磁盘与存储管理 — LVM 逻辑卷实战

📖 知识点简介

运维日常中，"磁盘满了"是最常见的报警之一。面对分区空间不足、扩容困难的问题，LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器） 提供了灵活的解决方案------它打破了传统分区"固定大小"的限制，支持在线扩容、缩容、快照和跨磁盘聚合。掌握 LVM 是现代 Linux 运维的必修课。

🛠 核心命令整理

1. 物理卷（PV）管理

命令	说明
`pvcreate /dev/sdb1`	将分区初始化为物理卷
`pvs`	简要查看所有物理卷
`pvdisplay`	查看物理卷详细信息
`pvremove /dev/sdb1`	移除物理卷（清空 LVM 元数据）

2. 卷组（VG）管理

命令	说明
`vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1`	创建卷组，可包含多个 PV
`vgs`	简要查看所有卷组
`vgdisplay vg_data`	查看卷组详情（PE 大小、总量、剩余空间）
`vgextend vg_data /dev/sdd1`	向卷组添加新物理卷（扩容！）
`vgreduce vg_data /dev/sdb1`	从卷组移除物理卷

3. 逻辑卷（LV）管理

命令	说明
`lvcreate -L 100G -n lv_data vg_data`	创建 100GB 逻辑卷
`lvcreate -l 100%FREE -n lv_data vg_data`	用全部剩余空间创建
`lvs`	简要列出所有逻辑卷
`lvdisplay vg_data/lv_data`	查看逻辑卷详情
`lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_data`	在线扩容 50GB（不用卸载！）
`lvextend -l +100%FREE /dev/vg_data/lv_data`	用尽 VG 所有剩余空间
`lvreduce -L 50G /dev/vg_data/lv_data`	缩容（⚠️ 需先缩文件系统）
`lvremove /dev/vg_data/lv_data`	删除逻辑卷

4. 文件系统感知（重要！）

bash 复制代码

# 扩容后必须同步文件系统！

# ext4 文件系统
resize2fs /dev/vg_data/lv_data

# xfs 文件系统
xfs_growfs /dev/vg_data/lv_data

# 也可以一步到位（内核 3.6+ 支持）
lvextend -L +50G /dev/vg_data/lv_data --resizefs

📝 实操示例

示例 1：从零搭建 LVM 存储

bash 复制代码

# 查看可用磁盘
lsblk | grep -E "sd[b-z]|nvme[0-9]n[0-9]"
# 输出: sdb      8:16   0  500G  0 disk
#       sdc      8:32   0  500G  0 disk

# 创建分区并标记为 LVM（使用 parted 或 fdisk）
parted /dev/sdb mklabel gpt
parted /dev/sdb mkpart primary 0% 100%
parted /dev/sdb set 1 lvm on
# 同样操作 /dev/sdc

# 1. 创建 PV
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 2. 创建 VG（将两块 500G 盘聚合为 1T 池）
vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1

# 3. 创建 LV
lvcreate -L 800G -n lv_app vg_data
lvcreate -L 150G -n lv_log vg_data

# 4. 格式化并挂载
mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_app
mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_log
mkdir /data /logs
mount /dev/vg_data/lv_app /data
mount /dev/vg_data/lv_log /logs

# 5. 写入 fstab 开机自动挂载
echo "/dev/vg_data/lv_app  /data  ext4  defaults  0  2" >> /etc/fstab
echo "/dev/vg_data/lv_log  /logs  ext4  defaults  0  2" >> /etc/fstab

示例 2：磁盘快满了？在线扩容！

bash 复制代码

# 场景：/data 目录告警，使用率已达 92%

# 第一步：查看剩余空间
vgs vg_data
# 输出: VG #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
#           vg_data   2   2   0 wz--n- 1000G  50G

# 剩余 50G，但不够？加一块新盘
pvcreate /dev/sdd1
vgextend vg_data /dev/sdd1   # 再追加 500G

# 第二步：扩容 LV + 同步文件系统（一步到位）
lvextend -L +200G /dev/vg_data/lv_app --resizefs

# 第三步：验证
df -h /data
# /dev/mapper/vg_data-lv_app  1000G  740G  260G  74%  /data
# ✅ 在线扩容成功，无需重启、无需卸载！

示例 3：LVM 快照做临时备份

bash 复制代码

# 给正在运行的数据库 LV 打快照（只读，做备份前一致性检查）
lvcreate -L 10G -s -n lv_db_snap /dev/vg_data/lv_db

# 挂载快照检查数据一致性
mkdir /snap_mount
mount /dev/vg_data/lv_db_snap /snap_mount

# 检查完成后清理
umount /snap_mount
lvremove /dev/vg_data/lv_db_snap

⚠️ 常见坑点/注意事项

XFS 不支持缩容！ RedHat/CentOS 7+ 默认用 XFS，一旦扩容就不能缩。需要缩容只能用 ext4，且必须按顺序：先缩文件系统 → 再缩 LV。
lvextend 后一定要 resize2fs / xfs_growfs ，否则内核仍然认旧大小，df -h 看不到变化。
PV 去除前必须确认 LV 不在其上 ：pvmove /dev/sdb1 将数据迁移到同 VG 的其他 PV 上，再 vgreduce vg_data /dev/sdb1 才能安全移除。
快照卷会随着源卷变化而增长：源卷写入越多，快照占用越大。快照满了会自动失效（变成"invalid"），定期清理。
PE 大小影响容量上限：默认 PE=4MiB，单 LV 最大 4PB，一般够用。超大规模存储可酌情调整。
/boot 不能放 LVM 上：GRUB（Legacy）不支持 LVM 分区。/boot 必须是标准分区。