LVM

LVM的基本概念

Physical Volume（PV，物理卷）：
是LVM的基础单位，对应实际的硬盘分区或整个硬盘。
通过pvcreate命令将普通分区或设备转换为PV。
如：pvcreate /dev/sdb1
Volume Group（VG，卷组）：
由一个或多个PV组成，类似于一个存储池。
通过vgcreate命令创建。
如：vgcreate my_vg /dev/sdb1 /dev/sdc1
Logical Volume（LV，逻辑卷）：
从VG中分配的逻辑存储单元，相当于可以动态调整大小的“分区”。
可以格式化为文件系统并挂载使用。
通过lvcreate命令创建。
如：lvcreate -L 10G -n my_lv my_vg
Physical Extent（PE，物理扩展块）：
PV被分成固定大小的PE（默认4MB）。
LV由VG中的PE组合而成。

LVM的主要优点

灵活的存储分配：
可动态调整LV大小（扩展或缩小）。
VG可以动态添加或移除PV。
快照功能：
可以为逻辑卷创建快照，用于备份和测试。
如：lvcreate -L 1G -s -n snapshot_lv /dev/my_vg/my_lv
跨磁盘存储：
VG可以跨越多个物理设备，从而创建更大的逻辑卷。
在线调整存储：
在不卸载分区的情况下扩展逻辑卷大小，并调整文件系统。

以下是将一个磁盘从零开始设置为LVM的流程，包括格式化、创建逻辑卷、以及格式化逻辑卷的步骤。

步骤描述

假设目标磁盘是 /dev/sdb，最终需要一个名为 my_lv 的逻辑卷挂载到 /mnt/data。

1. 初始化磁盘（可选）

如果磁盘已有数据或分区，需要清理。

wipefs -a /dev/sdb

清除分区表和文件系统信息。

2. 创建物理卷（PV）

使用 pvcreate 初始化磁盘为物理卷：

pvcreate /dev/sdb

验证结果：

pvdisplay

3. 创建卷组（VG）

创建卷组 my_vg 并添加物理卷 /dev/sdb：

vgcreate my_vg /dev/sdb

查看卷组信息：

vgdisplay

4. 创建逻辑卷（LV）

创建大小为 50GB 的逻辑卷 my_lv：

lvcreate -L 50G -n my_lv my_vg

或者创建使用卷组所有空间的逻辑卷：

lvcreate -l 100%FREE -n my_lv my_vg

查看逻辑卷信息：

lvdisplay

5. 格式化逻辑卷

将逻辑卷格式化为文件系统（以 ext4 为例）：

mkfs.ext4 /dev/my_vg/my_lv

6. 挂载逻辑卷

创建挂载点：

mkdir -p /mnt/data

挂载逻辑卷到 /mnt/data：

mount /dev/my_vg/my_lv /mnt/data

验证挂载：

df -h

7. 配置开机自动挂载（可选）

编辑 /etc/fstab 文件，添加如下行：

/dev/my_vg/my_lv /mnt/data ext4 defaults 0 0

然后验证配置是否正确：

umount /mnt/data
mount -a

完整命令示例

以下是一套完整的命令，连贯执行即可：

# 清理磁盘（可选）
wipefs -a /dev/sdb

# 创建物理卷
pvcreate /dev/sdb

# 创建卷组
vgcreate my_vg /dev/sdb

# 创建逻辑卷
lvcreate -L 50G -n my_lv my_vg

# 格式化逻辑卷
mkfs.ext4 /dev/my_vg/my_lv

# 挂载逻辑卷
mkdir -p /mnt/data
mount /dev/my_vg/my_lv /mnt/data

# 配置开机自动挂载
echo '/dev/my_vg/my_lv /mnt/data ext4 defaults 0 0' >> /etc/fstab

结果验证

查看物理卷、卷组、逻辑卷状态：
```
pvdisplay
vgdisplay
lvdisplay
```
确认挂载点的可用空间：
```
df -h /mnt/data
```

LVM的快照功能（Snapshot）是逻辑卷管理器中的一个强大工具，允许用户在某一时间点创建逻辑卷的副本，用于备份、恢复或测试等场景。以下是有关快照的详细介绍：

LVM快照的作用

数据备份：
快照创建时会捕获逻辑卷的当前状态，提供一个一致性的备份点。
快照可以挂载并备份，而不会干扰正在运行的主逻辑卷。
数据恢复：
如果主逻辑卷发生错误（如意外删除文件或数据损坏），可以使用快照恢复到快照创建时的状态。
开发和测试：
快照可用于测试新功能或修改数据。如果修改导致问题，可以快速回滚到原始状态。
文件系统检查：
在需要运行文件系统检查（fsck）或其他维护任务时，使用快照避免对生产逻辑卷直接操作。

LVM快照的特点

写时复制（Copy-on-Write, CoW）：
快照并不是逻辑卷的完整副本，而是只在原始数据发生更改时存储被修改的数据块。
因此快照的创建速度非常快，且初始占用的存储空间很小。
动态增长：
快照的大小决定了它可以存储多少变化数据（而不是原始逻辑卷的大小）。

快照的使用场景

数据备份：
使用快照创建一致性视图，然后将快照挂载并复制数据到其他存储介质。
数据恢复：
创建快照后误操作文件时，使用快照恢复逻辑卷的状态。
临时分析：
快照挂载后可以用作数据分析的临时环境，不会影响原始数据。

快照的创建和管理

1. 创建快照

假设主逻辑卷是 /dev/my_vg/my_lv，创建一个名为 my_lv_snap 的快照，大小为 10GB：

lvcreate -L 10G -s -n my_lv_snap /dev/my_vg/my_lv

2. 挂载快照

将快照挂载到某个目录（如 /mnt/snapshot）以访问快照中的数据：

mkdir -p /mnt/snapshot
mount /dev/my_vg/my_lv_snap /mnt/snapshot

3. 恢复逻辑卷

如果需要恢复主逻辑卷到快照状态：

lvconvert --merge /dev/my_vg/my_lv_snap

注意： - 恢复操作需要卸载主逻辑卷。 - 系统需要重启以完成恢复。

4. 删除快照

当快照不再需要时，可以删除：

lvremove /dev/my_vg/my_lv_snap

快照的注意事项

存储空间限制：
快照需要足够的空间存储变化数据。如果快照空间用尽，快照会失效。
建议分配的快照大小为主逻辑卷的 10%～20%，根据写入量适当调整。
性能开销：
写时复制机制会带来一定的性能开销，特别是在主逻辑卷有大量写操作时。
只读和可写快照：
默认创建的快照是可写的，可以对快照进行实验性更改。
若只需读取快照，可使用 -pr 参数创建只读快照。

完整示例

场景：备份逻辑卷

创建快照：

lvcreate -L 10G -s -n my_lv_snap /dev/my_vg/my_lv

挂载快照：

mount /dev/my_vg/my_lv_snap /mnt/snapshot

备份数据：

rsync -av /mnt/snapshot /backup/location

卸载并删除快照：

umount /mnt/snapshot
lvremove /dev/my_vg/my_lv_snap