Linux LVM 磁盘管理教程

Linux LVM 磁盘管理教程

LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）是 Linux 系统中用于灵活管理磁盘存储的一种机制。它将物理存储设备抽象为逻辑卷，支持动态调整大小、快照等功能，特别适用于需要频繁调整磁盘分区的场景。

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一、LVM 基本概念

在理解 LVM 管理之前，需要熟悉以下几个核心概念：

1. Physical Volume (PV)：

   • 实际的物理存储设备，例如硬盘或分区（如 /dev/sda1）。
   • 是 LVM 的基础存储单元，通过 pvcreate 初始化后可用于 LVM。

2. Volume Group (VG)：

   • 由一个或多个 PV 组成的存储池。
   • 提供逻辑卷的分配空间。

3. Logical Volume (LV)：

   • 从 VG 中分配出的逻辑存储单元。
   • 类似于传统分区，可格式化并挂载。

4. Physical Extent (PE)：

   • PV 划分的基本存储块。默认大小为 4MB，可以通过 vgcreate 设置。
   • VG 中的存储空间以 PE 为单位分配给 LV。

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二、LVM 的优势

1. 灵活性 ：
   • 可在不影响现有数据的情况下动态调整卷大小。
2. 快照 ：
   • 可创建卷的快照，用于备份和数据恢复。
3. 设备抽象 ：
   • 将物理设备抽象为逻辑设备，简化管理。

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三、LVM 配置步骤

以下是 LVM 配置的详细过程：

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1. 准备物理设备

确保有未分区的磁盘或分区。例如，假设使用 /dev/sdb 和 /dev/sdc。

查看磁盘情况：

lsblk

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2. 创建物理卷 (PV)

将设备初始化为物理卷：

sudo pvcreate /dev/sdb /dev/sdc

验证物理卷状态：

sudo pvs

示例输出：

  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sdb          lvm2 ---  100.00g 100.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---  200.00g 200.00g

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3. 创建卷组 (VG)

创建一个包含以上 PV 的卷组：

sudo vgcreate my_vg /dev/sdb /dev/sdc

验证卷组状态：

sudo vgs

示例输出：

  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  my_vg    2   0   0 wz--n- 300.00g 300.00g

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4. 创建逻辑卷 (LV)

从卷组中分配空间创建逻辑卷。例如，创建一个 100GB 的逻辑卷：

sudo lvcreate -L 100G -n my_lv my_vg

验证逻辑卷状态：

sudo lvs

示例输出：

  LV     VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  my_lv  my_vg -wi-a----- 100.00g

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5. 格式化逻辑卷

对逻辑卷进行格式化，例如使用 ext4 文件系统：

sudo mkfs.ext4 /dev/my_vg/my_lv

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6. 挂载逻辑卷

创建挂载点并挂载逻辑卷：

sudo mkdir /mnt/mydata
sudo mount /dev/my_vg/my_lv /mnt/mydata

验证挂载：

df -h

将挂载写入 /etc/fstab，以便开机自动挂载：

echo '/dev/my_vg/my_lv /mnt/mydata ext4 defaults 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

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四、LVM 管理操作

1. 扩展逻辑卷

假设需要扩展逻辑卷 my_lv 的大小：

1. 确认 VG 的剩余空间：

   sudo vgs
   

2. 扩展逻辑卷大小（增加 50GB）：

   sudo lvextend -L +50G /dev/my_vg/my_lv
   

3. 扩展文件系统：

   • ext4 文件系统 ：

     sudo resize2fs /dev/my_vg/my_lv
     

   • xfs 文件系统 ：

     sudo xfs_growfs /mnt/mydata
     

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2. 缩减逻辑卷

1. 先卸载逻辑卷：

   sudo umount /mnt/mydata
   

2. 缩减文件系统：

   sudo e2fsck -f /dev/my_vg/my_lv
   sudo resize2fs /dev/my_vg/my_lv 80G
   

3. 缩减逻辑卷：

   sudo lvreduce -L 80G /dev/my_vg/my_lv
   

4. 重新挂载：

   sudo mount /dev/my_vg/my_lv /mnt/mydata
   

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3. 添加新磁盘到卷组

1. 添加新磁盘 /dev/sdd：

   sudo pvcreate /dev/sdd
   sudo vgextend my_vg /dev/sdd
   

2. 验证扩展：

   sudo vgs
   

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4. 创建快照

创建逻辑卷的快照以便备份或回滚：

sudo lvcreate -L 10G -s -n my_lv_snapshot /dev/my_vg/my_lv

快照会出现在 lvs 输出中，可用于备份操作。

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5. 删除逻辑卷、卷组、物理卷

1. 卸载逻辑卷：

   sudo umount /mnt/mydata
   

2. 删除逻辑卷：

   sudo lvremove /dev/my_vg/my_lv
   

3. 删除卷组：

   sudo vgremove my_vg
   

4. 删除物理卷：

   sudo pvremove /dev/sdb /dev/sdc
   

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五、LVM 常用命令总结

功能	命令	示例
查看磁盘状态	lsblk	lsblk
初始化 PV	pvcreate	pvcreate /dev/sdb
查看 PV 信息	pvs / pvdisplay	pvs
创建 VG	vgcreate	vgcreate my_vg /dev/sdb /dev/sdc
查看 VG 信息	vgs / vgdisplay	vgs
创建 LV	lvcreate	lvcreate -L 100G -n my_lv my_vg
查看 LV 信息	lvs / lvdisplay	lvs
扩展 LV	lvextend + resize2fs	lvextend -L +50G /dev/my_vg/my_lv
删除 LV	lvremove	lvremove /dev/my_vg/my_lv

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六、总结

通过以上步骤，您可以灵活地使用 LVM 管理磁盘存储。LVM 提供了强大的功能，包括动态调整分区大小、创建快照和扩展卷组容量等，是现代 Linux 系统中磁盘管理的核心工具之一。

注意事项：

1. 备份数据：任何涉及磁盘调整的操作都有潜在风险。
2. 监控存储使用情况：确保 VG 和 LV 的空间分配合理。
3. 快照使用：不要长时间保留快照，以免影响性能。