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邏輯卷管理器 (Logical Volume Manager) 之三！

阿新 • • 發佈：2019-01-30
LVM 的系統快照

快照就是將當時的系統資訊記錄下來，就好像照相記錄一般！ 未來若有任何資料更動了，則原始資料會被搬移到快照區，沒有被更動的區域則由快照區與檔案系統共享。 用講的好像很難懂，我們用圖解說明一下好了：

左圖為最初建置系統快照區的狀況，LVM 會預留一個區域 (左圖的左側三個 PE 區塊) 作為資料存放處。 此時快照區內並沒有仸何資料，而快照區與系統區共享所有的 PE 資料， 因此你會看到快照區的內容與檔案系統是一模一樣的。 等到系統運作一陣子後，假設 A 區域的資料被更動了 (上面右圖所示)，則更動前系統會將該區域的資料移動到忚照區， 所以在右圖的快照區被佔用了一塊 PE 成為 A，而其他 B 到 I 的區塊則還是與檔案系統共享！

照這樣的情況杢看，LVM 的系統快照是非常棒的『備份工具』，因為他只有備份有被更動到的資料， 檔案系統內沒有被變更的資料依舊保持在原本的區塊內，但是 LVM 快照功能會知道那些資料放置在哪裡， 因此『快照』當時的檔案系統就得以『備份』下來，並且快照所佔用的容量又非常小！所以您說，這不是很棒的工具又是什麼？

那麼快照區要如何建立不使用呢？首先，由於快照區與原本的 LV 共享很多 PE 區塊，因此快照區與被快照的 LV 必項要在同一個 VG 上頭。

快照區的建立

#1.先檢視VG還剩下多少容量
[[email protected] ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ingvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        4
  Metadata Sequence No  9
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                4
  Act PV                4
  VG Size               31.94 GB
  PE Size               16.00 MB
  Total PE              2044
  Alloc PE / Size       2044 / 31.94 GB
  Free  PE / Size       0 / 0             --沒有多餘的PE可以用。
  VG UUID               NOdo5r-CHA0-W9D8-wBRj-ydV0-3UGm-XJx0vI
  
#2.增加VG
[
 
[email protected] ~]# pvcreate /dev/sdf
  Physical volume "/dev/sdf" successfully created
[[email protected] ~]# vgextend ingvg /dev/sdf 
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Volume group "ingvg" successfully extended
[[email protected] ~]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ingvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        5
  Metadata Sequence No  10
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                5
  Act PV                5
  VG Size               39.92 GB
  PE Size               16.00 MB
  Total PE              2555
  Alloc PE / Size       2044 / 31.94 GB
  Free  PE / Size       511 / 7.98 GB         --多出了511個PE。
  VG UUID               NOdo5r-CHA0-W9D8-wBRj-ydV0-3UGm-XJx0vI

#3.新建快照區。
[
 
[email protected] ~]# lvcreate -l 250 -s -n ingss /dev/ingvg/inglv 
  Logical volume "ingss" created
# 上述的指令中最重要的是那個 -s 的選頃！代表是 snapshot 快照功能之意！ 
# -n 後面接快照區的裝置名稱， /dev/.... 則是要被快照的 LV 完整檔名。 
# -l 後面則是接使用多少個 PE 來作為這個快照區使用。
[[email protected] ~]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/inglv
  VG Name                ingvg
  LV UUID                4KbMKd-AJkf-z0fi-KtWP-zT5C-qirS-IkVFDv
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     source of
                         /dev/ingvg/ingss [active]
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                31.94 GB
  Current LE             2044
  Segments               4
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1
   
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/ingss
  VG Name                ingvg
  LV UUID                jdBXbr-A9h8-00U8-oEhi-vC9n-MfRX-mY57ON
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     active destination for /dev/ingvg/inglv
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                31.94 GB       --被快照的原LV磁碟容量
  Current LE             2044
  COW-table size         3.91 GB        --快照區的實際容量
  COW-table LE           250            --快照區佔用的PE數量
  Allocated to snapshot  0.00% 
  Snapshot chunk size    4.00 KB
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0
#/dev/ingvg/ingss快照被建立起來了，他的容量與VG相同。

#4.掛載/dev/ingvg/ingss
[[email protected] mnt]# mkdir /mnt/snapshot
[[email protected] mnt]# mount /dev/ingvg/ingss /mnt/snapshot/
[[email protected] mnt]# df
檔案系統               1K-塊        已用     可用 已用% 掛載點
/dev/sda3              5991232   2656912   3025072  47% /
/dev/sda1               101086     11373     84494  12% /boot
tmpfs                   517548         0    517548   0% /dev/shm
/dev/mapper/ingvg-inglv
                      32172936    180292  30685204   1% /mnt/lvm
/dev/mapper/ingvg-ingss
                      32172936    180292  30685204   1% /mnt/snapshot
[[email protected] snapshot]# ll
總計 40
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  16 root root  4096 02-17 18:09 log
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found
#注意etc和log是/dev/ingvg/inglv裡面的內容。

[[email protected] mnt]# umount /mnt/snapshot/

利用快照區復原系統
#1.先將原本的 /dev/ingvg/inglv 內容作些變更，增增減減一些目錄吧！
[[email protected] mnt]# cd /mnt/lvm/
[[email protected] lvm]# ll
總計 40
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  16 root root  4096 02-17 18:09 log
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found
[[email protected] lvm]# rm -rf /mnt/lvm/log/
[[email protected] lvm]# cp -a /boot/ /lib/ /sbin/ .
[[email protected] lvm]# ll
總計 64
drwxr-xr-x   4 root root  4096 02-15 23:55 boot
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  13 root root  4096 02-16 18:24 lib
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found
drwxr-xr-x   2 root root 12288 02-16 18:24 sbin
[[email protected] lvm]# lvdisplay /dev/ingvg/ingss
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/ingss
  VG Name                ingvg
  LV UUID                HnpL5n-3mEu-afIq-jCCL-62ss-ElDy-N90beh
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     active destination for /dev/ingvg/inglv
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                31.94 GB
  Current LE             2044
  COW-table size         3.91 GB
  COW-table LE           250
  Allocated to snapshot  2.85%              --從這裡可以看出快照區已經被使用了。
  Snapshot chunk size    4.00 KB
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

#2.利用快照區將原本的檔案系統備份。
[[email protected] ~]# mount /dev/ingvg/ingss /mnt/snapshot
[[email protected] ~]# cd /mnt/snapshot
[[email protected] snapshot]# ll
總計 40
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  16 root root  4096 02-17 18:09 log
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found
[[email protected] snapshot]# df
檔案系統               1K-塊        已用     可用 已用% 掛載點
/dev/sda3              5991232   2664400   3017584  47% /
/dev/sda1               101086     11373     84494  12% /boot
tmpfs                   517548         0    517548   0% /dev/shm
/dev/mapper/ingvg-inglv
                      32172936    395048  30470448   2% /mnt/lvm
/dev/mapper/ingvg-ingss
                      32172936    284352  30581144   1% /mnt/snapshot
# 看吧！兩者確實不一樣了！開始將快照區內容複製出來吧！ 
[[email protected] snapshot]# mkdir /mnt/backups 
[[email protected] snapshot]# tar -jcv -f /mnt/backups/lvm.tar.bz2 * 
# 此時你就會有一個備份資料，亦即是 /backups/lvm.tar.bz2 了！
為什麼要備份呢？為什麼不可以直接格式化 /dev/ingvg/inglv 然後將 /dev/ingvg/ingss 直接複製給 inglv 呢？ 要知道 ingss 其實是 inglv 的快照，因此如果你格式化整個 inglv 時，原本的檔案系統所有資料都會被搬移到 ingss。 那如果 ingss 的容量不夠大 (通常也真的不夠大)，那麼部分資料將無法複製到 ingss 內，資料當然無法全部還原啊！ 所以才要在上面表格中製作出一個備份檔案的！瞭解乎？接下來讓我們準備還原 inglv 的內容吧！ 
# 3. 將 ingss 卸除並移除 (因為裡面的內容已經備份起來了) 
[[email protected] ~]# umount /mnt/snapshot 
[[email protected] ~]# lvremove /dev/ingvg/ingss 
Do you really want to remove active logical volume "vbirdss"? [y/n]: y 
  Logical volume "vbirdss" successfully removed 
[[email protected] ~]# umount /mnt/lvm 
[[email protected] ~]# mkfs -t ext3 /dev/ingvg/inglv 
[[email protected] ~]# mount /dev/ingvg/inglv /mnt/lvm 
[[email protected] ~]# tar -jxv -f /mnt/backups/lvm.tar.bz2 -C /mnt/lvm 
[[email protected] ~]# ll /mnt/lvm 
drwxr-xr-x 105 root root 12288 Mar 11 16:59 etc 
drwxr-xr-x 17 root root 4096 Mar 11 14:17 log 
drwx------ 2 root root 16384 Mar 11 16:59 lost+found 
# 是否與最初的內容相同啊！這就是透過快照杢還原的一個簡單的方法囉！
換個角度來想想，我們將原本的 inglv 當作備份資料，然後將 ingss 當作實際在運作中的資料， 任何測試的動作都在 ingss 這個快照區當中測試，那麼當測試完畢要將測試的資料刪除時，只要將快照區除去即可！ 而要複製一個 inglv 的系統，再作另外一個快照區即可！這樣是否非常方便啊？ 這對於教學環境中每年都要幫學生製作一個練習環境主機的測試，非常有幫助呢！
#1.新建一個大一些的快照
[[email protected] lvm]# df
檔案系統               1K-塊        已用     可用 已用% 掛載點
/dev/sda3              5991232   2664408   3017576  47% /
/dev/sda1               101086     11373     84494  12% /boot
tmpfs                   517548         0    517548   0% /dev/shm
/dev/mapper/ingvg-inglv
                      32963440    284052  31004944   1% /mnt/lvm
[[email protected] lvm]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/inglv
  VG Name                ingvg
  LV UUID                4KbMKd-AJkf-z0fi-KtWP-zT5C-qirS-IkVFDv
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                31.94 GB
  Current LE             2044
  Segments               4
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1
   
[[email protected] lvm]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ingvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        5
  Metadata Sequence No  16
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                5
  Act PV                5
  VG Size               39.92 GB
  PE Size               16.00 MB
  Total PE              2555
  Alloc PE / Size       2044 / 31.94 GB
  Free  PE / Size       511 / 7.98 GB
  VG UUID               NOdo5r-CHA0-W9D8-wBRj-ydV0-3UGm-XJx0vI

[[email protected] lvm]# lvcreate -s -l 511 -n ingss /dev/ingvg/inglv 
  Logical volume "ingss" created
[[email protected] lvm]# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ingvg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        5
  Metadata Sequence No  18
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                2
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                5
  Act PV                5
  VG Size               39.92 GB
  PE Size               16.00 MB
  Total PE              2555
  Alloc PE / Size       2555 / 39.92 GB
  Free  PE / Size       0 / 0   
  VG UUID               NOdo5r-CHA0-W9D8-wBRj-ydV0-3UGm-XJx0vI
   
[[email protected] lvm]# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/inglv
  VG Name                ingvg
  LV UUID                4KbMKd-AJkf-z0fi-KtWP-zT5C-qirS-IkVFDv
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     source of
                         /dev/ingvg/ingss [active]
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                31.94 GB
  Current LE             2044
  Segments               4
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1
   
  --- Logical volume ---
  LV Name                /dev/ingvg/ingss
  VG Name                ingvg
  LV UUID                oIDgZj-TkjC-wb9e-N93F-6n0m-KivT-pHECUp
  LV Write Access        read/write
  LV snapshot status     active destination for /dev/ingvg/inglv
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                31.94 GB
  Current LE             2044
  COW-table size         7.98 GB
  COW-table LE           511
  Allocated to snapshot  0.00% 
  Snapshot chunk size    4.00 KB
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0
  
#2.隱藏inglv 掛載ingss
[[email protected] ~]# umount /mnt/lvm/
[[email protected] ~]# mount /dev/ingvg/ingss /mnt/snapshot/
[[email protected] ~]# df
檔案系統               1K-塊        已用     可用 已用% 掛載點
/dev/sda3              5991232   2664412   3017572  47% /
/dev/sda1               101086     11373     84494  12% /boot
tmpfs                   517548         0    517548   0% /dev/shm
/dev/mapper/ingvg-ingss
                      32963440    284052  31004944   1% /mnt/snapshot
                      
#3.開始惡搞
[[email protected] mnt]# cd /mnt/snapshot/
[[email protected] snapshot]# ll
總計 32
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  16 root root  4096 02-17 18:09 log
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found
[[email protected] snapshot]# rm -rf etc/ log/
[[email protected] snapshot]# ll
總計 16
drwx------ 2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found

#4.還原本快照區
[[email protected] ~]# umount /mnt/snapshot/
[[email protected] ~]# lvremove /dev/ingvg/ingss 
Do you really want to remove active logical volume ingss? [y/n]: y
  Logical volume "ingss" successfully removed
[[email protected] ~]# lvcreate -s -l 511 -n ingss /dev/ingvg/inglv
  Logical volume "ingss" created
[[email protected] ~]# mount /dev/ingvg/ingss /mnt/snapshot/
[[email protected] ~]# ll /mnt/snapshot/
總計 32
drwxr-xr-x 101 root root 12288 02-17 20:36 etc
drwxr-xr-x  16 root root  4096 02-17 18:09 log
drwx------   2 root root 16384 02-17 00:38 lost+found

LVM 相關指令彙整與 LVM 的關閉


1. 先卸除系統上面的 LVM 檔案系統 (包括快照與所有 LV)；
2. 使用 lvremove 移除 LV ；
3. 使用 vgchange -a n VGname 讓 VGname 這個 VG 不具有 Active 的標誌；
4. 使用 vgremove 移除 VG：
5. 使用 pvremove 移除 PV；
6. 最後，使用 fdisk 修改 ID 回來啊！

[[email protected] ~]# umount /mnt/lvm/
[[email protected] ~]# umount /mnt/snapshot/
[[email protected] ~]# lvremove /dev/ingvg/ingss 
Do you really want to remove active logical volume ingss? [y/n]: y
  Logical volume "ingss" successfully removed
[[email protected] ~]# lvremove /dev/ingvg/inglv 
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
Do you really want to remove active logical volume inglv? [y/n]: y
  Logical volume "inglv" successfully removed
[[email protected] ~]# vgchange -a n ingvg
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 0: 輸入/輸出錯誤
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 4294836224: 輸入/輸出錯誤
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 4294955008: 輸入/輸出錯誤
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 0: 輸入/輸出錯誤
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 4096: 輸入/輸出錯誤
  /dev/cdrom: read failed after 0 of 2048 at 0: 輸入/輸出錯誤
  0 logical volume(s) in volume group "ingvg" now active
[[email protected] ~]# vgremove ingvg
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Volume group "ingvg" successfully removed
[[email protected] ~]# pvremove /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1 /dev/sdf
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Labels on physical volume "/dev/sdc1" successfully wiped
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Labels on physical volume "/dev/sdd1" successfully wiped
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Labels on physical volume "/dev/sde1" successfully wiped
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  Labels on physical volume "/dev/sdf" successfully wiped
[[email protected] ~]# pvscan
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
  No matching physical volumes found
[[email protected] ~]# pvdisplay
[[email protected] ~]# vgscan
  Reading all physical volumes.  This may take a while...
  /dev/cdrom: open failed: 只讀檔案系統
  Attempt to close device '/dev/cdrom' which is not open.
[[email protected] ~]# vgdisplay
[[email protected] ~]# lvscan
[[email protected] ~]# lvdisplay

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