LVM配置与管理

发表于

LVM 是物理硬盘与文件系统之间添加的一个抽象层，用以屏蔽下层的硬盘布局，使得文件系统突破单个硬盘的限制。文件系统不在是对单个物理硬盘直接操作，而是通过逻辑卷，使得文件系统可以跨越多个物理硬盘。
使用 lvm 时有些基本术语需要知道：
pv 物理卷 （physical volume）：lvm 的基本存储块设备，一个分区或整个磁盘都可以
vg 卷组 （volume group）：一个或多个 pv 组成的存储池
lv 逻辑卷 （logical volume）：从 vg 中分配的存储空间，用以给文件系统使用
pe 物理块 （physical extent）：物理卷（pv）中可分配的最小存储单元，pe 的默认值为 4MB
le 逻辑块 （logical extent）：逻辑卷中用于分配的最小存储单元，逻辑块的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理块大小。
架构可以参考如下图

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
graph BT
subgraph PV1
物理块1 --> 物理卷1;
物理块2 --> 物理卷1;
物理块N --> 物理卷1;
end
subgraph PV2
物理块2.1 --> 物理卷2;
物理块2.2 --> 物理卷2;
物理块2.N --> 物理卷2;
end
subgraph PVN
物理块N.1 --> 物理卷N;
物理块N.2 --> 物理卷N;
物理块N.N --> 物理卷N;
end
物理卷1 --> id1[(卷组)];
物理卷2 --> id1[(卷组)];
物理卷N --> id1[(卷组)];
id1[(卷组)] --> 逻辑卷1;
id1[(卷组)] --> 逻辑卷2;
id1[(卷组)] --> 逻辑卷N;

lvm卷的创建可以使用整个硬盘也可以使用分区，使用整个硬盘直接使用 pvcreate 命令即可，使用分区需使用 parted 先分好区。推荐使用分区，因为直接使用整个硬盘，一些磁盘工具会识别不了，当其他人维护时可能出错。比如：使用整盘以及分区时 fdisk 的显示如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sdb
Disk /dev/sdb: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

\\使用分区时
[root@localhost ~]# fdisk -l /dev/sdd
Disk /dev/sdd: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 276769D6-D89F-4015-B3EC-BD3D2F3DE059

Device     Start      End  Sectors Size Type
/dev/sdd1   2048 20969471 20967424  10G Linux LVM

使用分区时可以清晰的看出磁盘类型为 lvm 的。以及在一些 lvm + raid 的使用中，当更换 raid 中某块损坏的硬盘时，新盘必须大于或等于损坏的硬盘，否则无法完成重建的过程。但即使同一厂商相同型号的硬盘有时容量上也会有细微差别。通过在磁盘末尾保留一部分空间，可以消除磁盘容量上的细微差异。
使用 parted 格式化磁盘如下

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
[root@localhost ~]# parted /dev/sdc    \\对sdc进行格式化
GNU Parted 3.2
Using /dev/sdc
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mklabel gpt               \\给磁盘打上gpt的标签，用于超过2t的磁盘
(parted) mkpart primary 0% 100%    \\创建占用整个磁盘的分区，使用百分比会做磁盘对齐
(parted) set 1 lvm on              \\给1号分区设置 lvm 标志
(parted) print                     \\查看分区表
Model: Msft Virtual Disk (scsi)
Disk /dev/sdc: 10.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/4096B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name     Flags
 1      1049kB  10.7GB  10.7GB               primary  lvm

(parted) quit                     \\退出

一个示例：
创建一个3磁盘的 vg，并创建一个占用所有空闲空间的 lv，并使用 xfs 格式化分区

1
2
3
4
pvcreate /dev/sd{b1,c1,d1}
vgcreate vg_db /dev/sd{b1,c1,d1}
lvcreate -l 100%free -n lv_db vg_db
mkfs.xfs /dev/vg_db/lv_db

关于 vg 的一些操作
创建名为vg_db 的 vg

1
vgcreate vg_db /dev/sd{b1,c1,d1}

创建 pe 为 16M 的 vg （默认为4M）

1
vgcreate -s 16M vg_test /dev/sde1

扩容 vg 空间

1
vgextend vg_db /dev/sde1

删除 vg

1
vgremove vg_db   \\当有逻辑卷时，会要求确认

查看 vg 由哪些 pv 组成

1
pvscan

将一个 pv 移除 vg

1
2
3
pvs -o+pv_used    \\查看 pv 使用情况，为移除做准备（如若有足够的物理空间）
pvmove /dev/sde1  \\将 /dev/sde1 中的数据移动到其他 pv 中
vgreduce vg_db /dev/sde1  \\将 sde1 移除 vg

关于 lv 的一些操作
创建指定大小的 lv，并命名为 lv_db

1
lvcreate -L 200G -n lv_db vg_db

创建一个有100个 le 的 lv

1
lvcreate -l 100 vg_db

创建使用所有剩余空间的 lv

1
lvcreate -l 100%free -n lv_db vg_db

扩容 lv 空间

1
lvextend -L +20G /dev/vg_db/lv_db

使用所有剩余空间

1
lvextend -l 100%FREE /dev/vg_db/lv_db

重定义 lv 空间，缩小 10G

1
lvresize -L -10G /dev/vg_db/lv_db

删除 lv

1
lvremove vg_db lv_db

条带卷（大量读写时，可提高效率，raid0 模式）使用 -i 指定条带数，-I(大写 i) 指定条带大小以 kB 为单位。条带数不能超过该卷组的物理卷数（除非使用 –alloc anywhere 参数）
创建一个3条带，每条带 64 KB，大小为10G，名为 striped_lv_db 的卷

1
lvcreate -i 3 -I 64 -L 10G -n striped_lv_db vg_db

创建一个镜像卷，使用 -m 指定副本数。于raid1不同的是镜像卷有日志，可用于集群

1
lvcreate --type mirror -L 10G -m 1 -n mirror_lv_db vg_db

创建一个 raid5 卷，10G大小，3条带（最少需要4个 pv，3 条带+1 隐式奇偶校验驱动器）

1
lvcreate --type raid5 -L 10G -i 3 -n raid5_lv_db vg_db

lvm缓存
lvm 可以使用快速设备来做为缓存，以提高访问速度。lvm 支持的缓存类型有：
dm-cache：此类型会缓存读写操作
dm-writecache：此类型只缓存写操作
当为逻辑卷启用缓存时，逻辑卷的组成取决与缓存方法以及是否使用 cachevol 或者 cachepool 选项
cachevol：会同时保存数据块的缓存副本及元数据于快速设备上
cachepool：将缓存的数据与元数据可使用独立的设备分别保存
dm-writecache 方法与 cachepool 不兼容
示例：
创建 cachevol 卷，并将缓存卷附加到逻辑卷上

1
2
lvcreate -L 30G -n cachevol_lv_db vg_db /dev/sde1
lvconvert --type cache --cachevol cachevol_lv_db vg_db/lv_db

创建 cachepool 卷

1
2
lvcreate --type cache-pool -L 20G -n cachepool_lv_db vg_db /dev/sde1
lvconvert --type cache --cachepool cachepool_lv_db vg_db/lv_db

创建 cachepool 卷时可以使用 poolmetadata 来指定元数据的位置，例如：

1
2
3
4
lvcreate -L 2G -n lv_cache_meta vg_db /dev/sdd1
lvcreate -L 100G -n lv_cache_data vg_db /dev/sde1
lvconvert --type cache-pool --poolmetadata vg_db/lv_cache_meta vg_db/lv_cache_data
lvconvert --type cache --cachepool vg_db/lv_cache_data vg_db/lv_db

参考文章
配置与管理逻辑卷
​