LVM快照备份与恢复

简介

  最近在做数据备份方面的工作，用到两个工具，一个是dd，而另一个是lvm的快照(snapshot)。由于数据比较大，直接是用dd非常耗时，而lvm的快照可以在几秒内轻松搞定，而且可以达到实时的效果，但是使用lvm快照的代价就是以空间换取时间。 
下面我们就先来了解下原理： 
LVM中snapshot通过“写时复制”(copy on write) 来实现，即当一个snapshot创建的时候，仅拷贝原始卷里数据的元数据(meta-data)；创建的时候，并不会有数据的物理拷贝，因此snapshot的创建几乎是实时的，当原始卷上有写操作执行时，snapshot跟踪原始卷块的改变，这个时候原始卷上将要改变的数据在改变之前被拷贝到snapshot预留的空间里。

  注意：采取CoW实现方式时，snapshot的大小并不需要和原始卷一样大，其大小仅仅只需要考虑两个方面：从shapshot创建到释放这段时间内，估计块的改变量有多大;数据更新的频率。一旦 snapshot的空间记录满了原始卷块变换的信息，那么这个snapshot立刻被释放，从而无法使用，从而导致这个snapshot无效。所以，非常重要的一点，一定要在snapshot的生命周期里，做完你需要做得事情。

实例

需求

lvm创建过程在此就不详述，以下是我现有的lvm，其中lv_image就是我们需要备份的逻辑卷。

[root@test ~]# lvs
  LV           VG            Attr       LSize   Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv_image     vg_image      -wi-ao----   8.00t                                                                                                                                 
  LogVol00     vg_test -wi-ao----   7.81g                                             
  LogVol01     vg_test -wi-ao---- 101.70g   

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实现

前提：lvm快照所在的vg必须和备份源（也就是lv_image）是同一个，因此我们需要确认vg_image的剩余空间，若不足需扩展。

1.确认vg_image空间

[root@test ~]# vgs
  VG            #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  vg_image        2   1   0 wz--n-   8.29t 4.00m
  vg_test         1   2   0 wz--n- 109.51g      0 

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由以上看出vg_image的剩余空间（VFree）为4m，显然空间不够。

2.vg空间扩展

此处，你可能有一个问题“vg需要扩展多大的空间？”前面提到过cow的原理，snapshot越大，我们在snapshot的周期内做的就越多，但是我们空间有限，因此我们一般使用snapshot的空间是原始卷的10%左右。

现在我们有个2T大小的备份盘/dev/sdf1使用。

[root@test ~]# vgextend vg_image /dev/sdf1
  Volume group "vg_image" successfully extended
[root@test ~]# pvs
  PV         VG            Fmt  Attr PSize   PFree  
  /dev/sda2  vg_test       lvm2 a--  109.51g      0 
  /dev/sdc1  vg_image      lvm2 a--    8.00t   4.00m
  /dev/sdf1  vg_image      lvm2 a--    2.00t   2.00t
[root@test ~]# vgs
  VG            #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree  
  vg_image        2   1   0 wz--n-   2.00t   2.00t
  vg_picture118   1   2   0 wz--n- 109.51g      0 

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3.创建快照

[root@test ~]# lvcreate -L 300GB -s -n lv_image_snap /dev/vg_image/lv_image 

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其中： 
-L 300G 表示此次创建快照大小 
-s 表示创建快照 
-n lv_image_snap 表示新的快照名为lv_image_snap 
/dev/vg_image/lv_image 为要创建快照的逻辑卷

[root@test ~]# lvs
  LV           VG            Attr       LSize   Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv_image     vg_image      -wi-ao----   8.00t                                                                                        
  lv_image_snap vg_image     -swi-a---- 300.00g   lv_image  0                                        
  LogVol00     vg_test -wi-ao----   7.81g                                             
  LogVol01     vg_test -wi-ao---- 101.70g   

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至此，我们的快照已经创建完毕，只需将其挂载即可。 
mount /dev/vg_image/lv_image_snap /mnt 
另，“Data%”部分的数据会随着源逻辑卷的数据增大而增大，达到100%后快照将无法使用，需要进行扩展。在创建快照前，最好将源逻辑卷挂载成只读。

4.删除逻辑卷 
lvremove /dev/vg_image/lv_image_snap 
vgreduce vg_image /dev/sdf1 
pvremove /dev/sdf1

快照还原

在此以上述备份为基础：

#确保/data拥有足够的空间
dd if=/dev/vg_image/lv_image_snap of=/data/recover.img
dd if=/data/recover.img of=/dev/vg_new/lv_new
rm /data/recover.img
lvremove /dev/vg_image/lv_image_snap

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注意：虽然snapshot小，但是通过snapshot备份出来的空间一定要足够大，因为它的数据和源lvm的数据一样大。

总结

  通过使用lvm的快照我们可以轻松的备份数据，由于snapshot和源lvm的关系，snapshot只能够临时使用，不能脱离源lvm而存在；因此做到数据的万无一失，我们可以在snapshot的基础上进行dd备份或其他备份操作，这样既不会影响原始数据也能够达到备份的需求。