[RHCE] LVM

LVM

LVM(Logical Volume Management，邏輯捲軸管理)是一種可以更彈性管理磁碟的方法。藉由將實體儲存裝置的分割區整合提供一個更大的儲存空間，讓管理員依照需求去分配資源。並且若日後需要增加或縮減檔案系統空間，都可以在不重新格式化整個檔案系統的情況下完成。

LVM主要分成四個項目，而這四個項目也代表著建制LVM的階段作業。

PV(Physical Volume，實體捲軸)

LVM中最底層的空間，為實體切割區調整系統識別碼後格式化的區域。因為PV無法跨實體磁碟，所以最大空間即為實體磁碟空間。

PE(Physical Extend，實體延伸區塊)

PE是LVM中最小的儲存單位，類似實體磁碟的block，建立VG時可以決定PE的大小，預設是4MB。PE可以決定VG的大小，在LVM1中，PE的個數限制在65534個，每個PE的大小為8k-512MB。而在LVM2中，PE移除了個數的限制，大小則是延伸到16GB，使得管理員可以建立更大的VG。

VG(Volume Group，捲軸群組)

VG為PV所集合而成的空間，可跨越實體磁碟。VG的大小主要因PE而決定，在LVM1中，VG最大的限制到2TB。在LVM2中，VG在32bits的系統中可到達16TB，在64bits的系統更可到達8EB的空間。

LV(Logical Volume，邏輯捲軸)

VG最終會切割出各個LV，在格式化LV之後就可成為類似分割區的空間儲存資料。LV的大小也是以PE為單位。

整個LVM的建立流程就是，一個實體的磁碟經由建立PV，再由建立VG決定PE大小而堆疊組合出VG。VG在經過管理者分配切割為LV，格式化LV之後便成為可用的檔案系統，如下圖所示：
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LVM CREATE

首先先來介紹LVM建立的方法。
  1. 使用 #fdisk 建立一個系統識別碼為8e的分割區( #fdisk 切割出分割區後按t可變更識別碼)。
  2. #pvcreate /dev/[分割區代號] 建立PV。
  3. 使用 #vgcreate -s [PE大小] [VG名稱] [PV名稱] 建立VG，-s為設定PE大小，預設為4MB。如有多個PV，例如vda5、vda6、vda7，則輸入 #vgcreate -s [VG名稱] /dev/vda{5,6,7}。
  4. 使用 #lvcreate -n [LV名稱] -L 2G [VG名稱] 建立LV，-n為設定LV名稱，-L為設定LV大小。或者可使用-l，為以PE作為單位切割，-L並非切割剛好的空間，而是切割出最接近的PE數量。
  5. #mkfs -t ext4 /dev/[VG名稱]/[LV名稱]，建立檔案系統。
  6. #mkdir /[掛載點]，建立掛載點。
  7. #mount /dev/[VG名稱]/[LV名稱] /[掛載點] 掛載，或編輯/etc/fstab自動掛載。

當各步驟輸入指令完畢之後，可以查詢各階段設定是否正確。#pvdisplay /dev/[PV分割區代號]，查詢PV資訊。#vgdisplay [VG名稱]，查詢VG資訊。#lvdisplay /dev/[VG名稱]/[LV名稱]，查詢LV資訊。

LVM EXTEND & REDUCE

LVM的優點就在於它彈性的空間配置，可以隨時增加或縮減空間的大小而不影響檔案系統。例如當管理員購置的新硬碟，可以增加到VG或LV裡面，而不用格式化整個系統。或者當管理員發現哪邊有閒置的空間，可以先刪除然後增加到其他檔案系統中。

LVM在進行空間縮減的時候，會先以空白的空間進行搬移，盡量避免動到有資料的空間。但在進行空間大小變更前，最好還是先確認過目前空間的狀況後，才開始進行縮減的動作。不然剩餘的空間不足以應付增加或縮減時，資料就有可能受損了。所以建議使用指令 #df -h /[掛載點]，或者 #vgdispaly [VG名稱] 來確認目前空間大小。

LV Extend & Reduce

當進行LV增加或縮減時，避免出錯最好都先將空間卸載。增加LV大小時，必須要先確定VG有足夠的延伸空間。先輸入 #lvextend -L [空間大小] /dev/[VG名稱]/[LV名稱]，-L可改為-l以PE數量為單位。如果空間大小前面使用「+」表示增加多少空間大小，若不使用表示指定為多少空間大小。然後 #resize2fs -p /dev/[VG名稱]/[LV名稱] 變更檔案系統大小，再重新掛載檔案系統。

要縮小LV大小時，系統會提示要先做 #e2fsck -f [VG名稱]/[LV名稱] 這個動作。跟延伸不同的是要先做 #resize2fs -p /dev/[VG名稱]/[LV名稱] [空間大小]。要注意這邊是縮減檔案系統為指定大小，而不是縮減多少大小。然後 #lvreduce -L [空間大小] /dev/[VG名稱]/[LV名稱]，-L可改為-l，以PE數量為單位。跟延伸相同，若空間大小前加上「-」表示減少多少空間大小，不使用表示指定空間大小。完成之後再將檔案系統重新掛載即可。

VG Extend & Reduce

要進行VG的空間增加時，我們要先建立新的PV。再使用 #vgextend [VG名稱] /dev/[PV分割區代號]，就可以把新的PV加進VG了。

而要縮減VG大小時，先以 #pvmove /dev/[PV分割區代號] 移除PV。再使用 #vgreduce [VG名稱] /dev/[PV分割區代號] 將VG中的PV移除。

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