余性：通过镜像或复制，LVM可以提高数据的可靠性和可用性。
  • 迁移性：逻辑卷可以从一个物理卷组移动到另一个物理卷组，使得存储资源的重新配置变得简单。
  • 快照功能：LVM支持快照功能，允许用户创建一个逻辑卷的只读副本，用于数据备份或测试。

二、LVM的管理命令

• 物理卷（Physical Volume，PV）管理命令包括：
  • pvcreate：初始化一个新的物理卷。
  • pvdisplay：显示物理卷的详细信息。
  • pvresize：调整物理卷的大小。
  • pvremove：删除一个物理卷。
  • pvs：显示物理卷的简要信息。
• 卷组（Volume Group）管理的命令：
  • vgcreate：创建一个新的卷组。
  • vgdisplay：显示卷组的详细信息。
  • vgextend：向卷组添加一个新的物理卷。
  • vgreduce：从卷组中移除一个物理卷。
  • vgremove：删除一个卷组。
  • vgrename：更改卷组的名称。
  • vgs：显示组的简要信息。
• 逻辑卷管理的命令：
  • lvcreate：创建一个新的逻辑卷。
  • lvdisplay：显示逻辑卷的详细信息。
  • lvextend：扩展逻辑卷到新的大小。这可以增加卷的大小而不更改其卷标。
  • lvreduce：减小逻辑卷的大小。这可以在不丢失数据的情况下减少卷的大小。
  • lvremove：删除一个或多个逻辑卷。
  • lvrename：更改逻辑卷的名称。
  • lvmsize：显示逻辑卷的大小信息。
  • lvscan：扫描所有的LVM卷组，并列出它们的详细信息。

三、LVM应用实例

案例1：

创建一个逻辑卷,请按下列要求创建一个新的逻辑卷︰

• 创建一个名为datastore的卷组,卷组的大小为20G
• 逻辑卷的名字为database .所属卷组为datastore,该逻辑卷大小为5G
• 将新建的逻辑卷格式化为xfs 文件系统，要求系统启动时，该逻辑卷能被开机自动挂载到/database

具体步骤如下：
1.“虚拟机设置”里添加一块50G磁盘（SCSI）

2.查看系统上是否安装了LVM工具，【rpm -qa | grep lvm】

如果尚未安装，可以使用系统的包管理器进行安装。例如，CentOS 7 上，您可以使用以下命令安装LVM工 具：

yum install lvm2

3.查看磁盘使用情况
【**_PS: _**lsblk:用于列出系统中所有的块设备，包括硬盘、SSD、USB等,有助于了解硬件的大小、类型和分区情况】

可以看出刚刚我们创建的50磁盘为sdb
4.从磁盘中创建两个分区，为接下来的LVM做准备，大小都为10G


4.使用lsblk查看是否已创建好

2.创建物理卷【fdisk /dev/sdb 使用fdisk命令（工具）对/dev/目录下的sdb设备分区】

3.创建卷组（Volume Group）：
卷组是LVM管理的基本单位，它是将一个或多个物理卷（PV）组合起来的存储池。

vgcreate datastore /dev/sdb1 /dev/sdb2     或    vgcreate datastore /dev/sdb{1,2}

这条命令会创建一个名为datastore的卷组，并将/dev/sdb1和/dev/sdb2这两个物理卷加入到卷组中。

4.创建逻辑卷（Logical Volume）：
逻辑卷是卷组中的一个虚拟分区，可以格式化它并为应用程序分配空间。

lvcreate -L 5G -n lvdata datastore

这条命令会在datastore卷组中创建一个名为lvdata的逻辑卷，大小为5GB。

5.格式化逻辑卷：
创建逻辑卷后，需要格式化它以供使用。这里我们使用xfs文件系统作为例子：

mkfs.xfs /dev/datastore/lvdata

用mkfs.xfs命令将/dev/datastore/目录下的lvdata逻辑卷格式化并创建为XFS文件系统
6.挂载逻辑卷,要求逻辑卷能被开机自动挂载到/lvdata

• 创建database目录

mkdir database

• 修改配置文件实现开机自动挂载

vim /etc/fstab

案例2：扩大卷组,扩展上题datase逻辑卷的大小为10G[上题为5G]

**PS:**因为上题挂载过，需要重启一下（init 6）或者mount -a 自动挂载 /etc/fstab 文件中列出的所有文件系统。

• 1.增加一个分区使用【fdisk /dev/sdb】

• 2.扩大卷组

vgextend datastore /dev/sdb3       ##vgextend命令把/dev/目录下的sda3设备扩展到datastore卷组

• 3.扩大逻辑卷5G

lvextend -L +5G /dev/datastore/lvdata		
##lvextend命令把/dev/datastore/目录下的逻辑卷lvdata添加2G

• 4.扩张分区建立文件系统

xfs_growfs /dev/datastore/database    

四、小结

在使用Linux中的LVM（逻辑卷管理器）时，有一些注意事项需要考虑，以确保系统的稳定性和数据的安全性。以下是一些关键的LVM使用注意事项：

1. 备份元数据:

• 在对LVM进行任何更改之前，备份LVM的元数据是至关重要的。这可以通过运行 vgcfgbackup -f /path/to/backupfile volume-group-name 命令来完成。

2. 不要在/boot分区上使用LVM:

• /boot分区不应该使用LVM，因为这可能会导致启动问题。/boot分区应该是一个非LVM的分区，以便在系统启动时可以快速访问。

3. 预留空间:

• 确保为每个卷预留足够的空间，以避免在需要扩展时没有足够的空间。

4. 避免在根卷上使用快照:

• 虽然快照是一个非常有用的功能，但在根卷上使用快照可能会导致性能问题。尽量在非根卷上使用快照。

5. 避免在正在使用中或重要数据所在的卷上调整大小:

• 尽量避免在不影响系统运行或重要数据的情况下调整卷的大小。如果必须这样做，请确保采取适当的预防措施。

6. 正确配置卷组和逻辑卷的属性:

• 在创建卷组和逻辑卷时，确保正确配置它们的大小、RAID级别和其他属性，以满足你的需求。

7. 监控和维护:

• 定期检查LVM的状态，监控性能和空间使用情况，并确保所有快照和逻辑卷都处于良好的状态。

8. 了解LVM的局限性:

• 尽管LVM提供了许多灵活性，但它也有一些限制。了解这些限制可以帮助避免潜在的问题。

9. 使用最新的LVM版本:

• 尽量使用最新的LVM版本，以确保获得最佳性能和最新的功能。

10. 备份数据:

• 始终备份重要数据，以便在数据丢失或损坏时能够恢复。

遵循这些注意事项可以帮助确保LVM在Linux系统中的正确和有效使用，从而提高系统的可靠性和数据的完整性。

五、补充：

一些关于LVM的案例实验可以参考：https://blog.csdn.net/qq_34267076/article/details/119889279