LVM使用手册

 1 简介
1.1 什么是LVM?
LVM是 Logical Volume Manager(逻辑卷管理)的简写，它由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4内核上实现，目前最新版本为：稳定版1.0.5，开发版 1.1.0-rc2，以及LVM2开发版。
与传统的磁盘与分区相比，LVM为计算机提供了更高层次的磁盘存储。它使系统管理员可以更方便的为应用与用户分配存储空间。在LVM管理下的存储卷可以按需要随时改变大小与移除(可能需对文件系统工具进行升级)。LVM也允许按用户组对存储卷进行管理，允许管理员用更直观的名称(如"sales'、 'development')代替物理磁盘名(如'sda'、'sdb')来标识存储卷。
1.2 为什么使用LVM?
LVM通常用于装备大量磁盘的系统，但它同样适于仅有一、两块硬盘的小系统。
1.2.1 小系统使用LVM的益处
传统的文件系统是基于分区的，一个文件系统对应一个分区。这种方式比较直观，但不易改变：
1.不同的分区相对独立，无相互联系，各分区空间很易利用不平衡，空间不能充分利用；
2.当一个文件系统／分区已满时，无法对其扩充，只能采用重新分区／建立文件系统，非常麻烦；或把分区中的数据移到另一个更大的分区中；或采用符号连接的方式使用其它分区的空间。
3.如果要把硬盘上的多个分区合并在一起使用，只能采用再分区的方式，这个过程需要数据的备份与恢复。
当采用LVM时，情况有所不同：
1.硬盘的多个分区由LVM统一为卷组管理，可以方便的加入或移走分区以扩大或减小卷组的可用容量，充分利用硬盘空间；
2.文件系统建立在逻辑卷上，而逻辑卷可根据需要改变大小(在卷组容量范围内)以满足要求；
3.文件系统建立在LVM上，可以跨分区，方便使用；
1.2.2 大系统使用LVM的益处
在使用很多硬盘的大系统中，使用LVM主要是方便管理、增加了系统的扩展性。
在一个有很多不同容量硬盘的大型系统中，对不同的用户的空间分配是一个技巧性的工作，要在用户需求与实际可用空间中寻求平衡。
用户／用户组的空间建立在LVM上，可以随时按要求增大，或根据使用情况对各逻辑卷进行调整。当系统空间不足而加入新的硬盘时，不必把用户的数据从原硬盘迁移到新硬盘，而只须把新的分区加入卷组并扩充逻辑卷即可。同样，使用LVM可以在不停服务的情况下。把用户数据从旧硬盘转移到新硬盘空间中去。
2 LVM构成
LVM的结构简图如下：
hda1 hdc1 sdc (PV:s 物理卷，一般为分区或整个硬盘)
\ ｜ /
\ ｜ /
diskvg (VG 卷组由物理卷组成)
/ | \
/ | \
usrlv rootlv varlv (LV:s 逻辑卷在卷组上创建)
| | |
ext2 reiserfs xfs (建立在逻辑卷上的文件系统)
2.1 卷组volume group (VG)
卷组是LVM中最高抽象层，是由一个或多个物理卷所组成的存储器池。
2.2 物理卷physical volume (PV)
典型的物理卷是硬盘分区，但也可以是整个硬盘或已创建的Software RAID 卷。
2.3 逻辑卷logical volume (LV)
逻辑卷相当于非LVM系统中的分区，它在卷组上建立，是一个标准的块设备，可以在其上建立文件系统。
2.4 物理块physical extent (PE)
物理卷按大小相等的“块”为单位存储，块的大小与卷组中逻辑卷块的大小相同。
2.5 逻辑块logical extent (LE)
逻辑卷按“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。
2.6 总述
例子：有一个卷组VG1，它的物理块大小为4MB。在这个卷组中为2个硬盘分区：/dev/hda1与/dev/hdb1，它们分别成为物理卷PV1与PV2。物理卷将按4MB为单位分块，如PV1与PV2分别可分为99与248块。在VG1上建立逻辑卷，它的大小可在1至347(99+248)块之间。当建立逻辑卷时，会建立逻辑块与物理块的一一映射关系。
2.7 映射模式 (linear/striped)
在建立逻辑卷时，可以选择逻辑块与物理块映射的策略：
1.线性映射－将把一定范围的物理块按顺序分配给逻辑卷，如 LV的LE 1 – 99映射到PV1，LE 100 – 347映射到PV2。
2.交错模式－将把逻辑块交错映射到不同的物理卷中，如 LV的LE 1映射为PV1的PE1，LE 2映射为PV2的PE1，LE 3映射为PV1的PE2...。这种方式可以提高逻辑卷的性能，但是采用这种方式建立的逻辑卷将不能在它们所在的物理卷中扩展。
2.8 Snapshots (快照)
LVM提供了一个非常好的特性：snapshots。它允许管理员建立一个块设备：该设备是一逻辑卷在某一时刻冻结的精确拷贝。这个特性通常用于批处理过程(如备份)需要处理逻辑卷，但又不能停止系统。当操作完成时，snapshot设备可以被移除。这个特性要求在建立snapshot设备时逻辑卷处于相容状态。
3 LVM的一般操作
3.1 建立PV
为把一个磁盘或分区作为PV，首先应使用 pvcreate 对其初始化，如对IDE硬盘/dev/hdb，
"使用整个磁盘，
# pvcreate /dev/hdb
这将在磁盘上建立VG的描述符。
"使用磁盘分区，如/dev/hdb1。
使用fdisk 的t 命令把/dev/hda1的分区类型设为0x8e，然后运行：
# pvcreate /dev/hdb1
这将在分区/dev/hda1上建立VG的描述符。
PV初始化命令pvcreate的一般用法为：
pvcreate PV1 [ PV2 ... ]
它的参数可以是整个磁盘、分区，也可以是一loop设备。
3.2 建立VG
在使用pvcreate 建立了PV后，可以用vgcreate 建立卷组，如有PV1、PV2分别是/dev/hda1与/dev/hdb1，使用
# vgcreate testvg /dev/hda1 /dev/hdb1
将建立一个名为testvg的卷组，它由两个PV：/dev/hda1与/dev/hdb1组成。vgcreate的一般用法为：
# vgcreate [options] VG_name PV1 [PV2 ...]
其中的可选项包括设置VG最大支持的LV数、PE大小(缺省为4MB)等。
注意：当使用devfs系统时，应使用设备的全名而不能是Symbol Link，如对上例应为：
# vgcreate testvg /dev/ide/host0/bus0/target0/lun0/part1\
/dev/ide/host0/bus0/target1/lun0/part1
3.3 激活VG
在被激活之前，VG与LV是无法访问的，这时可用命令：
# vgchange -a y testvg
激活所要使用的卷组。当不再使用VG时，可用
＃ vgchange -a n testvg
使之不再可用。
vgchange可用来设置VG的一些参数，如是否可用( -a [y|n]选项)、支持最大逻辑卷数等。
3.4 移除VG
在移除一卷组前应确认卷组中不再有逻辑卷，首先休眠卷组：
# vgchange -a n testvg
然后可用vgremove移除该卷组：
# vgremove testvg
3.5 为VG增加新PV
当卷组空间不足时，可以加入新的物理卷来扩大容量，这时可用命令vgextend，如
# vgextend testvg /dev/hdc1
其中/dev/hdc1是新的PV，当然在这之前，它应使用pvcreate初始化。
3.6 从VG移除PV
在移除PV之前，应确认该PV没用被LV使用，这可用命令pvdisplay查看，如：
# pvdisplay /dev/hda1
--- Physical volume ---
PV Name /dev/hda1
VG Name testvg
PV Size 1.95 GB / NOT usable 4 MB [LVM: 122 KB]
PV# 1
PV Status available
Allocatable yes (but full)
Cur LV 1
PE Size (KByte) 4096
Total PE 499
Free PE 0
Allocated PE 499
PV UUID Sd44tK-9IRw-SrMC-MOkn-76iP-iftz-OVSen7
如这个PV仍在被使用，则应把数据传移到其它PV上。在确认它未被使用后，可用命令vgreduce把它从VG中删除，如：
# vgreduce testvg /dev/hda1
3.7 创建LV
在创建逻辑卷前，应决定LV使用哪些PV，这可用命令vgdisplay与pvdisplay查看当前卷组与PV的使用情况。在已有的卷组上创建逻辑卷使用命令lvcreate，如：
# lvcreate -L1500 -ntestlv testvg