LiangGaRy-学习笔记-Day21

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1、LVM介绍

1.1、LVM是什么

对于生产环境下的服务器来说,如果存储数据的分区磁盘空间不足,应该如何处理?

  • 添加一块硬盘–>可以满足需要
  • 再添加一块硬盘也可以满足需求;
  • 问题就是拷贝的速度慢;

这里就引入一个技术:LVM在线动态扩容

  • raid:支持冗余和安全–>支持速度
  • LVM:在数据速度和拓展方面占优
    • Linux分区–>固定了分区大小
    • 如果在不重新分区的情况下,动态调整文件系统大小–>引入了LVM概念

LVM,Logical Volume Manger,是linux内核提供的一种逻辑卷管理功能,由内核驱动和应用层工具组成,它是在硬盘的分区基础上,创建了一个逻辑层,可以非常灵活且非常方便的管理存储设备。

1.2、LVM原理

LVM的基本组成部分

  • PE:物理拓展,是默认的最小单位
  • PV:物理卷
  • VG:卷组,建立在PV的基础之上
  • LV:逻辑卷;在VG的基础之上建立
    • 真正的文件也就是存储在这里

LVM存储介质可以是磁盘分区,也可以是整个磁盘,也可以是RAID阵列或者是SAN磁盘

  • 最小的存储单位:
    • 硬盘:扇区–>512zijie
    • 文件系统:block 4K
    • LVM:PE–>4M

LiangGaRy-学习笔记-Day21

LVM的创建步骤:

  • 物理磁盘格式化成为PV
    • PV就包含了PE
  • 不同的PV加入到同一个VG当中
  • 在VG中创建LV逻辑卷,
    • 逻辑卷是基于PE创建的
  • 创建好LV之后,格式化,然后挂载使用
  • 最后:涉及一个LV拓展缩减;
    • 原理上都是增加或者减少PE的数量;
1.3、LVM是如何实现的

LVM的优点

  • LVM管理灵活
  • 可以把多个硬盘空间整合起来变成一个逻辑上的大的硬盘
  • 使用逻辑卷(LV),可以创建跨越众多硬盘空间的分区。
  • 可以创建小的逻辑卷(LV),在空间不足时再动态调整它的大小。
  • 可以在线对LV,VG 进行创建,删除,调整大小等操作,LVM上的文件系统也需要重新调整大小。
  • 允许创建快照,可以用来保存文件系统的备份

创建并且使用LVM

  • 增加一块硬盘
  • 分区:4个主分区
  • 创建pv
  • 创建vg
  • 创建lv
  • 挂载使用

RAID+LVM结合

  • LVM是软件的卷管理方式,而RAID是磁盘管理的方法。
    • 对于重要的数据,使用RAID来保护物理的磁盘不会因为故障而中断业务
  • 用LVM用来实现对卷的良性的管理,更好的利用磁盘资源

2、LVM相关命令

2.1、命令汇总

因为命令都是相差不大;因此可以以汇总的形式显示

大纲 PV管理 VG管理 LV管理
scan(扫描) pvscan vgscan lvscan
create(创建) pvcreate vgcreate lvcreate
display(显示) pvdisplay vgdisplay lvdisplay
remove(移除) pvremove vgremove lvremove
extend(拓展) pvextend vgextend lvextend
reduce(减少) pvreduce vgreduce lvreduce

简单的对应卷的信息

  • pvs:查看物理卷信息
  • vgs:查看卷组信息
  • lvs:查看逻辑卷信息
2.2、vgcreate命令

作用:创建LVM卷组的命令

语法:vgcreate + 选项

选项:

  • -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
2.3、lvcreate命令

作用:用于创建LVM的逻辑卷

语法:lvcreate + 选项

选项:

  • -L:指定逻辑卷的大小–>直接指定大小
  • -l(小写L):指定PE的个数,大小是个数*PE的大小
  • -n:指定了逻辑卷的名字
2.4、lvextend命令

作用:拓展LVM的逻辑卷空间

语法:lvextend + 选项

选项:

  • -L:指定扩容到哪
  • -l(小写L):指定个数*PE的大小就是容量大小
  • -r:直接跳过扩容文件系统增加容量
2.5、lvreduce命令

作用:使用lvreduce命令可以减小逻辑卷的大小。当减小逻辑卷的大小时要特别小心,因为减少了的部分数据会丢失。

语法:lvreduce [选项] [逻辑卷名称|逻辑卷路径]

  • -r 使用fsadm将与逻辑卷相关的文件系统一起调整-r 使用fsadm将与逻辑卷相关的文件系统一起调整
  • -f 强制减少大小,即使它可能会导致数据丢失也不会提示信息
  • -L:指定扩容到哪
  • -l(小写L):指定个数*PE的大小就是容量大小

3、LVM相关实验

3.1、创建LVM实验

实验过程中使用一块硬盘;

创建过程

  • 添加一块硬盘:sdb
    • 分四个分区
#查看硬盘情况
[root@Node1 ~]# ls /dev/sdb 
/dev/sdb

#对硬盘进行分区
[root@Node1 ~]# fdisk /dev/sdb 
..........
Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):  
First sector (2048-41943039, default 2048): 
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039): +2G
Partition 1 of type Linux and of size 2 GiB is set

#创建多个分区,情况如下
Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (1 primary, 1 extended, 2 free)
   l   logical (numbered from 5)
Select (default p): l
Adding logical partition 5
First sector (4198400-41943039, default 4198400): 
Using default value 4198400
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (4198400-41943039, default 41943039): +2G
Partition 5 of type Linux and of size 2 GiB is set

Command (m for help): P
............
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048     4196351     2097152   83  Linux
/dev/sdb2         4196352    41943039    18873344    5  Extended
/dev/sdb5         4198400     8392703     2097152   83  Linux
/dev/sdb6         8394752    12589055     2097152   83  Linux
/dev/sdb7        12591104    16785407     2097152   83  Linux
/dev/sdb8        16787456    20981759     2097152   83  Linux
/dev/sdb9        20983808    25178111     2097152   83  Linux
/dev/sdb10       25180160    29374463     2097152   83  Linux

#保存退出
Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.
  • 创建pv物理卷
    • 使用pvcreate命令
#创建pv物理卷
[root@Node1 ~]# pvcreate  /dev/sdb{5..8}
  Physical volume "/dev/sdb5" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdb6" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdb7" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdb8" successfully created.

#查看物理卷情况
[root@Node1 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <19.51g    0 
  /dev/sdb5         lvm2 ---    2.00g 2.00g
  /dev/sdb6         lvm2 ---    2.00g 2.00g
  /dev/sdb7         lvm2 ---    2.00g 2.00g
  /dev/sdb8         lvm2 ---    2.00g 2.00g

#查看更详细的信息
[root@Node1 ~]# pvdisplay 
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda2
  VG Name               centos
  PV Size               19.51 GiB / not usable 3.00 MiB
  Allocatable           yes (but full)
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              4994
  Free PE               0
  Allocated PE          4994
  PV UUID               0ObL2f-Q3hu-HEGq-ZahS-NCyb-cLcb-HYy5M7
............
  • 创建卷组
    • 使用的是vgcreate命令
    • -s:参数可以指定PE的大小
#创建卷组
	#vg + 卷组名 + 分区pv
[root@Node1 ~]# vgcreate  vg01  /dev/sdb5
  Volume group "vg01" successfully created

#在查看卷组情况
[root@Node1 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree 
  centos   1   2   0 wz--n- <19.51g     0 
  vg01     1   0   0 wz--n-  <2.00g <2.00g
[root@Node1 ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               vg01
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               <2.00 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              511
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       511 / <2.00 GiB
  VG UUID               ZkGPzV-0Y4q-uS03-eaEU-PL6R-eNFj-7h9F2x
............

#指定PE的大小为16M 创建vg02组
[root@Node1 ~]# vgcreate -s 16M  vg02 /dev/sdb6
  Volume group "vg02" successfully created

#查看vg02的信息
[root@Node1 ~]# vgdisplay  vg02
  --- Volume group ---
  VG Name               vg02
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               1.98 GiB
  PE Size               16.00 MiB
  Total PE              127
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       127 / 1.98 GiB
  VG UUID               K4dEnG-Bfb3-8SlF-SoXW-e9lC-j9YY-6TpKqZ
  • 创建逻辑卷
    • 使用lvcreate命令
      • -n:指定逻辑卷的名字
      • -L:指定lv的大小(默认是M)
      • -l(小写L):这里是指定多少个PE
[root@Node1 ~]# lvcreate -n  lv01 -L 16M vg01
  Logical volume "lv01" created.

#再创建一个lv02
[root@Node1 ~]# lvcreate -n  lv02 -l 4 vg01
  Logical volume "lv02" created.

#查看情况
[root@Node1 ~]# lvs
  LV   VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root centos -wi-ao---- <18.51g                                                    
  swap centos -wi-ao----   1.00g                                                    
  lv01 vg01   -wi-a-----  16.00m                                                    
  lv02 vg01   -wi-a-----  16.00m  
[root@Node1 ~]# lvdisplay 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg01/lv01
  LV Name                lv01
  VG Name                vg01
  LV UUID                jn8d0D-9OOr-tXkf-hnha-9eYU-O7Oa-jNJgRK
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time Node1, 2023-07-07 15:19:20 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                16.00 MiB
  Current LE             4
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2
  • 最后挂在使用
    • 创建目录–>然后挂载使用
#创建目录
[root@Node1 ~]# 
[root@Node1 ~]# mkdir /lv01

#这里就是创建文件系统
[root@Node1 ~]# mkfs.xfs  /dev/vg01/lv01 

#最后挂载使用
[root@Node1 ~]# mount /dev/vg01/lv01  /lv01/

#最后写入进去/etc/fstab文件完成开机自动挂在
[root@Node1 ~]# echo "/dev/vg01/lv01 xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab 
3.2、LVM扩容实验

当磁盘容量不足的时候,我们就需要扩容;

  • 扩容前查看空间
  • 使用lvcreate命令进行扩容
    • -L:指定扩容多少容量
#查看卷组情况
[root@Node1 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <19.51g    0 
  vg01     1   2   0 wz--n-  <2.00g 1.96g
  vg02     1   0   0 wz--n-   1.98g 1.98g

#然后使用lvextend命令进行扩容
[root@Node1 ~]# lvextend  -L +30M /dev/vg01/lv01 
  Rounding size to boundary between physical extents: 32.00 MiB.
  Size of logical volume vg01/lv01 changed from 16.00 MiB (4 extents) to 48.00 MiB (12 extents).
  Logical volume vg01/lv01 successfully resized.

#然后查看一下逻辑卷的大小
[root@Node1 ~]# lvs /dev/vg01/lv01
  LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv01 vg01 -wi-ao---- 48.00m   

#然后在使用df查看-->这里明显发现,挂载后也没有立刻改变容量
[root@Node1 ~]# df -Th | grep lv01
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        13M  896K   12M   7% /lv01

这里的原因就是要扩容文件系统

  • ext4文件:使用的resize2fs命令 + 逻辑卷名
  • xfs文件系统:使用的就是xfs_growfs + 逻辑卷路径
#真正让系统识别的就是扩容
[root@Node1 ~]# xfs_growfs  /dev/vg01/lv01 
meta-data=/dev/mapper/vg01-lv01  isize=512    agcount=1, agsize=4096 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=4096, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 4096 to 12288

#最后再次查看-->这里就是扩容成功
[root@Node1 ~]# df -Th | grep lv01
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        45M  992K   44M   3% /lv01

如果直接扩容到80M,而不需要在扩展文件系统的操作方法:

  • lvextend 中的-r参数
[root@Node1 ~]# lvextend -L 80M -r /dev/vg01/lv01 
  Size of logical volume vg01/lv01 changed from 48.00 MiB (12 extents) to 80.00 MiB (20 extents).
  Logical volume vg01/lv01 successfully resized.
meta-data=/dev/mapper/vg01-lv01  isize=512    agcount=3, agsize=4096 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
data     =                       bsize=4096   blocks=12288, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
log      =internal               bsize=4096   blocks=855, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 12288 to 20480

[root@Node1 ~]# df -Th | grep lv01
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        77M  1.1M   76M   2% /lv01

VG也可以扩容

  • vgcreate 命令你可以实现
#首先查看一下vg的容量
[root@Node1 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <19.51g    0 
  vg01     1   2   0 wz--n-  <2.00g 1.90g
  vg02     1   0   0 wz--n-   1.98g 1.98g

#然后扩容-->在创建的PV中选取硬盘
[root@Node1 ~]# vgextend  vg01  /dev/sdb7
  Volume group "vg01" successfully extended

#最后再次查看情况
[root@Node1 ~]# vgs vg01
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize VFree 
  vg01   2   2   0 wz--n- 3.99g <3.90g
3.3、LVM缩容实验

真实的生产环境中,很少出现缩容的实验;

  • 数据是无价的,因此很少有人会进行缩容;

在一般情况下,不允许对磁盘设备进行缩容,因为这可能造成数据丢失的风险。尽管如此,LVM还是提供了LV缩容的方法。然而,xfs系统不允许缩容

实验如下:

#我们尝试按照扩容的方式直接指定大小
[root@Node1 ~]# lvreduce  -L -20M /dev/vg01/lv01 
  WARNING: Reducing active and open logical volume to 60.00 MiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce vg01/lv01? [y/n]: y
  Size of logical volume vg01/lv01 changed from 80.00 MiB (20 extents) to 60.00 MiB (15 extents).
  Logical volume vg01/lv01 successfully resized.

#然后在查看容量其实没有改变
[root@Node1 ~]# df -Th | grep lv01
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        77M  1.1M   76M   2% /lv01

#如果加上-r参数,其实也没有改变
[root@Node1 ~]# lvextend  -L 10M -r /dev/vg01/lv01
  Rounding size to boundary between physical extents: 12.00 MiB.
  New size given (3 extents) not larger than existing size (15 extents)
[root@Node1 ~]# df -Th | grep lv01
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        77M  1.1M   76M   2% /lv01

创建一点数据

  • 然后在尝试缩容
#创建数据
[root@Node1 ~]# cd /lv01/
[root@Node1 lv01]# touch aa{1..3}.txt
[root@Node1 lv01]# cd

#缩容实验:-->先缩容vg卷组-->这里也明显出现报错-->文件依然在使用当中
[root@Node1 ~]# vgreduce  vg01  /dev/sdb5
  Physical volume "/dev/sdb5" still in use

#因此需要从pv物理卷来减少
[root@Node1 ~]# pvmove  /dev/sdb5
  /dev/sdb5: Moved: 21.05%
  /dev/sdb5: Moved: 78.95%
  /dev/sdb5: Moved: 100.00%

#然后在减少/dev/sdb5
[root@Node1 ~]# vgreduce  vg01  /dev/sdb5
  Removed "/dev/sdb5" from volume group "vg01"

#最后再查看一下
[root@Node1 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <19.51g    0 
  /dev/sdb5         lvm2 ---    2.00g 2.00g
  /dev/sdb6  vg02   lvm2 a--    1.98g 1.98g
  /dev/sdb7  vg01   lvm2 a--   <2.00g 1.92g
  /dev/sdb8         lvm2 ---    2.00g 2.00g
 
#监控磁盘空间的使用率
[root@Node1 ~]# df -Th 
Filesystem              Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root xfs        19G  1.2G   18G   6% /
devtmpfs                devtmpfs  979M     0  979M   0% /dev
tmpfs                   tmpfs     991M     0  991M   0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     991M  9.5M  981M   1% /run
tmpfs                   tmpfs     991M     0  991M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs       497M  126M  372M  26% /boot
tmpfs                   tmpfs     199M     0  199M   0% /run/user/0
/dev/mapper/vg01-lv01   xfs        77M  1.1M   76M   2% /lv01
3.4、LVM删除实验

创建的流程如下:

  • pvcreate -->vgcreate–>lvcreate -->mkfs.xfs–>mount–>正常使用

删除流程如下文章来源地址https://www.toymoban.com/news/detail-482648.html

  • umount(卸载)–>lvremove–>vgremove–>pcremove
#卸载分区
[root@Node1 ~]# umount  /lv01/

#移除逻辑卷
[root@Node1 ~]# lvremove  /dev/vg01/lv01 
Do you really want to remove active logical volume vg01/lv01? [y/n]: y
  Logical volume "lv01" successfully removed

#然后移除卷组
[root@Node1 ~]# vgremove  vg01
Do you really want to remove volume group "vg01" containing 1 logical volumes? [y/n]: y
Do you really want to remove active logical volume vg01/lv02? [y/n]: y
  Logical volume "lv02" successfully removed
  Volume group "vg01" successfully removed

#最后移除物理卷
[root@Node1 ~]# pvremove /dev/sdb{5..8}
  PV /dev/sdb6 is used by VG vg02 so please use vgreduce first.
  (If you are certain you need pvremove, then confirm by using --force twice.)
  /dev/sdb6: physical volume label not removed.
  Labels on physical volume "/dev/sdb5" successfully wiped.
  Labels on physical volume "/dev/sdb7" successfully wiped.
  Labels on physical volume "/dev/sdb8" successfully wiped.
3.5、SSM给公司邮件服务器扩容
  • 安装工具:SSM–>system-storage-manager
    • 先安装好必要的软件:yum -y install
  • 检查服务器磁盘信息
    • ssm list dev
    • 查看存储池信息
      • ssm list pool–>用于查看LVM存储池的情况
  • 查看完就可以考虑扩容
#安装ssm工具
[root@Node1 ~]# yum -y install system-storage-manager

#查看磁盘信息
[root@Node1 ~]# ssm list dev
---------------------------------------------------------------
Device          Free      Used      Total  Pool     Mount point
---------------------------------------------------------------
/dev/sda                         20.00 GB           PARTITIONED
/dev/sda1                       500.00 MB           /boot      
/dev/sda2    0.00 KB  19.51 GB   19.51 GB  centos              
/dev/sdb                         20.00 GB                      
/dev/sdb1                         2.00 GB                      
/dev/sdb10                        2.00 GB                      
/dev/sdb2                         1.00 KB                      
/dev/sdb5                         2.00 GB                      
/dev/sdb6    1.98 GB   0.00 KB    2.00 GB  vg02                
/dev/sdb7                         2.00 GB                      
/dev/sdb8                         2.00 GB                      
/dev/sdb9                         2.00 GB                      
/dev/sdc     0.00 KB  19.98 GB   20.00 GB  data_lv             
/dev/sdd    15.97 GB   4.02 GB   20.00 GB  data_lv 


#查看lvm的信息
[root@Node1 ~]# ssm list pool
----------------------------------------------------
Pool     Type  Devices      Free      Used     Total  
----------------------------------------------------
centos   lvm   1         0.00 KB  19.51 GB  19.51 GB  
data_lv  lvm   2        15.97 GB  24.00 GB  39.97 GB  
vg02     lvm   1         1.98 GB   0.00 KB   1.98 GB  
----------------------------------------------------

#到这里为止可以考虑进行扩容了;

到了这里,关于LiangGaRy-学习笔记-Day21的文章就介绍完了。如果您还想了解更多内容,请在右上角搜索TOY模板网以前的文章或继续浏览下面的相关文章,希望大家以后多多支持TOY模板网!

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