Linux LVM 简介

本文最后更新于：2024年7月25日 下午

逻辑卷管理 LVM 是一个多才多艺的硬盘系统工具。无论在 Linux 或者其他类似的系统，都是非常的好用。传统分区使用固定大小分区，重新调整大小十分麻烦。但是，LVM 可以创建和管理「逻辑」卷，而不是直接使用物理硬盘。可以让管理员弹性的管理逻辑卷的扩大缩小，操作简单，而不损坏已存储的数据。可以随意将新的硬盘添加到 LVM，以直接扩展已经存在的逻辑卷。LVM 并不需要重启就可以让内核知道分区的存在。

LVM 使用分层结构，如下图所示。

LVM 结构

  1. 图中顶部，首先是实际的物理磁盘及其划分的分区和其上的物理卷（PV）。
  2. 一个或多个物理卷可以用来创建卷组（VG）。
  3. 然后基于卷组可以创建逻辑卷（LV）。只要在卷组中有可用空间，就可以随心所欲的创建逻辑卷。
  4. 文件系统就是在逻辑卷上创建的，然后可以在操作系统挂载和访问。

LVM 测试说明

本文将介绍怎么在 linux 中创建和管理 LVM 卷。我们将会分成两个部分。

  1. 第一个部分，我们首先要在一个硬盘上创建多个逻辑卷，然后将它们挂载在 /lvm-mount 目录。然后我们将要对创建好的卷调整大小。
  2. 而第二部分，我们将会从另外一块硬盘增加额外的卷到 LVM 中。

准备磁盘分区

通过使用 fdisk，创建磁盘分区。我们需要创建 3 个 1G 分区。

ℹ️注意

并不要求分区的大小一致

同样，分区需要使用「8e」类型来使他们可用于 LVM。

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# fdisk /dev/sdb 
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Command (m for help): n ## 新建
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p ## 主分区
 
Partition number (1-4): 1 ## 分区号
First cylinder (1-1044, default 1):  ## 回车用默认的1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1044, default 1044): +1G ## 大小
 
Command (m for help): t ## 改变类型
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): 8e ## LVM 的分区代码
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)

重复上面的操作来创建其他两个分区。分区创建完成后，我们应该有类似如下的输出：

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# fdisk -l 
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   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1               1         132     1060258+  8e  Linux LVM
/dev/sdb2             133         264     1060290   8e  Linux LVM
/dev/sdb3             265         396     1060290   8e  Linux LVM

准备物理卷 (PV)

刚创建的分区是用来储存物理卷的。LVM 可以使用不同大小的物理卷。

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# pvcreate /dev/sdb1
# pvcreate /dev/sdb2
# pvcreate /dev/sdb3

使用下列命令检查物理卷的创建情况。下面截取部分输出。/dev/sdb2 是一个新的 1.01 GiB 物理卷。

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# pvdisplay 
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--- NEW Physical volume ---
PV Name               /dev/sdb2
VG Name
PV Size               1.01 GiB
Allocatable           NO
PE Size               0
Total PE              0
Free PE               0
Allocated PE          0
PV UUID               jszvzz-ENA2-g5Pd-irhV-T9wi-ZfA3-0xo092

使用下列命令可以删除物理卷。

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# pvremove /dev/sdb1

准备卷组 (VG)

下列命令用来创建名为 volume-group1 的卷组，使用 /dev/sdb1, /dev/sdb2 和 /dev/sdb3 创建。

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# vgcreate volume-group1 /dev/sdb1 /dev/sdb2 /dev/sdb3

使用下列命令可以来验证卷组。

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# vgdisplay 
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--- Volume group ---
VG Name               volume-group1
System ID
Format                lvm2
Metadata Areas        3
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                3
Act PV                3
VG Size               3.02 GiB
PE Size               4.00 MiB
Total PE              774
Alloc PE / Size       0 / 0
Free  PE / Size       774 / 3.02 GiB
VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

从输出中，我们可以看见卷组的使用量 / 总量。物理卷给卷组提供空间。只要在这个卷组中还有可用空间，我们就可以随意创建逻辑卷。

使用下列命令删除卷组。

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# vgremove volume-group1

创建逻辑卷 (LV)

下列命令创建一个名为 1v1、大小为 100MB 的逻辑卷。我们使用小分区减少执行时间。这个逻辑卷使用之前创建的卷组的空间。

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# lvcreate -L 100M -n lv1 volume-group1

逻辑卷可使用 lvdisplay 命令查看。

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# lvdisplay 
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--- Logical volume ---
LV Name                /dev/volume-group1/lv1
VG Name                volume-group1
LV UUID                YNQ1aa-QVt1-hEj6-ArJX-I1Q4-y1h1-OFEtlW
LV Write Access        read/write
LV Status              available
# open                 0
LV Size                100.00 MiB
Current LE             25
Segments               1
Allocation             inherit
Read ahead sectors     auto
- currently set to     256
Block device           253:2

现在逻辑卷已经准备好了，我们可以格式化和挂载逻辑卷，就像其它 ext3/4 分区一样！

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# mkfs.ext4 /dev/volume-group1/lv1
# mkdir /lvm-mount
# mount /dev/volume-group1/lv1 /lvm-mount/

一旦逻辑卷挂载，我们就可以到挂载点 /lvm-mount/ 上读写了。要创建和挂载其它的逻辑卷，我们重复这个过程。

最后，使用 lvremove 我们可以删除逻辑卷。

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# umount /lvm-mount/ 
# lvremove /dev/volume-group1/lv1

扩展一个 LVM 卷

调整逻辑卷大小的功能是 LVM 最有用的功能。这个部分会讨论我们怎么样扩展一个存在的逻辑卷。下面，我们将会扩展先前创建的逻辑卷 lv1 扩大到 200MB。

⚠️注意:

调整逻辑卷大小之后，也需要对文件系统调整大小进行匹配。这个额外的步骤各不相同，取决于创建文件系统的类型。在本文中，我们使用 lv1 创建了 ext4 类型的文件系统，所以这里的操作是针对 ext4 文件系统的。（ext3 文件系统也类同）。命令的执行顺序是很重要的。

首先，我们卸载掉 lv1 卷

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# umount /lvm-mount/

然后，设置卷的大小为 200M

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# lvresize -L 200M /dev/volume-group1/lv1

接下来，检查磁盘错误

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# e2fsck -f /dev/volume-group1/lv1

运行以下命令扩展文件系统以后，ext4 信息就更新了。

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# resize2fs /dev/volume-group1/lv1

现在，这个逻辑卷应该已经扩展到 200MB 了。我们检查 LV 的状态来验证。

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# lvdisplay 
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--- Logical volume ---
LV Name                /dev/volume-group1/lv1
VG Name                volume-group1
LV UUID                9RtmMY-0RIZ-Dq40-ySjU-vmrj-f1es-7rXBwa
LV Write Access        read/write
LV Status              available
# open                 0
LV Size                200.00 MiB
Current LE             50
Segments               1
Allocation             inherit
Read ahead sectors     auto
- currently set to     256
Block device           253:2

现在，这个逻辑卷可以再次挂载，同样这个方法也可用于其他分区。

缩减一个 LVM 卷

这章节介绍缩减 LVM 卷大小的方法。命令的顺序同样重要。并且，下列命令对 ext3/4 文件系统同样有效。

❌危险:

减少逻辑卷的大小值若小于储存的数据大小，存储在后面的数据会丢失。

首先，卸载掉卷。

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# umount /dev/volume-group1/lv1

然后，检测磁盘错误。

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# e2fsck -f /dev/volume-group1/lv1

接下来缩小文件系统，更新 ext4 信息。

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# resize2fs /dev/volume-group1/lv1 100M

完成以后，减少逻辑卷大小

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# lvresize -L 100M /dev/volume-group1/lv1 
WARNING: Reducing active logical volume to 100.00 MiB THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.) Do you really want to reduce lv1? [y/n]: y 
Reducing logical volume lv1 to 100.00 MiB Logical volume lv1 successfully resized

最后，验证调整后的逻辑卷大小。

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# lvdisplay 
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--- Logical volume ---
  LV Name                /dev/volume-group1/lv1
  VG Name                volume-group1
  LV UUID                9RtmMY-0RIZ-Dq40-ySjU-vmrj-f1es-7rXBwa
  LV Write Access        read/write
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                100.00 MiB
  Current LE             25
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:2

扩展一个卷组

本节将讨论扩展卷组的方法，将一个物理卷添加到卷组。让我们假设我们的卷组 volume-group1 已经满了，需要扩大。手上的硬盘（sdb）已经没有其他空闲分区，我们添加了另外一个硬盘（sdc）。我们将看到如何把 sdc 的分区添加到卷组以扩展。

检测现在卷组状态

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# vgdisplay volume-group1 
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--- Volume group ---
 VG Name               volume-group1
 System ID
 Format                lvm2
 Metadata Areas        3
 Metadata Sequence No  8
 VG Access             read/write
 VG Status             resizable
 MAX LV                0
 Cur LV                1
 Open LV               0
 Max PV                0
 Cur PV                3
 Act PV                3
 VG Size               3.02 GiB
 PE Size               4.00 MiB
 Total PE              774
 Alloc PE / Size       25 / 100.00 MiB
 Free  PE / Size       749 / 2.93 GiB
 VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

首先，我们创建一个 2GB 分区 sdc1，类型为 LVM（8e），如教程前所述。

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# fdisk /dev/sdc 
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Command (m for help): n
Command action
   e   extended
   p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-1044, default 1):
Using default value 1
Last cylinder, +cylinders or +size{K,M,G} (1-1044, default 1044): +2G
 
Command (m for help): t
Selected partition 1
Hex code (type L to list codes): 8e
Changed system type of partition 1 to 8e (Linux LVM)
 
Command (m for help): w
The partition table has been altered!

然后，我们创建一个物理卷 /dev/sdc1

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# pvcreate /dev/sdc1

现在，物理卷已经准备好了，我们可以简单地将它增加到已存在的卷组 volume-group1 上。

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# vgextend volume-group1 /dev/sdc1

使用 vgdisplay 来验证（可以看到卷组大小已经增大）。

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# vgdisplay 
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--- Volume group ---
VG Name               volume-group1
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               0
Max PV                0
Cur PV                4
Act PV                4
VG Size               5.03 GiB
PE Size               4.00 MiB
Total PE              1287
Alloc PE / Size       25 / 100.00 MiB
Free  PE / Size       1262 / 4.93 GiB
VG UUID               bwd2pS-fkAz-lGVZ-qc7C-TaKv-fFUC-IzGNBK

ℹ️注意:

尽管我们使用一个单独的磁盘做示范，其实只要是 8e 类型的磁盘分区都可以用来扩展卷组。

总结一下，LVM 是一个非常给力的工具，用来创建和管理可变大小的分区。本文中，我们已经介绍了动态分区如何在 LVM 中创建和使用。我们也介绍了扩展 / 缩小逻辑卷和卷组的方法，和如何增加一个新的磁盘到 LVM。

希望对你有帮助。

原文链接

📑原文链接

via: http://xmodulo.com/2014/05/use-lvm-linux.html

译者：Vic___ 校对：wxy

本文由 LCTT 原创翻译，Linux 中国 荣誉推出

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Linux LVM 简介
https://ewhisper.cn/posts/27678/
作者
东风微鸣
发布于
2021年9月18日
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