6.6 任务6 逻辑卷管理器
LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）最早应用在IBM AIX系统上，它的主要作用是动态分配磁盘分区及调整磁盘分区大小，并且可以让多个分区或者物理硬盘作为一个逻辑卷（相当于一个逻辑硬盘）来使用。这种机制可以让磁盘分区容量划分变得很灵活。
例如，有一个硬盘/dev/hda，划分了3个主分区为/dev/hda1、/dev/hda2、/dev/hda3，分别对应的挂载点是/boot、/和/home，除此之外还有一部分磁盘空间没有划分。伴随着系统用户的增多，如果/home分区空间不够了，怎么办？传统的方法是在未划分的空间中分割一个分区，挂载到/home下，并且把hda3的内容复制到这个新分区上。或者把这个新分区挂载到另外的挂载点上，然后在/home下创建链接，链接到这个新挂载点。这两种方法都不是很好，第一种方法浪费了/dev/hda3，并且如果后面的分区容量小于hda3怎么办？第二种方法需要每次都额外创建链接，比较麻烦。那么，利用LVM可以很好地解决这个问题，LVM的好处在于，可以动态调整逻辑卷（相当于一个逻辑分区）容量的大小。也就是说/dev/hda3如果是一个LVM逻辑分区，比如/dev/rootvg/lv3，那么lv3可以被动态放大。这样就解决了动态容量调整的问题。当然，前提是系统已设定好LVM支持，并且需要动态缩放的挂载点对应的设备是逻辑卷。
6.6.1 子任务1 理解LVM的基本概念
（1）PV（Physical Volume，物理卷）：物理卷处于LVM的最底层，可以是整个物理磁盘，也可以是硬盘中的分区。
（2）VG（Volume Group，卷组）：可以看成单独的逻辑磁盘，建立在PV之上，是PV的组合。一个卷组中至少要包括一个PV，在卷组建立之后可以动态地添加PV到卷组中。
（3）LV（Logical Volume，逻辑卷）：相当于物理分区的/dev/hdaX。逻辑卷建立在卷组之上，卷组中的未分配空间可以用于建立新的逻辑卷，逻辑卷建立后可以动态地扩展或缩小空间。系统中的多个逻辑卷可以属于同一个卷组，也可以属于不同的多个卷组。
（4）PE（Physical Extent，物理区域）：物理区域是物理卷中可用于分配的最小存储单元，物理区域的大小可根据实际情况在建立物理卷时指定。物理区域大小一旦确定将不能更改，同一卷组中的所有物理卷的物理区域大小需要一致。当多个PV组成一个VG时，LVM会在所有PV上做类似格式化的动作，将每个PV切成一块块的空间，这一块块的空间就称为PE，通常是4MB。
（5）LE（Logical Extent，逻辑区域）：逻辑区域是逻辑卷中可用于分配的最小存储单元，逻辑区域的大小取决于逻辑卷所在卷组中的物理区域大小。LE的大小为PE的倍数（通常为1∶1）。
（6）VGDA（Volume Group Descriptor Area，卷组描述区域）：存在于每个物理卷中，用于描述该物理卷本身、物理卷所属卷组、卷组中的逻辑卷以及逻辑卷中物理区域的分配等所有的信息，卷组描述区域是在使用pvcreate命令建立物理卷时建立的。
LVM进行逻辑卷的管理时，创建顺序是pv→vg→lv。也就是说，首先创建一个物理卷（对应一个物理硬盘分区或者一个物理硬盘），然后把这些分区或者硬盘加入到一个卷组中（相当于一个逻辑上的大硬盘），再在这个大硬盘上划分分区lv（逻辑上的分区，就是逻辑卷），最后，把lv逻辑卷格式化以后，就可以像使用一个传统分区那样，把它挂载到一个挂载点上，需要的时候，这个逻辑卷可以被动态缩放。例如，可以用一个长方形的蛋糕来说明这种对应关系。物理硬盘相当于一个长方形蛋糕，把它切割成许多块，每个小块相当于一个pv，然后我们把其中的某些pv重新放在一起，抹上奶油，那么这些pv的组合就是一个新的“蛋糕”，也就是vg。最后，我们切割这个“新蛋糕”vg，切出来的“小蛋糕”就叫作lv。
注意：/boot启动分区不可以是LVM，因为GRUB和LILO引导程序并不能识别LV。
6.6.2 子任务2 建立物理卷、卷组和逻辑卷
假设系统中新增加了一块硬盘/dev/sdb，下面以在/dev/sdb上创建相关卷为例介绍物理卷、卷组和逻辑卷的建立方法。
物理卷可以建立在整个物理硬盘上，也可以建立在硬盘分区中，如要在整个硬盘上建立物理卷，则不要在该硬盘上建立任何分区；如要使用硬盘分区建立物理卷，则需事先对硬盘进行分区并设置该分区为LVM类型，其类型ID为0x8e。
1）建立LVM类型的分区
利用fdisk命令在/dev/sdb上建立LVM类型的分区，如下所示。
[root@RHEL6～]# fdisk /dev/sdb
//使用n子命令创建分区
Command (m for help): n
Command action
e extended
p primary partition (1-4)
p //创建主分区
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-130, default 1):
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-30, default 30): +100M
//查看当前分区的设置
Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 1073 MB, 1073741824 bytes
255 heads, 63 sectors/track, 130 cylinders
Units =cylinders of 16065* 512 =8225280 bytes
Device Boot Start End Blocks Id System
/dev/sdb1 1 13 104391 83 Linux
/dev/sdb2 31 60 240975 83 Linux
//使用t命令修改分区的类型
Command (m for help): t
Partition number (1-4): 1
Hex code (type L to list codes): 8e //设置分区类型为LVM类型
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)
//使用w命令保存对分区的修改，并退出fdisk命令
Command (m for help): w
利用同样的方法创建LVM类型的分区/dev/sdb3和/dev/sdb4。
2）建立物理卷
利用pvcreate命令可以在已经创建好的分区上建立物理卷。物理卷直接建立在物理硬盘或者硬盘分区上，所以物理卷的设备文件使用系统中现有的磁盘分区设备文件的名称。
//使用pvcreate命令创建物理卷
[root@RHEL6～]# pvcreate /dev/sdb1
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created
//使用pvdisplay命令显示指定物理卷的属性
[root@RHEL6～]# pvdisplay /dev/sdb1
//使用同样的方法建立/dev/sdb3和/dev/sdb4
3）建立卷组
在创建好物理卷后，使用vgcreate命令建立卷组。卷组设备文件使用/dev目录下与卷组同名的目录表示，该卷组中的所有逻辑设备文件都将建立在该目录下，卷组目录是在使用vgcreate命令建立卷组时创建的。卷组中可以包含多个物理卷，也可以只有一个物理卷。
//使用vgcreate命令创建卷组vg0
[root@RHEL6～]# vgcreate vg0 /dev/sdb1
Volume group "vg0" successfully created
//使用vgdisplay命令查看vg0信息
[root@RHEL6～]# vgdisplay vg0
其中vg0为要建立的卷组名称。这里的PE值使用默认的4MB，如果需要增大，可以使用-L选项，但是一旦设定以后不可更改PE的值。使用同样的方法创建vg1和vg2。
4）建立逻辑卷
建立好卷组后，可以使用lvcreate命令在已有卷组上建立逻辑卷。逻辑卷设备文件位于其所在的卷组的卷组目录中，该文件是在使用lvcreate命令建立逻辑卷时创建的。
//使用lvcreate命令创建卷组
[root@RHEL6～]# lvcreate -L 20M -n lv0 vg0
Logical volume "lv0" created
//使用lvdisplay命令显示创建的lv0的信息
[root@RHEL6～]# lvdisplay /dev/vg0/lv0
其中-L选项用于设置逻辑卷的大小，-n参数用于指定逻辑卷的名称和卷组的名称。
6.6.3 子任务3 管理LVM逻辑卷
1．增加新的物理卷到卷组中
当卷组中没有足够的空间分配给逻辑卷时，可以用给卷组增加物理卷的方法来增加卷组的空间。需要注意的是，下面的/dev/sdb2必须为LVM类型，而且必须为PV。
[root@RHEL6～]# vgextend vg0 /dev/sdb2
Volume group "vg0" successfully extended
2．逻辑卷容量的动态调整
当逻辑卷的空间不能满足要求时，可以利用lvextend命令把卷组中的空闲空间分配到该逻辑卷以扩展逻辑卷的容量。当逻辑卷的空闲空间太大时，可以使用lvreduce命令减少逻辑卷的容量。
//使用lvextend命令增加逻辑卷的容量
[root@RHEL6～]# lvextend -L +10M /dev/vg0/lv0
Rounding up size to full physical extent 12.00 MB
Extending logical volume lv0 to 32.00 MB
Logical volume lv0 successfully resized
//使用lvreduce命令减少逻辑卷的容量
[root@RHEL6～]# lvreduce -L -10M /dev/vg0/lv0
Rounding up size to full physical extent 8.00 MB
WARNING: Reducing active logical volume to 24.00 MB
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv0? [y/n]: y
Reducing logical volume lv0 to 24.00 MB
Logical volume lv0 successfully resized
3．删除逻辑卷、卷组、物理卷（必须按照先后顺序来执行删除）
//使用lvremove命令删除逻辑卷
[root@RHEL6～]# lvremove /dev/vg0/lv0
Do you really want to remove active logical volume "lv0"? [y/n]: y
Logical volume "lv0" successfully removed
//使用vgremove命令删除卷组
[root@RHEL6～]# vgremove vg0
Volume group "vg0" successfully removed
//使用pvremove命令删除物理卷
[root@RHEL6～]# pvremove /dev/sdb1
Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped
4．物理卷、卷组和逻辑卷的检查
1）物理卷的检查
[root@RHEL6～]#pvscan
PV /dev/sdb4 VG vg2 lvm2 [624.00 MB / 624.00 MB free]
PV /dev/sdb3 VG vg1 lvm2 [100.00 MB / 88.00 MB free]
PV /dev/sdb1 VG vg0 lvm2 [232.00 MB / 232.00 MB free]
PV /dev/sdb2 VG vg0 lvm2 [184.00 MB / 184.00 MB free]
Total: 4 [1.11 GB] / in use: 4 [1.11 GB] / in no VG: 0 [0 ]
2）卷组的检查
[root@RHEL6～]#vgscan
Reading all physical volumes. This may take a while...
Found volume group "vg2" using metadata type lvm2
Found volume group "vg1" using metadata type lvm2
Found volume group "vg0" using metadata type lvm2
3）逻辑卷的检查
[root@RHEL6～]#lvscan
ACTIVE ＇/dev/vg1/lv3＇ [12.00 MB] inherit
ACTIVE ＇/dev/vg0/lv0＇ [24.00 MB] inherit
(略)