Linux—LVM逻辑卷管理

一.什么是LVM

LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。

二.为什么要使用LVM

在日常工作或者学习中，随着电脑的不断被使用，我们的磁盘空间可能会越来越小，这时候，我们不能直接更换大硬盘，因为硬盘有价，数据无价，这时候我们就可以使用LVM，LVM将存储虚拟化,使用逻辑卷,你不会受限于物理磁盘的大小,另外,和硬件相关的存储设置被其隐藏,你能不用停止应用或卸载文件系统来调整卷大小或数据迁移.这样能减少操作成本，LVM最大的特点就是可以对磁盘进行动态管理。因为逻辑卷的大小是可以动态调整的，而且不会丢失现有的数据。如果我们新增加了硬盘，其也不会改变现有上层的逻辑卷。作为一个动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性。

三.LVM工作机制

LVM就是通过将底层的物理硬盘抽象的封装起来，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取，而在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。

四.重要专业名词

• 物理卷（PV, Physical Volume）
  物理卷就是指磁盘,磁盘分区或从逻辑上和磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有和LVM相关的管理参数。当前LVM允许你在每个物理卷上保存这个物理卷的0至2份元数据拷贝.默认为1,保存在设备的开始处.为2时,在设备结束处保存第二份备份.

• 卷组（VG, Volume Group）
  LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，其由物理卷组成。能在卷组上创建一个或多个“LVM分区”（逻辑卷），LVM卷组由一个或多个物理卷组成。

• 逻辑卷（LV, Logical Volume）
  LVM的逻辑卷类似于非LVM系统中的硬盘分区，在逻辑卷之上能建立文件系统(比如/home或/usr等)。

五.关于LVM逻辑卷相关操作

1.LVM逻辑卷的制作

• 新建3个分区并将分区类型转换为LVM
  fdisk -l查看分区情况，fdisk /dev/vdb新建分区
  
  
• 将新建分区类型转为LVM
  
• 创建物理卷
  pvcreate /dev/vdb{1..3}
  
• 创建卷组
  vgcreate 卷组名 /dev/vdb{1..3}
  
• 创建逻辑卷
  lvcreate -n 逻辑卷名 -L 逻辑卷的大小 卷组名
  
  打开一个shell监控设备信息，通过监控shell可以看到，我们的LVM制作成功
  watch -n 'pvs; echo ====; vgs; echo ====; lvs'
  
  

2.LVM逻辑卷的应用

• 格式化逻辑卷设备
  mkfs.ext4 /dev/juan/lvjuan
  
• 将逻辑卷设备挂载到文件系统上
  mount /dev/juan/lvjuan /juan
  
• 编辑开机自动挂载
  vim /etc/fstab
  将这条信息写入fstab文件mount /dev/mapper/juan-lvjuan /juan ext4 defaults 0 0

3.ext格式LVM逻辑卷的拉伸与缩减

（1）拉伸逻辑卷

将逻辑卷拉伸到1.8G的步骤

• 确定卷组是否有足够的空间可以拉伸
  vgs
  
• 逻辑卷拉伸的命令，lvs查看拉伸后逻辑卷设备的大小
  lvextend -L 1.8G /dev/juan/lvjuan
lvextend -L +300M /dev/juan/lvjuan
  
• 更新文件系统，查看更新后的文件系统
  

（2）拉伸物理卷组

将逻辑卷拉伸到3.5G实现步骤

• 确定卷组是否有足够的空间可以拉伸
  vgs
  
• 卷组剩余空间不能满足拉伸到3.5G的要求，故需再创建一个物理卷
  pvcreate /dev/vdb5

• 将新的物理卷添加到物理卷组中
  vgextend juan /dev/vdb5
  
• 查看拉伸后的物理卷空间
  
• 拉伸物理卷后，再对逻辑卷进行拉伸
  lvextend -L 3.5G /dev/juan/lvjuan
  
• 更改文件系统的空间，用df -h查看是否更新成功
  resize2fs /dev/juan/lvjuan
  注：更改逻辑卷大小时，文件系统的大小不会更改，所以我们在更改完逻辑卷大小后，要再更新文件系统的大小

（3）缩小逻辑卷

• 移除挂载的逻辑卷umount /juan
  
• 对文件系统进行校验
  e2fsck -fv /dev/juan/lvjuan
  
• 缩小文件系统大小为1G
  resize2fs /dev/juan/lvjuan 1G
  
• 缩小逻辑卷大小为1G
  lvreduce -L 1G /dev/juan/lvjuan
  
• 缩减之后重新挂载设备，查看缩减是否生效
  
• 我们可以在监控的shell中查看卷组中是否有空间分区，如果有的话，就移除空闲分区
  通过监控shell我们可以发现vdb3和vdb5物理卷是没有被占用，所以我们移除vdb3和vdb5
  vgreduce juan /dev/vdb{3,5}从卷组中移除3和5
  pvremove /dev/vdb{3,5}移除物理卷3和5
  

4.xfs格式逻辑卷的拉伸（不能缩减）

根据逻辑卷的创建步骤重新新建逻辑卷，将新逻辑卷的以xfs格式格式化,格式化之后重新挂载，xfs格式不能实现在线拉伸
将逻辑卷拉伸到1.8G的实现步骤

• vgs确定卷组是否有足够的空间可以拉伸
  
  
• 拉伸逻辑卷到1.8G
  lvextend -L 1.8G /dev/westos/lv0
lvextend -L +300M /dev/westos/lv0
  
• 更新文件系统，并查看更新后的文件系统
  xfs_growfs /dev/juan/lvjuan