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

使用LVM管理硬盘 - 图1 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。

    1. $ dnf clean all

  3. 创建缓存。

    1. $ dnf makecache

  4. 在root权限下安装LVM。

    1. # dnf install lvm2

  5. 查看安装后的rpm包。

    1. $ rpm -qa | grep lvm2

管理物理卷

创建物理卷

可在root权限下通过pvcreate命令创建物理卷。

  1. 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。

  1. # pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

示例2：将/dev/sdb1、/dev/sdb2创建为物理卷。

  1. # pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2

查看物理卷

可在root权限通过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。

  1. 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。

  1. # pvdisplay /dev/sdb

修改物理卷属性

可在root权限下通过pvchange命令修改物理卷的属性。

  1. 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。

  1. # pvchange -x n /dev/sdb

删除物理卷

可在root权限下通过pvremove命令删除物理卷。

  1. 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。

  1. # pvremove /dev/sdb

管理卷组

创建卷组

可在root权限下通过vgcreate命令创建卷组。

  1. 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。

  1. # vgcreate vg1 /dev/sdb /dev/sdc

查看卷组

可在root权限下通过vgdisplay命令查看卷组的信息。

  1. 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。

  1. # vgdisplay vg1

修改卷组属性

可在root权限下通过vgchange命令修改卷组的属性。

  1. 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。

  1. # vgchange -ay vg1

扩展卷组

可在root权限下通过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。

  1. 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：向卷组vg1中添加物理卷/dev/sdb。

  1. # vgextend vg1 /dev/sdb

收缩卷组

可在root权限下通过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。

  1. 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。

  1. # vgreduce vg1 /dev/sdb2

删除卷组

可在root权限下通过vgremove命令删除卷组。

  1. 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。

  1. # vgremove vg1

管理逻辑卷

创建逻辑卷

可在root权限下通过lvcreate命令创建逻辑卷。

  1. 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。

  1. # lvcreate -L 10G vg1

示例2：在卷组vg1中创建200M的逻辑卷，并命名为lv1。

  1. # lvcreate -L 200M -n lv1 vg1

查看逻辑卷

可在root权限下通过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。

  1. 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。

    使用LVM管理硬盘 - 图2 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。

  1. # lvdisplay /dev/vg1/lv1

调整逻辑卷大小

可在root权限下通过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。

  1. 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。

  1. # lvresize -L +200 /dev/vg1/lv1

示例2：为逻辑卷/dev/vg1/lv1减少200M空间。

  1. # lvresize -L -200 /dev/vg1/lv1

扩展逻辑卷

可在root权限下通过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。

  1. 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。

  1. # lvextend -L +100M /dev/vg1/lv1

收缩逻辑卷

可在root权限下通过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。

  1. 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。

  1. # lvreduce -L -100M /dev/vg1/lv1

删除逻辑卷

可在root权限下通过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。

  1. 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。

  1. # 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

可在root权限下通过mkfs命令创建文件系统。

  1. 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。

  1. # 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。

可在root权限下通过mount命令挂载文件系统。

  1. 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。

  1. # 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在root权限下进行如下设置，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。

    1. # 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。

    1. 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。

      1. # umount /dev/vg1/lv1

    2. 执行如下命令，将/etc/fstab文件所有内容重新加载。

      1. # 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。

      1. # 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