LVM原理及PV、VG、LV、PE、LE關係圖

LVM（邏輯分割槽管理）中的幾個概念：

 PV(physical volume)：物理卷在邏輯卷管理系統最底層，可為整個物理硬碟或實際物理硬碟上的分割槽。
VG(volume group)：卷組建立在物理捲上，一卷組中至少要包括一物理卷，卷組建立後可動態的新增捲到卷組中，一個邏輯卷管理系統工程中可有多個卷組。
LV(logical volume)：邏輯卷建立在卷組基礎上，卷組中未分配空間可用於建立新的邏輯卷，邏輯卷建立後可以動態擴充套件和縮小空間。
PE(physical extent)：物理區域是物理卷中可用於分配的最小儲存單元，物理區域大小在建立卷組時指定，一旦確定不能更改，同一卷組所有物理卷的物理區域大小需一致，新的pv加入到vg後，pe的大小自動更改為vg中定義的pe大小。
LE(logical extent)：邏輯區域是邏輯卷中可用於分配的最小儲存單元，邏輯區域的大小取決於邏輯卷所在卷組中的物理區域的大小。
卷組描述區域：卷組描述區域存在於每個物理卷中，用於描述物理卷本身、物理卷所屬卷組、卷組中邏輯卷、邏輯卷中物理區域的分配等所有資訊，它是在使用pvcreate建立物理卷時建立的。

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步驟：

1．準備物理分割槽（Physical Partions）
　　首先，我們需要選擇用於 LVM 的物理儲存器。這些通常是標準分割槽，但也可以是已建立的 Linux Software RAID 卷。這裡我利用fdisk命令，將sdb、sdc兩塊磁碟分了兩個區sdb1、sdc1， 透過fdisk的t指令指定分割槽為8e型別(Linux LVM) 。如圖1所示。
　　圖1 準備物理分割槽的指令執行介面
　　2．建立物理卷PV（Physical Volumes） 物理卷（Physical Volumes）簡稱PV，是在磁碟的物理分割槽或與磁碟分割槽具有同樣功能的裝置（如RAID)上建立而來。它只是在物理分割槽中劃出了一個特殊的區域，用於記載與LVM相關的管理引數。
　　建立物理卷的命令是 pvcreate :
　　[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdb1
　　Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
　　[root@li2 ~]# pvcreate /dev/sdc1
　　Physical volume "/dev/sdc1" successfully created
　　以上命令分別將/dev/sdc1、/dev/sdd1初始化成物理卷，使用物理卷顯示命令pvdisplay檢視物理卷情況如下:
　　[root@li2 ~]# pvdisplay
　　--- NEW Physical volume ---
　　PV Name /dev/sdb1
　　VG Name
　　PV Size 36.00 GB
　　Allocatable NO
　　PE Size (KByte) 0
　　Total PE 0
　　Free PE 0
　　Allocated PE 0
　　PV UUID QDmnUd-tuvH-U4Hn-n5Ry-zGRT-O1yK-67Dxbb
　　--- NEW Physical volume ---
　　PV Name /dev/sdc1
　　VG Name
　　PV Size 36.00 GB
　　Allocatable NO
　　PE Size (KByte) 0
　　Total PE 0
　　Free PE 0
　　Allocated PE 0
　　PV UUID NDBf68-6qrD-9hE6-Rotv-RdxL-Azvv-7NlC0S
　　3．建立卷組VG（Volume Groups）
　　卷組（Volume Group）簡稱VG，它是一個或者多個物理卷的組合。卷組將多個物理卷組合在一起，形成一個可管理的單元，它類似於非LVM系統中的物理硬碟。
　　建立卷組的命令為vgcreate，下面利用它建立了一個名為“lvmdisk”的卷組，該卷組包含/dev/sdb1、/dev/sdc1兩個物理卷。
　　[root@li2 ~]# vgcreate lvmdisk /dev/sdb1 /dev/sdc1
　　Volume group "lvmdisk" successfully created
　　使用卷組檢視命令vgdisplay顯示卷組情況:
　　[root@li2 ~]# vgdisplay
　　--- Volume group ---
　　VG Name lvmdisk
　　System ID
　　Format lvm2
　　Metadata Areas 2
　　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 2
　　Act PV 2
　　VG Size 71.98 GB
　　PE Size 4.00 MB
　　Total PE 18428
　　Alloc PE / Size 0 / 0
　　Free PE / Size 18428 / 71.98 GB
　　VG UUID SARfuj-wAUI-od81-VWAc-A1nt-aaFN-JWaPVf
　　當多個物理卷組合成一個卷組後時，LVM會在所有的物理捲上做類似格式化的工作，將每個物理卷切成一塊一塊的空間，這一塊一塊的空間就稱為PE（Physical Extent ），它的預設大小是4MB。
　　由於受核心限制的原因，一個邏輯卷（Logic Volume）最多隻能包含65536個PE（Physical Extent），所以一個PE的大小就決定了邏輯卷的最大容量，4 MB 的PE決定了單個邏輯卷最大容量為 256 GB，若希望使用大於256G的邏輯卷，則建立卷組時需要指定更大的PE。在Red Hat Enterprise Linux AS 4中PE大小範圍為8 KB 到 16GB，並且必須總是 2 的倍數。
　　例如，如果希望使用 64 MB 的PE建立卷組，這樣邏輯卷最大容量就可以為4 TB，命令如下:
　　# vgcreate － 64MB lvmdisk /dev/sdb1 /dev/sdc1
　　4．建立邏輯卷LV（Logical Volumes）
　　邏輯卷（Logical Volumes）簡稱LV，是在卷組中劃分的一個邏輯區域，類似於非LVM系統中的硬碟分割槽。
　　建立邏輯卷的命令為lvcreate，透過下面的命令，我們在卷組lvmdisk上建立了一個名字為pldy1的邏輯卷，大小為15GB，其裝置入口為/dev/lvmdisk/pldy1。
　　[root@li2 dev]# lvcreate -L 15G -n pldy1 lvmdisk
　　Logical volume "pldy1" created
　　也可以使用-l引數，透過指定PE數來設定邏輯分割槽大小。
　　例如，希望建立一個使用全部空間的邏輯卷，需要先查清卷組中的PE總數，透過上面的vgdisplay命令查得當前卷組PE總數為18428，命令如下:
　　# lvcreate -l 18428 -n pldy1 lvmdisk
　　當邏輯卷建立成功後，可以使用lvdisplay命令檢視邏輯卷情況:
　　[root@li2 ~]# lvdisplay
　　--- Logical volume ---
　　LV Name /dev/lvmdisk/pldy1
　　VG Name lvmdisk
　　LV UUID FQcnm3-BMyq-NkJz-hykw-9xg1-Qy8d-8UeGCN
　　LV Write Access read/write
　　LV Status available
　　# open 0
　　LV Size 15.00 GB
　　Current LE 3840
　　Segments 1
　　Allocation inherit
　　Read ahead sectors 0
　　Block device 253:0
　　同卷組一樣，邏輯卷在建立的過程中也被分成了一塊一塊的空間，這些空間稱為LE（Logical Extents），在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，並且一一對應。
　　5．建立檔案系統
　　在邏輯捲上建立ext3檔案系統:
　　[root@li2 ~]# mkfs -t ext3 /dev/lvmdisk/pldy1
　　建立了檔案系統以後，就可以載入並使用了:
　　[root@li2 ~]# mkdir /opt/Oracle
　　[root@li2 ~]# mount /dev/lvmdisk/pldy1 /opt/Oracle
　　為了在系統啟動時自動載入檔案系統，則還需要在/etc/fstab中新增內容:
　　/dev/lvmdisk/pldy1 /opt/Oracle ext3 defaults 1 2
　　管理LVM
　　LVM的最大好處就是可以動態地調整分割槽大小，而無須重新啟動機器，下面讓我們來體驗一下吧！繼續上面的例項，現假設邏輯卷/dev/lvmdisk/pldy1空間不足，需要增加其大小，我們分兩種情況討論：
　　1．卷組中有剩餘的空間
　　透過vgdisplay命令可以檢查當前卷組空間使用情況:
　　[root@li2 ~]# vgdisplay
　　--- Volume group ---
　　VG Name lvmdisk
　　System ID
　　Format lvm2
　　Metadata Areas 2
　　Metadata Sequence No 2
　　VG Access read/write
　　VG Status resizable
　　MAX LV 0
　　Cur LV 1
　　Open LV 0
　　Max PV 0
　　Cur PV 2
　　Act PV 2
　　VG Size 71.98 GB
　　PE Size 4.00 MB
　　Total PE 18428
　　Alloc PE / Size 3840 / 15.00 GB
　　Free PE / Size 14588 / 56.98 GB
　　VG UUID SARfuj-wAUI-od81-VWAc-A1nt-aaFN-JWaPVf
　　確定當前卷組剩餘空間56.98GB，剩餘PE數量為14588個。在這裡將所有的剩餘空間全部增加給邏輯卷 /dev/lvmdisk/pldy1。
　　[root@li2 Oracle]# lvextend -l+14588 /dev/lvmdisk/pldy1
　　Extending logical volume pldy1 to 56.98 GB
　　Logical volume pldy1 successfully resized
　　上面的命令使用了-l+14588引數，它的意思是給指定的邏輯卷增加14588個PE。如果不是將全部空間都使用，還可使用其他形式的lvextend命令。
　　例如將邏輯卷/dev/lvmdisk/pldy1增加5GB的空間，使其空間達到20GB，可寫成: “# lvextend -L+5G /dev/lvmdisk/pldy1”或“# lvextend －L20G /dev/lvmdisk/pldy1”。增加了邏輯卷容量後，就要透過ext2online命令修改檔案系統的大小了。
　　[root@li2 ~]# ext2online /opt/Oracle/
　　轉換好後，讓我們檢視一下檔案系統的當前狀態:
　　[root@li2 ~]# df －lh
　　Filesystem 1k-blocks Used Available Use% Mounted on
　　/dev/sda1 7.4G 1.8G 5.3G 25% /
　　none 135M 0 135M 0% /dev/shm
　　/dev/mapper/lvmdisk-pldy1 71G 81M 68G 1% /opt/Oracle
　　2．卷組中空間不足
　　當卷組中沒有足夠的空間用於擴充套件邏輯卷的大小時，就需要增加捲組的容量，而增加捲組容量的惟一辦法就是向卷組中新增新的物理卷。
　　首先是增加一塊新硬碟(36GB SCSI 硬碟)，並對其完成分割槽、建立物理卷等工作。接下來是利用vgextend命令將新的物理卷（/dev/sdd1）加入到卷組中。
　　擴充套件卷組的命令如下：
　　[root@li2 ~]# vgextend lvmdisk /dev/sdd1
　　Volume group "lvmdisk" successfully extended
　　利用vgdisplay命令檢視卷組lvmdisk的情況:
　　[root@li2 ~]# vgdisplay
　　--- Volume group ---
　　VG Name lvmdisk
　　System ID
　　Format lvm2
　　Metadata Areas 3
　　Metadata Sequence No 3
　　VG Access read/write
　　VG Status resizable
　　MAX LV 0
　　Cur LV 1
　　Open LV 0
　　Max PV 0
　　Cur PV 3
　　Act PV 3
　　VG Size 107.97 GB
　　PE Size 4.00 MB
　　Total PE 27640
　　Alloc PE / Size 3840 / 15.00 GB
　　Free PE / Size 23800 / 92.97 GB
　　VG UUID l8YPvz-uD7h-oj1A-0qS5-TFcT-mbC7-QbjzCu
　　完成卷組的擴容後，就可以按照第一種情況的方法完成邏輯卷的擴容，最終實現分割槽的動態調整。