Linux 笔记 - 第十七章 Linux LVM 逻辑卷管理器

一、前言

在实际生产中，有时会遇到磁盘分区空间不足的情况，这时候就需要对磁盘进行扩容，普通情况下需要新加一块磁盘，重分区、格式化、数据复制、卸载旧分区、挂载新分区等繁琐的步骤，而且有可能造成数据的丢失。其实，我们可以在安装系统时使用 LVM （Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）来管理我们的文件系统，这样就可以弹性或者动态地调整文件系统的容量，而且是在不丢失数据和不停机的情况下调整分区大小。LVM 是 Linux 系统对磁盘分区的一种管理机制，是在磁盘分区之上建立一个逻辑层，这个逻辑层让多个硬盘或者分区看起来像一块逻辑硬盘，然后将这块逻辑硬盘分成逻辑卷之后使用，从而大大提高了分区的灵活性。

二、基本概念

PE（Physical Extend）：物理拓展，PE 是用来保存数据的最小单元，数据实际上都是写到 PE 当中的，PE 的大小可以配置，默认是 4 MB。

PV（Physical Volume）：物理卷，就是真正的物理硬盘或者分区。

VG（Volume Group）：卷组，将多个物理卷组合起来就成了卷组，可以由一个多个物理卷组成。组成同一个卷组的物理卷可以是同一块硬盘的不同分区，也可以是不同硬盘上的不同分区，可以将卷组看做一块逻辑硬盘。

LV（Logical Volume）：逻辑卷，卷组是一块逻辑硬盘，硬盘必须分区之后才能使用，我们把这个分区称作逻辑卷。逻辑卷可以被格式化和写入数据，我们可以将逻辑卷看做分区。

因此，我们在建立 LVM 的时候，需要按照如下步骤类进行：

（1）把物理硬盘分成分区，当然也可以是整块的物理硬盘。

（2）把物理分区建立为物理卷（PV），也可以直接把整块硬盘都建立为物理卷。

（3）把物理卷整合为卷组（VG）。卷组就已经可以动态地调整大小了，可以把物理分区加入卷组，也可以把物理分区从卷组中移除。

（4）把卷组再划分为逻辑卷（LV），当然逻辑卷也是可以直接调整大小的。

（5）将逻辑卷可以看做一个分区，所以也需要格式化。

（6）将格式化之后的分区挂载到指定的目录。

（7）修改 /etc/fstab，设置开机自动挂载新分区。

LVM 常用命令如下：

三、使用 LVM 创建逻辑卷

其实在安装 Linux 系统时，在采用的图形化安装界面中，就可以直接把硬盘配置成 LVM 或者 RAID，但是通常我们只分配了基本的标准分区。如下界面：

如果在安装系统时没有设置，可以在系统安装完之后，使用命令模式来设置 LVM 和 RAID。

首先需要添加物理硬盘，添加前分区情况：

添加一块新的磁盘，大小为 10GB：

重启系统后，磁盘情况为：

发现系统已经识别到了新的磁盘 /dev/sdb，然后我们开始分区。当然了，也可以不用分区，直接将整个硬盘 /dev/sdb 去创建物理卷。

3.1  硬盘分区

命令：fdisk /dev/sdb

如果不知道 fdisk 里面的具体操作，可输入 m 进行帮助。最常用的是 n（新建）、d（删除）、p（打印）、q（退出）、t（修改系统标识符）、w（写入并退出）

建立新的分区：

输入 p 打印现有分区情况（此时显示还没有分区）

输入 n 新建分区输入 p 为建立主分区（此时的 p 是在 n 后的，不是打印）

输入 1 为建立第一个主分区分区起始位置可以直接回车，默认是1

分区最后位置为 500（因为每个柱面约 8M，500 柱面约是 4 G，用来建立该磁盘的第一个分区 /dev/sdb1）

输入 p 打印分区情况，发现已建立一个分区 /dev/sdb1，但是此分区为 Linux 格式，而不是我们需要使用的 Linux LVM 格式

改变系统标识符：

输入 t 改变分区1的属性

输入 L 查看有个属性对应的命令

输入 8e 改变分区1为 Linux LVM 格式，83对应的分区系统 ID 为 83

输入 p 打印分区情况，发现建立的分区 /dev/sdb1 为 Linux LVM 格式

同样的方式去建立第二块分区 /dev/sdb2：

并修改分区系统标识 ID 为 8e，如下：

输入 w，保存分区设置并退出，重新查看分区情况，如下：

可以看到此时已经将磁盘 /dev/sdb 分了两个区，分别为 /dev/sdb1 和 /dev/sdb2

使用 partprobe 重新读取分区表，或者重启系统，可以忽略如下警告信息：

3.2 创建物理卷 PV

扫面系统 PV：pvscan

创建 PV：pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdb2

查看 PV：pvdisplay

删除 PV：pvremove

这样我们就分别创建了 3.83 GB 和 3.06 GB 的 PV，注意 Allocatable 为 NO

首先检查系统中是否已经安装了 LVM 工具，如下：

[root@ryan yum.repos.d]# rpm -qa |grep lvm
mesa-private-llvm-3.6.-.el6.x86_64
[root@ryan yum.repos.d]# yum install lvm*
......
[root@ryan yum.repos.d]# rpm -qa |grep lvm
lvm2-2.02.-.el6_9..x86_64
lvm2-libs-2.02.-.el6_9..x86_64
lvm2-cluster-2.02.-.el6_9..x86_64
mesa-private-llvm-3.6.-.el6.x86_64
lvm2-devel-2.02.-.el6_9..x86_64

操作如下：

3.3 创建卷组 VG

扫面系统 VG：vgscan

创建 VG：vgcreate vg_ryan /dev/sdb1 /dev/sdb2

查看 VG：vgdisplay

删除 VG：vgremove

扩展 VG：vgextend

缩小 VG：vgreduce

这样我们就创建了一个 6.89G（1764 个PE，要记住这个数字，每个 PE 默认是 4 MB）的 VG（名字为 vg_ryan）

3.4 创建逻辑卷 LV

扫面系统LV：lvscan

创建LV：lvcreate -l 1280 -n lv_ryan vg_ryan （1280 是 VG 中 PE 的个数，此处划分出 5 GB 的逻辑卷），其中 -L 选项后可以指定容量，-l 选项后可以指定基本单元 PE 的个数，-n 后面跟 LV 的名称。

查看LV：lvdisplay

这样我们就创建了一个名字为 lv_ryan 的LV

3.5 格式化逻辑卷

将逻辑卷可以看成一个分区，所以也需要格式化，命令：mkfs -t ext4 /dev/vg_ryan/lv_ryan 或 mkfs.ext4 /dev/vg_ryan/lv_ryan

创建好 LV 之后，会在 /dev 目录下看到我们的 LV 信息，例如 /dev/vgname/vgname，我们每创建一个 VG，其会在 /dev 目录下创建一个以该 VG 名字命名的子目录，在该 VG 的基础上创建好 LV 以后，我们会在 VG 目录下看到以该 LV 名字命名的逻辑卷。

3.6 挂载逻辑卷

创建目录并挂载

创建目录：mkdir /opt/lvm_ryan

挂载：mount /dev/vg_ryan/lv_ryan /opt/lvm_ryan

查看：df -h

可以看到系统已经挂载了刚刚创建的 LV。

3.7 设置开机挂载

将 /dev/mapper/vg_ryan-lv_ryan /opt/lvm_ryan ext4 defaults 0 0 写入 /etc/fstab

至此，逻辑卷已经创建完毕，可以正常使用了。

四、扩展逻辑卷

这样我们就将vg_test增加了 5.02G（1284 个Free PE，要记住这个数字）

只要卷组 vg_ryan 中有足够的空间，就可以为逻辑卷 lv_ryan 扩容。

4.1 扩展 VG 容量

假如此时卷组中容量不足，则可以需要先扩展卷组容量，比如可以先创建分区 /dev/sdb3，然后创建物理卷，再添加到卷组 vg_ryan 中，如下：

增加 VG：vgextend vg_ryan /dev/sdb3

查看 VG：vgdisplay

4.2 扩展 LV 容量

增加 LV：lvresize -l +200 /dev/vg_ryan/lv_ryan（ 200 是 VG 中 Free PE 的个数），也可以使用 lvextend，但是 lvextend 只能增加容量，而 lvresize 既能增加也能减少容量。

查看 LV：lvdisplay

此时发现逻辑卷的容量没有发生变化，那是因为这个分区还没有使用这个新扩展的逻辑卷容量，所以还需要使用 resize2fs 命令来调整分区的大小。

4.3 增加文件系统的容量

命令：resize2fs /dev/vg_ryan/lv_ryan

可以看到文件系统 lv_ryan 已经由 4.8G 增加至 5.6G，至此逻辑卷扩展完成。

参考文档

（转）Linux LVM逻辑卷配置过程详解（创建、扩展、缩减、删除、卸载、快照创建）

CentOS 6.3下配置LVM（逻辑卷管理）

Linux系统下创建LV（逻辑卷）并挂载

Linux系统下增加LV（逻辑卷）容量

Linux系统下减少LV（逻辑卷）容量