lvm详解

lvm详解

lvm是什么

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理，是在硬盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，为文件系统屏蔽下层硬盘分区布局，并提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。它提供了一种灵活的方式来管理和操作磁盘空间，使管理员能够动态地创建、调整大小、合并和移动逻辑卷，而无需中断系统。

LVM的主要目标是将物理存储设备（如硬盘、SSD等）抽象为逻辑卷（Logical Volume），屏蔽了物理磁盘和分区的细节，使用户和系统能够以逻辑上的方式管理存储空间。当我们对底层的物理硬盘进行操作时，不再是针对分区进行操作，而是通过逻辑卷对底层硬盘进行管理操作。

lvm其实跟ext4这样的文件系统类似，抽象成一个个分区后，将这些分区挂载到某个目录下，就可以像操作目录一样操作磁盘了。

lvm与ext4这样的文件系统最大的区别是，ext4针对是某个磁盘的一部分的抽象，而lvm则是针对一个或多个磁盘的一部分或者整体的抽象，lvm能够将多个磁盘抽象成同一个逻辑卷。

关键术语

• 物理存储介质（The physical media）：其实就是硬盘或者ssd，LVM存储介质，可以是硬盘分区、整个硬盘、raid阵列或SAN硬盘。设备必须初始化为LVM物理卷，才能与LVM结合使用。
• 物理卷PV（physical volume）：物理卷就是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质比较却包含与LVM相关的管理参数，创建物理卷可以用硬盘分区，也可以用硬盘本身。
• 卷组VG（Volume Group）：LVM卷组类似于非LVM系统中的物理硬盘，一个卷组VG由一个或多个物理卷PV组成。可以在卷组VG上建立逻辑卷LV。
• 逻辑卷LV（logical volume）：类似于非LVM系统中的硬盘分区，逻辑卷LV建立在卷组VG之上。在逻辑卷LV之上建立文件系统。

lvm的搭建流程

graph TB
a(磁盘/分区)-->b(创建物理卷pv)-->c(创建逻辑卷vg，vg可以有多个pv组成)-->d(创建逻辑卷lv)-->e(格式化并挂载)

lvm有什么用

1. 卷组VG可以使多个硬盘空间看起来像是一个大硬盘。

2. 逻辑卷LV可以创建跨多个硬盘空间的分区。

3. 在使用逻辑卷LV时，可以在空间不足时动态调整大小，不需要考虑逻辑卷LV在硬盘上的位置，不用担心没有可用的连续的空间。

4. 可以在线对卷组VG、逻辑卷LV进行创建、删除、调整大小等操作。但LVM上的文件系统也需要重新调整大小。

5. LVM允许创建快照，用来保存文件系统的备份。

如何使用lvm

1. 使用lsblk查看磁盘分区，确定要使用的磁盘或者分区，可以是没有创建过分区的物理磁盘，也可以已经创建出来的分区；

2. 选择磁盘或者分区利用pvcreate创建物理卷PV,创建完成后可以使用pvs查看pv

pvcreate /dev/sda
pvs

创建完成后，使用lsblk -f查看文件系统类型时已经变更为了LVM2_member.

(base) ➜  ~ lsblk -f
NAME            FSTYPE      LABEL UUID                                   MOUNTPOINT
sda                                                                      
└─sda1          LVM2_member       6xxxxxxxxxxxxxxxx

可以使用pvdisplay查看pv的详细情况。

pvdisplay /dev/sda1

3. 创建vg

使用vgcreate创建vg，命令如下：

# 这里的vg_data就是vg的名称
vgcreate vg_data /dev/sda1

创建完成后使用如下命令查看vg的详细情况：

vgs
vgdisplay vg_data

4. 创建逻辑卷lv

lvcreate -n lvname -L lvsize(M，G) vgname

lvcreate -n lv_data -L 64M vg_data

5. 格式化分区，并将其挂载

mkfs.ext4 /dev/vg/lv_data
mkdir /data
mount /dev/vg/lv_data /data

6. lv扩容

lvm最重要的功能就是动态调整分区大小，如果之前创建的vg还有剩余的空间，则可以直接在原有lv的基础上扩容，使用如下命令扩展：

lvextend -L +100M /dev/vg/lv_data
resize2fs /dev/vg/lv_data

如果vg里的所有空间都已经分配完了，则需要先扩展vg，再扩展lv。

缩容则采用如下命令：

lvreduce -L 100M  /dev/vg/lv_data
resize2fs /dev/vg/lv_data

7. 扩展vg

扩展vg一般是增加了一块磁盘，这个时候就可以把这块磁盘扩展到vg里，比如sdb。

pvcreate /dev/sdb
vgextend vg_data /dev/sdb

关于lvm的一些疑问

1. lvm创建的文件是如何分配到具体的物理磁盘上的