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Linux磁盘管理之LVM2 逻辑卷管理工具

2017-11-15 1280
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简介：

一、LVM的基本概念

    LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是Linux下对磁盘分区进行管理的一种机制。LVM是建立在磁盘分区与文件系统之上的一个逻辑层。其主要特点是可以动态的在不重新分区的情况下调整分区大小，比如当业务数据快要占满磁盘时，这时需要增加硬盘，LVM就可以将新增的硬盘空间直接扩展到原来的磁盘分区上。

    LVM在centos 6以后升级为LVM2，但是查看其帮助文档还是通过“man lvm”来实现。

    LVM除了在动态扩容方面有优势，还有快照功能，可以瞬间备份某一时刻的文件。

二、LVM中的术语

    物理卷：(Physical Volume，PV),指硬盘分区或者从逻辑上看与硬盘分区类似的设备。

    卷组：（ Volume Group，VG）,类似与非LVM系统上的物理硬盘,一个LVM卷组由一个或多个PV组成。

    逻辑卷：（Logical Volume，LV）,类似于非LVM系统上的硬盘分区，LV建立在VG上，可以在LV上面创建文件系统。

    PE（Physical Extent，PE）,PV中可以分配的最小存储单元。PE大小可以指定（默认为4M）

    LE（Logical Extent，LE）,LV中可以分配的最小单元。同一个卷组中LE与PE的大小是一样的，且一一对应。

    下图清楚的说明了LVM各自组成部分之间的对应关系。

wKioL1bqoqaha6dQAACCp9SqwR4300.png



三、LVM创建与管理

    首先，建议各位在使用时，现在测试机上面测试好再进行操作。

    我这里新添加了一块硬盘为/dev/sdc，分为5个区，其中/dev/sdc4为扩展分区，此次将对/dev/sdc1、/dev/sdc2、/dev/sdc3、/dev/sdc5操作。

1、lvm管理命令中的查看命令

    # 此处放在前面说是因为在创建之后需要进行查看验证，此处不做演示，后面实战中会演示其功能

    a、pv（物理卷）查看工具

        pvs [device]用于查看当前pv，可指定设备查看

        pvdisplay [device]查看pv的详细信息，可指定设备查看

    b、vg（卷组）查看工具

        vgs [device]用于查看当前vg，可指定设备查看

        vgdisplay [device]用于查看当前vg的详细信息，可指定设备查看

    c、lv（逻辑卷）查看工具

        lvs [device]用于查看当前lv，可指定设备查看

        lvdisplay [device]用于查看当前lv的详细信息，可指定设备查看

2、创建与删除pv

创建PV

    pvcreate /dev/DEVICE

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# pvcreate /dev/sdc{1,2,3,5}
   Physical volume  "/dev/sdc1"  successfully created
   Physical volume  "/dev/sdc2"  successfully created
   Physical volume  "/dev/sdc3"  successfully created
   Physical volume  "/dev/sdc5"  successfully created
 
   # 查看当前系统上所有的pv
 
# pvs
   PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
   /dev/sdc1        lvm2 ---  2.00g 2.00g
   /dev/sdc2        lvm2 ---  3.00g 3.00g
   /dev/sdc3        lvm2 ---  4.00g 4.00g
   /dev/sdc5        lvm2 ---  6.00g 6.00g
 
   #查看每个pv的详细信息
 
# pvdisplay 
   "/dev/sdc5"  is a new physical volume of  "6.00 GiB"
   --- NEW Physical volume ---
   PV Name                /dev/sdc5
   VG Name               
   PV Size               6.00 GiB
   Allocatable           NO
   PE Size               0   
   Total PE              0
   Free PE               0
   Allocated PE          0
   PV UUID               o9mAZH-XW6M-B3qe-UUbG-62Xs-i10j-7kWJrs
    
   "/dev/sdc1"  is a new physical volume of  "2.00 GiB"
   --- NEW Physical volume ---
   PV Name                /dev/sdc1
   VG Name               
   PV Size               2.00 GiB
   Allocatable           NO
   PE Size               0   
   Total PE              0
   Free PE               0
   Allocated PE          0
   PV UUID               f1S5ly-SjTw-SeJP-lRQ6-INWD-wSTP-VZbKgf
    
   "/dev/sdc3"  is a new physical volume of  "4.00 GiB"
   --- NEW Physical volume ---
   PV Name                /dev/sdc3
   VG Name               
   PV Size               4.00 GiB
   Allocatable           NO
   PE Size               0   
   Total PE              0
   Free PE               0
   Allocated PE          0
   PV UUID               u0JyWo-DQ0j-YmVQ-BlQl-mADE-CUHO-Z8vHZW
    
   "/dev/sdc2"  is a new physical volume of  "3.00 GiB"
   --- NEW Physical volume ---
   PV Name                /dev/sdc2
   VG Name               
   PV Size               3.00 GiB
   Allocatable           NO
   PE Size               0   
   Total PE              0
   Free PE               0
   Allocated PE          0
   PV UUID               e2bWFM-cSc8-3rf2-v0q2-xiBC-63fc-acbdsC

删除pv(注意：如果在使用的pv不能直接移除，需要使用pvmove命令将其数据移除完毕后在用pvremove移除)

    pvremove /dev/DEVICE

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# pvremove /dev/sdc1
   Labels on physical volume  "/dev/sdc1"  successfully wiped
# pvs
   PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
   /dev/sdc2        lvm2 ---  3.00g 3.00g
   /dev/sdc3        lvm2 ---  4.00g 4.00g
   /dev/sdc5        lvm2 ---  6.00g 6.00g
# pvremove /dev/sdc2
   Labels on physical volume  "/dev/sdc2"  successfully wiped
# pvs
   PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
   /dev/sdc3        lvm2 ---  4.00g 4.00g
   /dev/sdc5        lvm2 ---  6.00g 6.00g

3、VG管理工具

创建VG：

    vgcreate  [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]

    -s：指定PE大小（默认为4M）

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# vgcreate vg0 /dev/sdc{1,2,3,5}
   Volume group  "vg0"  successfully created
   #查看系统上所有的vg
# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    4   0   0 wz--n- 14.98g 14.98g
   #查看每个vg的详细信息
# vgdisplay 
   --- Volume group ---
   VG Name               vg0
   System ID             
   Format                lvm2
   Metadata Areas        4
   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                4
   Act PV                4
   VG Size               14.98 GiB
   PE Size               4.00 MiB
   Total PE              3836
   Alloc PE / Size       0 / 0   
   Free  PE / Size       3836 / 14.98 GiB
   VG UUID               p69GZ4-VGNi-IOaO-FGZp-csIy-713y-mwJyjg

扩展VG：

    vgextend  VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]

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# pvs
   PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
   /dev/sdc1   vg0  lvm2 a--  2.00g 2.00g
   /dev/sdc2   vg0  lvm2 a--  3.00g 3.00g
   /dev/sdc3   vg0  lvm2 a--  4.00g 4.00g
   /dev/sdc5   vg0  lvm2 a--  6.00g 6.00g
# pvcreate /dev/sdc6
   Physical volume  "/dev/sdc6"  successfully created
# pvs
   PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
   /dev/sdc1   vg0  lvm2 a--  2.00g 2.00g
   /dev/sdc2   vg0  lvm2 a--  3.00g 3.00g
   /dev/sdc3   vg0  lvm2 a--  4.00g 4.00g
   /dev/sdc5   vg0  lvm2 a--  6.00g 6.00g
   /dev/sdc6   vg0  lvm2 a--  2.00g 2.00g
# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    4   0   0 wz--n- 14.98g 14.98g
# vgextend vg0 /dev/sdc6
   Volume group  "vg0"  successfully extended
# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    5   0   0 wz--n- 16.98g 16.98g

缩减VG：

    # 注意在做缩减时，如果pv中有数据，必须先执行pvmove将数据移走后移除，此步骤不可少。此处为演示环境，所以没有数据。

    vgreduce  VolumeGroupName  PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath...]

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# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    5   0   0 wz--n- 16.98g 16.98g
# vgreduce vg0 /dev/sdc6 
   Removed  "/dev/sdc6"  from volume group  "vg0"
# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    4   0   0 wz--n- 14.98g 14.98g

删除VG：

    vgremove [VolumeGroupName...]

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# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    4   0   0 wz--n- 14.98g 14.98g
# vgremove vg0 
   Volume group  "vg0"  successfully removed
# vgs

4、LV管理工具

    lv在缩减时必须注意每一个步骤不能出错，凡是有关数据的操作一定要100%确认后在执行。

创建lv：

    # 注意：lv是基于vg的，而vg是基于pv的所以此处在创建lv时首先需要查看vg大小能不能容下你要创建的lv，不能则需要扩展。

    lvcreate -L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup

        -L：指定lv大小 

        -n：指定lv名字

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# vgs
   VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree 
   vg0    4   0   0 wz--n- 14.98g 14.98g
# lvcreate -L 10G -n lv0 vg0
WARNING: xfs signature detected on  /dev/vg0/lv0  at offset 0. Wipe it? [y /n ]: y
   Wiping xfs signature on  /dev/vg0/lv0 .
   Logical volume  "lv0"  created.
# lvs
   LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
   lv0  vg0  -wi-a----- 10.00g                                                    
# lvdisplay 
   --- Logical volume ---
   LV Path                 /dev/vg0/lv0
   LV Name                lv0
   VG Name                vg0
   LV UUID                FJ1TAj-oauO-oaol-k6yg-V5jE-BBF3-XsZeQs
   LV Write Access         read /write
   LV Creation host,  time  localhost.localdomain, 2016-03-17 21:08:26 +0800
   LV Status              available
   # open                 0
   LV Size                10.00 GiB
   Current LE             2560
   Segments               3
   Allocation             inherit
   Read ahead sectors     auto
   - currently  set  to     8192
   Block device           253:0

删除lv：

    # 注意：移除lv时也要先将其中数据移除

    lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

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# lvremove /dev/vg0/lv0 
Do you really want to remove active logical volume lv0? [y /n ]: y
   Logical volume  "lv0"  successfully removed
# lvs

扩展lv：

    # lv在扩展时可以动态扩展，所以不需要卸载文件系统

    # 此处需要先建立文件系统并挂载

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# lvs
   LV   VG   Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
   lv0  vg0  -wi-a----- 10.00g                                                    
 
# mkfs.ext4 /dev/vg0/lv0 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS  type : Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
655360 inodes, 2621440 blocks
131072 blocks (5.00%) reserved  for  the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
80 block  groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632
Allocating group tables:  done                            
Writing inode tables:  done                            
Creating journal (32768 blocks):  done
Writing superblocks and filesystem accounting information:  done 
 
# mount /dev/vg0/lv0 /backup/
 
# df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /backup

a、扩展lv

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# df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /backup
# lvextend -L 11G /dev/vg0/lv0 
# df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /backup

此时查看并未扩展成功，因为lvm逻辑上扩展了，需要扩展文件系统

b、扩展文件系统

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# resize2fs /dev/vg0/lv0 
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at  /dev/vg0/lv0  is mounted on  /backup ; on-line resizing required
old_desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 2
The filesystem on  /dev/vg0/lv0  is now 2883584 blocks long.
# df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4       11G   41M   11G   1%  /backup

再次查看，成功扩展到11G ！

缩减lv：

    # 缩减lv时必须卸载兵器需要先缩减文件系统，然后在缩减lvm，另外缩减时必须先对系统进行检查，查看是否能够缩减且缩减后的容量能容下所存在的数据。

a、卸载

查看挂载点文件及其内容

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# df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4       11G   41M   11G   1%  /backup
 
# ls /backup/
issue  lost+found
 
# cat issue 
\S
Kernel \r on an \m
Mage Education Learning Services
http: //www .magedu.com
# test lvreduce

卸载

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# umount /backup/
# df -hT
Filesystem     Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2       xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs       devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs          tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs          tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs          tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3       xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127      ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1       xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs          tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0

b、检查设备

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# e2fsck -f /dev/vg0/lv0 
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/vg0/lv0 : 12 /720896  files (0.0% non-contiguous), 88277 /2883584  blocks

c、缩减文件系统大小

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# resize2fs /dev/vg0/lv0 5G
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on  /dev/vg0/lv0  to 1310720 (4k) blocks.
The filesystem on  /dev/vg0/lv0  is now 1310720 blocks long.

d、缩减lvm大小

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# lvreduce -L 5G /dev/vg0/lv0 
   WARNING: Reducing active logical volume to 5.00 GiB
   THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lv0? [y /n ]: y
   Size of logical volume vg0 /lv0  changed from 11.00 GiB (2816 extents) to 5.00 GiB (1280 extents).
   Logical volume lv0 successfully resized.

e、挂载并查看数据

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# mount /dev/vg0/lv0 /backup/
[root@localhost ~] # df -hT
Filesystem          Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2            xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs            devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs               tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs               tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3            xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127           ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1            xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs               tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0  ext4      4.8G   33M  4.5G   1%  /backup
# ls /backup/
issue  lost+found
# cat /backup/issue 
\S
Kernel \r on an \m
Mage Education Learning Services
http: //www .magedu.com
# test lvreduce

缩减完毕，但是还是在这提醒一下各位，缩减是非常危险的操作，一定要确保万无一失的情况下进行，数据是无价的！！！

快照（snapshot）：

    # 快照是lvm的一个特点，他可以快速的备份某一时刻的状态，并将其保存主要是用作在线备份

    # 注意两点：

      1）快照其实也是一个逻辑卷  

      2）快照只能对逻辑卷LVM进行备份，并且只能对同一个卷组的逻辑卷进行备

      3）快照卷复制的只是一个metadata（元数据）

    # 快照卷的核心技术

        写时复制（copy-on-write，COW）：因为快照卷复制的是元数据，所以指向的data block与源

数据的相同，当有写操作对原有数据进行操作时，此时不会先写到元数据中，会把要写的数据复制到快照卷中一份，然后再对源数据进行更改，这就是写时复制。

wKioL1bquB2S4kAoAAPbxpOLQ_0881.png

命令：

    快照卷的大小可以根据公司的数据量所决定，比如两小时内复制完毕，取一下平常两小时所写的磁盘空间。

    lvcreate -L #[mMgGtT] -p r -s -n snapshot_lv_name original_lv_name

        -p r：指定快照卷为只读

        -s：创建快照卷

        -n：指定快照卷名字

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# lvcreate -L 2G -p r -s -n snap_lv1 /dev/vg0/lv0
   Logical volume  "snap_lv1"  created.
 
# mount /dev/vg0/snap_lv1 /bak/
mount :  /dev/mapper/vg0-snap_lv1  is write-protected, mounting  read -only
 
# df -hT
Filesystem               Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2                 xfs        40G  180M   40G   1% /
devtmpfs                 devtmpfs  475M     0  475M   0%  /dev
tmpfs                    tmpfs     489M     0  489M   0%  /dev/shm
tmpfs                    tmpfs     489M  6.9M  483M   2%  /run
tmpfs                    tmpfs     489M     0  489M   0%  /sys/fs/cgroup
/dev/sda3                 xfs        20G  2.6G   18G  13%  /usr
/dev/md127                ext4      9.8G   37M  9.2G   1%  /raid
/dev/sda1                 xfs       497M  138M  359M  28%  /boot
tmpfs                    tmpfs      98M     0   98M   0%  /run/user/0
/dev/mapper/vg0-lv0       ext4      4.8G   33M  4.5G   1%  /backup
/dev/mapper/vg0-snap_lv1  ext4      4.8G   33M  4.5G   1%  /bak
 
# ls /backup/
issue  lost+found
 
# ls /bak
issue  lost+found
 
# diff /backup/issue /bak/issue 
 
# echo "test snap">>/backup/issue
 
# diff /backup/issue /bak/issue 
8d7
<  test  snap

此处可以使用diff命令发现快照卷中的数据并未改变


好，对于lvm的管理就到这里了，最后在啰嗦一遍，所有对数据的操作都必须确保无误，可以请同事帮忙来看一下，以免造成不可挽回的错误。










本文转自 赵大鑫 51CTO博客，原文链接：http://blog.51cto.com/xinzong/1752345，如需转载请自行联系原作者
文章标签：
Linux
关键词：
Linux磁盘
Linux工具
Linux磁盘工具
Linux逻辑卷
Linux管理工具
余二五
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