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Linux 中的逻辑卷 LVM 管理完整初学者指南

这是 Linux 中 LVM（逻辑卷管理）的完整初学者指南。

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在本教程中，您将了解 LVM 的概念、它的组件以及为什么要使用它。

我不会仅限于理论上的解释，我还将展示在 Linux 中创建和管理 LVM 的动手示例。

简而言之，我将为您提供在现实世界中开始使用 LVM 所需的所有必要信息。

LVM 代表逻辑卷管理。这是管理存储系统的另一种方法，而不是传统的基于分区的方法。在 LVM 中，您无需创建分区，而是创建逻辑卷，然后您可以像挂载磁盘分区一样轻松地将这些卷挂载到文件系统中。

LVM 包含三个主要组件：

尽管该列表由三个部分组成，但其中只有两个是分区系统的直接对应部分，下表记录了这一点。

物理卷没有任何直接对应物，但我很快就会谈到这一点。

LVM 的主要优点是调整卷或卷组的大小非常容易。它抽象出了所有丑陋的部分（分区、原始磁盘），并为我们留下了一个中央存储池可供使用。

如果您曾经经历过分区大小调整的恐惧，那么您会想要使用 LVM。

这篇文章不仅仅是理论。在此过程中，我将展示实际的命令示例，学习某些东西的最佳方法是亲身实践。为此，我建议您使用虚拟机。

为了帮助你，我已经准备了一个简单的 Vagrantfile，你可以用它来用 VirtualBox 启动一个非常轻量级的虚拟机。此虚拟机具有三个额外的磁盘，您和我可以将它们用于下面的命令示例。

在文件系统的某处创建一个目录，并将以下内容保存在该文件中，名为Vagrantfile.

或者，如果您愿意，可以使用wget或curl从我的 gist 下载文件。

确保你安装了Vagrant和VirtualBox。

一旦 Vagrantfile 就位，将环境变量设置VAGRANT_EXPERIMENTAL为disks.

最后，使用以下命令启动虚拟机（确保您与 Vagrantfile 位于同一目录中）：

机器运行后，您可以使用vagrant sshSSH 连接到它并运行本文中的示例命令。

完成后请记住vagrant destroy从与 Vagrantfile 相同的目录运行。

在您可以使用任何命令之前，您需要安装该lvm2软件包。这应该预装在大多数现代发行版中，尤其是基于 Ubuntu 的发行版中。但是，在继续之前，我不得不提到这一点。要安装lvm2，请查阅您的发行版的文档。

对于这个动手演练，我构建了一个具有 40G 根存储（不重要）和三个大小为 5G 的外部磁盘的虚拟机。这些磁盘的大小是任意的。

如您所见，我将使用的设备sdc是sdd和sde。

还记得我告诉过你 LVM 包含三个主要组件吗？

是时候一一见他们了。

关于 LVM，您首先需要了解的是物理卷。物理卷是用于实现抽象即逻辑卷的原材料或构建块。简单来说，物理卷是 LVM 系统的逻辑单元。

物理卷可以是任何东西，原始磁盘或磁盘分区。创建和初始化物理卷是一回事。两者都意味着您只是在为进一步的操作准备构建块（即分区、磁盘）。这将在瞬间变得更加清晰。

实用程序：pv所有管理物理卷的实用程序都以P hysical Volume的字母开头。例如pvcreate, pvchange,pvs等pvdisplay。

您可以使用原始未分区磁盘或分区本身来创建物理卷。

正如我之前提到的，我的虚拟机连接了三个外部驱动器，让我们从/dev/sdc.

我们使用pvcreate命令来创建物理卷。只需将设备名称传递给它即可。

你应该看到这样的东西：-

接下来我将/dev/sdd分成相等的部分。使用任何工具cfdisk，，，等parted，fdisk有很多工具可以完成这项工作。

您现在可以在一个步骤中从这两个分区中快速创建另外两个物理卷，同时将这两个设备传递给pvcreate。

看一看：-

您可以使用三个命令来获取可用物理卷的列表pvscan，pvs和pvdisplay。您通常不需要向这些命令传递任何内容。

pvscan:-

pvs:-

pvdisplay:-

正如您所看到的，除了列出物理卷之外，这些命令还为您提供了大量有关这些卷的其他信息。

pvremove您可以使用该命令删除物理卷。就像pvcreate，只需将设备（初始化为物理卷）传递给pvremove命令。

为了演示，我将从/dev/sdd2列表中删除。

输出应与此相同：-

现在列出物理卷sudo pvs

/dev/sdd2不再在这里。

卷组是物理卷的集合。它是 LVM 中的下一个抽象级别。卷组是结合了多个原始存储设备的存储容量的存储池。

实用程序：所有卷组实用程序名称都以 开头vg，代表卷组，例如、等。vgcreatevgsvgrename

卷组是使用该vgcreate命令创建的。的第一个参数vgcreate是您要为该卷组指定的名称，其余的是要支持存储池的物理卷的列表。

例子：-

列出卷组类似于列出物理卷，您可以使用具有不同详细级别的不同命令vgdisplay、vgscan和vgs。

我个人更喜欢vgs命令，sudo vgs

您可以使用以下命令列出连接到特定卷组的所有物理卷：-

例子：-

您还可以获得物理卷的计数。

例子：-

扩展卷组意味着向卷组添加额外的物理卷。为此，vgextend使用该命令。语法很简单：-

让我们将lvm_tutorial音量扩大/dev/sdd2.

专注于输出：-

在物理卷部分，我们最终将其/dev/sdd2作为物理卷删除，但必须将分区或原始磁盘初始化为物理卷，否则 LVM 将无法将其作为卷组的一部分进行管理。所以在将它添加到卷组之前vgextend做好准备。/dev/sdd2

现在列出附加到此卷组的物理卷，以确保安全。

输出：-

/dev/sdd2现在按预期在列表中。

就像扩展一个卷组意味着添加另一个物理卷一样，减少它意味着删除一个或多个物理卷。

我们使用vgreduce命令来执行此操作。一般语法如下：-

让我们删除物理卷/dev/sdc和/dev/sdd1.

例子：-

再次列出物理卷。

输出：-

那两个物理卷不见了。

现在，为了本文的其余部分，将这两个物理卷添加回来。

vgremove您可以使用该命令删除逻辑卷。

现在不要运行此命令，否则您必须重新创建卷组。如果您想对其进行测试，请在本文的最后运行它。

这是您将主要使用的内容。逻辑卷就像一个分区，但它不是位于原始磁盘之上，而是位于卷组之上。你可以，

在本节中，您将学习，

实用程序 ：所有卷组实用程序名称都以 开头lv，代表逻辑卷。例如, ,等等, ,等等lvcreatelvslvreducevgcreatevgsvgrename

lvcreate使用该命令创建逻辑卷。常用的语法如下所示，

在虚拟机上运行以下命令：

示例输出：

正如我之前所说，您可以将文件系统放在逻辑卷上，也可以将其挂载到文件系统的任何位置。

/dev/ / 创建后，您可以在路径中找到逻辑卷。例如，在我们的例子中，音量将在 /dev/lvm_tutorial/lv1 .

现在您可以像使用任何分区一样使用它。用ext4格式化，

将它安装在当前目录结构中的某个位置，例如/mnt，

您可以使用命令扩展逻辑卷lvextend并使用命令减小其大小lvreduce。或者，您可以使用单个命令lvresize来完成这两项任务。

首先让我们看看卷组中是否还有剩余空间。

输出：-

根据输出，我还有一些空间，所以让我们将卷大小增加 2GB。

请记住，逻辑卷仍安装在/mnt.

使用以下命令调整卷大小：

一般语法是这样的：

后面的符号 + 或 --L取决于您是尝试增加音量还是分别减小音量。

卷大小增加后，文件系统也必须调整大小。对于 ext4，要使用的命令是resize2fs.

输出：

减少逻辑卷是一项稍微复杂的任务，我不会在本文中讨论这个问题。我将把这个卷的大小减少 1GB。

lvremove您可以使用该命令删除逻辑卷。命令语法如下：-

在虚拟机上运行此命令：-

输出：-

在逻辑卷、物理卷和卷组上还有许多其他操作可行，但不可能将所有这些都写到一篇文章中。

我/dev/sde在虚拟机中为您多留了一个磁盘，使用它，练习本文中的一些命令，创建一个新的卷组，扩展一个现有的卷组，只是练习。

我希望这篇文章对你有所帮助，如果你想在以后看到更多关于这方面的内容，请在下面的评论部分告诉我。

删除创建失败的物理卷

如果LVM不再需要使用设备，则可以使用vgreduce命令从卷组中删除物理卷，vgreduce命令通过删除物理卷来缩小卷组的容量。参考vgreduce命令_Linux vgreduce命令使用详解：从卷组中删除物理卷。

如果仍在使用物理卷，则必须使用pvmove命令将数据传输到另一个物理卷。数据移动后，可以将其从卷组中删除。参考pvmove命令_Linux pvmove命令使用详解：搬移PV中的资料。

1、将范围移动到现有物理卷

使用pvs命令检查是否使用了所需的物理卷(我们计划在LVM中删除“/dev/sdb1”磁盘)：

# pvs -o+pv_used



如果使用此选项，请检查该卷组中其他物理卷上是否有足够的自由范围。

如果是这样，可以在要删除的设备上运行pvmove命令，范围将分发到其他设备：

# pvmove /dev/sdb1

/dev/sdb1: Moved: 2.0%

…

/dev/sdb1: Moved: 79.2%

…

/dev/sdb1: Moved: 100.0%

pvmove命令完成时，重新使用pvs命令检查物理卷是否空闲：

# pvs -o+pv_used



请使用vgreduce命令从卷组中删除物理卷/dev/sdb1：

# vgreduce myvg /dev/sdb1

Removed "/dev/sdb1" from volume group "myvg"

最后，运行pvremove命令从LVM配置中删除磁盘。现在，该磁盘已从LVM中完全删除，并可用于其他目的：

# pvremove /dev/sdb1

Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.

2、将范围移动到新磁盘

如果您在卷组中的其他物理量上没有足够的自由范围，使用以下步骤添加新的物理卷。

向存储团队请求新的LUN，分配完这些后，运行以下命令以发现Linux中新添加的LUN或磁盘：

# ls /sys/class/scsi_host

host0

# echo "- - -" /sys/class/scsi_host/host0/scan

# fdisk -l

在操作系统中检测到磁盘后，请使用pvcreate命令创建物理卷：

# pvcreate /dev/sdd1

Physical volume "/dev/sdd1" successfully created

使用以下命令将新的物理卷/dev/sdd1添加到现有的卷组vg01：

# vgextend vg01 /dev/sdd1

Volume group "vg01" successfully extended

现在，使用pvs命令查看已添加的新磁盘“/dev/sdd1”：

# pvs -o+pv_used



使用pvmove命令将数据从/dev/sdb1移动到/dev/sdd1：

# pvmove /dev/sdb1 /dev/sdd1

/dev/sdb1: Moved: 10.0%

…

/dev/sdb1: Moved: 79.7%

…

/dev/sdb1: Moved: 100.0%

数据移至新磁盘后，重新使用pvs命令检查物理卷是否空闲：

# pvs -o+pv_used



请使用vgreduce命令从卷组中删除物理卷/dev/sdb1：

# vgreduce myvg /dev/sdb1

Removed "/dev/sdb1" from volume group "myvg"

最后，运行pvremove命令从LVM配置中删除磁盘。现在，该磁盘已从LVM中完全删除，并可用于其他目的：

# pvremove /dev/sdb1

Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wip

Linux LVM分区的创建、分配

许多Linux使用者安装操作系统时都会遇到这样的困境：如何精确评估和分配各个硬盘分区的容量，如果当初评估不准确，一旦系统分区不够用时可能不得不备份、删除相关数据，甚至被迫重新规划分区并重装操作系统，以满足应用系统的需要。

LVM是Linux环境中对磁盘分区进行管理的一种机制，是建立在硬盘和分区之上、文件系统之下的一个逻辑层，可提高磁盘分区管理的灵活性。RHEL5默认安装的分区格式就是LVM逻辑卷的格式，需要注意的是/boot分区不能基于LVM创建，必须独立出来。

LVM的配置过程也很简单，并不是很难，为此，我画了一张图文并茂的解析图，解析了LVM创建的整个过程。更详细的理论知识还请参看一些教程或者去Google哦！

实验环境：

首先从空的硬盘sdb上创建两个分区sdb1 1G,sdb2 2G. 为接下来做LVM做准备.

为了后期便于维护管理,记得给分区加上标示,这样即使你不在的情况下,别人看到标示了就不会轻易动这块区域了. LVM的标识是8e,设置完成后记得按w保存

一、创建逻辑卷

将新创建的两个分区/dev/sdb1 /dev/sdb2转化成物理卷,主要是添加LVM属性信息并划分PE存储单元.

创建卷组 vgdata ,并将刚才创建好的两个物理卷加入该卷组.可以看出默认PE大小为4MB,PE是卷组的最小存储单元.可以通过 –s参数修改大小。

从物理卷vgdata上面分割500M给新的逻辑卷lvdata1.

使用mkfs.ext4命令在逻辑卷lvdata1上创建ext4文件系统.

将创建好的文件系统/data1挂载到/data1上.(创建好之后,会在/dev/mapper/生成一个软连接名字为”卷组-逻辑卷”)

便于以后服务器重启自动挂载,需要将创建好的文件系统挂载信息添加到/etc/fstab里面.UUID可以通过 blkid命令查询.

为了查看/etc/fstab是否设置正确,可以先卸载逻辑卷data1,然后使用mount –a 使内核重新读取/etc/fstab,看是否能够自动挂载.

二、逻辑卷 lvdata1 不够用了，如何扩展。

给逻辑卷增加空间并不会影响以前空间的使用，所以无需卸载文件系统，直接通过命令lvextend –L +500M /dev/vgdata/lvdata1或者lvextend –l 2.5G /dev/vgdata/lvdata1 给lvdata1增加500M空间（lvdata1目前是2G空间）设置完成之后，记得使用resize2fs命令来同步文件系统。

三、当卷组不够用的情况下，如何扩大卷组

重新从第二块硬盘上创建一个分区sdb3，具体操作步骤省略。并将创建好的分区加入到已经存在的卷组vgdata中。通过pvs命令查看是否成功。

四、当硬盘空间不够用的情况下，如果减少逻辑卷的空间释放给其他逻辑卷使用。

减少逻辑卷空间，步骤如下

1、 先卸载逻辑卷data1

2、 然后通过e2fsck命令检测逻辑卷上空余的空间。

3、 使用resize2fs将文件系统减少到700M。

4、 再使用lvreduce命令将逻辑卷减少到700M。

注意：文件系统大小和逻辑卷大小一定要保持一致才行。如果逻辑卷大于文件系统，由于部分区域未格式化成文件系统会造成空间的浪费。如果逻辑卷小于文件系统，哪数据就出问题了。

完成之后，就可以通过mount命令挂载重新使用了。

五、如果某一块磁盘或者分区故障了如何将数据快速转移到相同的卷组其他的空间去。

1、通过pvmove命令转移空间数据

2、通过vgreduce命令将即将坏的磁盘或者分区从卷组vgdata里面移除除去。

3、通过pvremove命令将即将坏的磁盘或者分区从系统中删除掉。

4、手工拆除硬盘或者通过一些工具修复分区。

六、删除整个逻辑卷

1、先通过umount命令卸载掉逻辑卷lvdata1

2、修改/etc/fstab里面逻辑卷的挂载信息，否则系统有可能启动不起来。

3、通过lvremove 删除逻辑卷lvdata1

4、通过vgremove 删除卷组vgdata

5、通过pvremove 将物理卷转化成普通分区。

删除完了，别忘了修改分区的id标识。修改成普通Linux分区即可。

总结：LVM逻辑卷是Linux里面一个很棒的空间使用机制，因为分区在没有格式化的情况下是没有办法加大或者放小的。通过LVM可以将你的磁盘空间做到灵活自如。

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用以致学，学以致用

Linux入门系列——LVM逻辑卷管理

将多个底层的物理设备，在内核中抽象成/dev/md# ，所有的调配工作都由内核中的md来实现的；

DM的功能要比MD要强大；比如LVM2，快照，多路径；还可以实现动态增减。

在创建LVM的时候，要先创建好PV，再来创建GV，最后创建LV，格式化并挂载；

先把要创建成PV的块设备的分区类型修改为Linux LVM类型，对应的十六进制码是： 8e

使用fdisk 创建了/dev/sdb11 /dev/sdb12 /dev/sdb13这三个分区，并且已经修改好了分区类型；这里要注意的是fdisk命令最多只支持分15个分区；

下面就是把创建好的三个物理分区，创建成PV：

查看系统创建好的PV，可以使用pvdisplay和pvs命令：

语法：vgcreate vg_name /dev/sdb[12345678]

查看创建好的VG：

语法：lvcreate -n lv_name -L [+]size vg_name

查看创建的LV

从上面格式化的路径可以看出，LVM设备的路径为：/dev/vg_name/lv_name ，那么再来看看挂载后的路径：

关于LVM扩容、缩容的操作将会在下一篇介绍。