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LVM 卷管理理解与实践

LVM 介绍

LVM（逻辑卷管理）是一款为 Linux 环境设计的先进磁盘管理工具。它通过逻辑层 abstraction over underlying hard disks，提供了更加灵活的磁盘分区管理方式。对于经常进行服务器扩展或需要动态调整磁盘空间的用户来说，LVM 是一个强大的工具。

传统的物理分区管理方式存在以下局限性：

• 大小固定的分区难以扩展
• 必须在同一物理硬盘上创建新分区
• 因此在磁盘空间不够时需要添加新的硬盘，甚至需要将现有文件系统迁移

LVM 消除了这些限制，通过逻辑卷管理，允许将物理硬盘作为一整个整体进行管理，进一步划分或调整磁盘空间。

LVM 核心概念

LVM 的核心概念包括三个主要组成部分：

LVM 命令实例

1. 创建 PV

使用 pvcreate 命令创建物理卷。

# 创建PVpvcreate /dev/sda1

注意： 在创建 PV 时，确保挂载已经卸载的设备，否则可能出现如下提示：

Can't open /dev/sda1 exclusively. Mounted filesystem?

2. 创建 VG

使用 vgcreate 命令创建卷组。

# 创建 VGvgcreate -s 16M vg0 /dev/sda1 /dev/sdb1

• -s 16M：指定 PE 的大小（默认为 4M）
• vg0：卷组名
• /dev/sda1 /dev/sdb1：指定要加入的 PV

3. 创建 LV

使用 lvcreate 创建逻辑卷。

# 创建逻辑卷lvcreate -n LV0 -L 2G vg0

• -n LV0：指定逻辑卷名
• -L 2G：指定容量
• vg0：所属的卷组

4. 扩展 VG

lipidar@server:~$

如果需要扩展卷组，可以通过添加新的 PV 到现有 VG 中。

# 扩展 VGvgextend vg0 /dev/sdc1

5. 缩小 LV

在缩小 LV 之前，请确保文件系统已经卸载，并备份资料。

# 缩小 LVlvreduce /dev/mapper/vg0-LV0 -L 1G

注意： 缩小 LV 后可能导致数据丢失，因此需要 resize2fs 手动修整文件系统。

LVM 操作示例

线上扩容

可以通过以下方式在线扩展 LV 的容量。

# LV 在线扩展lvextend -L +50% /dev/mapper/vg0-LV0

调整后的 LV 容量可以通过 resize2fs 命令确认。

实验环境说明

设备配置

• 虚拟硬盘：vmware虚拟物理硬盘、分区、RAID 设备
• 硬盘准备：每虚拟机 1GB × 4，2GB × 4
• 磁盘规划示意图：
  • 分区模式：raw
  • RAID5 模式：扩展性最佳
  • 分区格式：ext4

基本命令

• 显示 PV 信息：pvs
• 显示 VG 信息：vgs
• 显示 LV 信息：lvs
• 创建 VG：vgcreate
• 创建 LV：lvcreate
• 扩展/缩减 LV：lvextend 和 lvreduce

PV 升级示例

如果某磁盘需要替换，可以按照以下步骤操作：

# 替换 PVpvmove /dev/sda /dev/sdb

LVM 快照

为防止数据丢失，LVM 支持创建快速逻辑卷快照。

# 创建快照lvcreate -n snapshot-LV -s -p r /dev/mapper/vg0-LV

说明：

• -n snapshot-LV：快照名
• -s：创建快照
• -p r：指定权限（只读）
• 目标设备即为原有的逻辑卷

LVM 镜像

使用 LVM 创建镜像可以提供完整的数据备份，同时支持在线同步。

# 创建镜像lvcreate -m 1 -n mirror-vg -l 100%FREE vg0 /dev/sda /dev/sdb

LVM 操作注意事项

通过以上实例，可以看出 LVM 提供了强大的磁盘管理功能，适合需要灵活管理磁盘空间的场景。