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Linux LVM动态存储管理的指南分享

2025年08月06日 Linux 我要评论
linux 逻辑卷管理(lvm,logical volume manager)是一种灵活的存储管理技术,通过在物理存储设备与文件系统之间增加抽象层,实现对磁盘空间的动态管理(如动态扩容 / 缩容、跨设

linux 逻辑卷管理(lvm,logical volume manager)是一种灵活的存储管理技术,通过在物理存储设备与文件系统之间增加抽象层,实现对磁盘空间的动态管理(如动态扩容 / 缩容、跨设备合并等)。相比传统分区,lvm 更适合需要灵活调整存储空间的场景(如服务器、动态扩容需求的系统)。

一、lvm 核心原理

1. 核心组件及关系

lvm 通过三层结构实现存储抽象,从底层到上层依次为:

  • 物理卷(pv,physical volume)

底层物理存储设备的抽象,可是硬盘分区(如/dev/sdb1)、整个硬盘(如/dev/sdc)或 raid 设备。

pv 被划分为多个物理扩展(pe,physical extent),pe 是 lvm 中最小的存储单元(默认大小 4mb,可自定义),所有 pv 的 pe 大小需一致才能加入同一卷组。

  • 卷组(vg,volume group)

由一个或多个 pv 组成的 “存储池”,将多个物理设备的空间合并为一个整体。vg 中的 pe 被统一管理,逻辑卷从 vg 中分配 pe。

  • 逻辑卷(lv,logical volume)

从 vg 中 “切割” 出的逻辑空间,可直接格式化并挂载使用(类似传统分区)。lv 的大小由分配的 pe 数量决定,且可动态调整(增加 / 减少 pe 数量)。

2. lvm 的核心优势

  • +-动态调整空间:lv 可在线扩容或缩容(无需卸载,部分文件系统支持),无需重新分区。
  • 跨设备合并:将多个物理磁盘的空间合并为一个 vg,lv 可使用所有设备的空间(如将 3 块 100gb 硬盘合并为 300gb 的 vg,创建 250gb 的 lv)。
  • 灵活管理:支持快照(snapshot)、镜像(mirror)等高级功能,便于数据备份和容灾。

二、lvm 配置步骤(基础流程)

需先创建扩展分区和逻辑分区

步骤 1:准备逻辑分区

选择要加入 lvm 的物理设备(如逻辑分区/dev/sda5/dev/sda6,),确保设备未被挂载且无重要数据(操作会清空数据)。

查看可用设备:

lsblk  # 列出所有磁盘及分区,确认目标设备(如sdb、sdc)

 现在我们有两个500m的磁盘分区,但是需要放下一个7000m的文件,我们英应该怎么做? 

步骤 2:创建物理卷(pv)

pvcreate命令将物理设备初始化为 pv:

# 将/dev/sda5和/dev/sda6初始化为pv
pvcreate /dev/sda5 /dev/sda6

# 验证pv:查看已创建的pv及pe信息
pvs  # 简洁显示
pvdisplay /dev/sda5  # 详细显示指定pv的信息(包括pe大小)

 

步骤 3:创建卷组(vg)

vgcreate命令将 pv 加入 vg(自定义 vg 名称,如myvg):

# 创建名为myvg的vg,包含/dev/sdb和/dev/sdc
vgcreate vg0 /dev/sda5 /dev/sda6  

# 验证vg:查看vg的总空间、剩余空间等
vgs  # 简洁显示
vgdisplay vg0  # 详细显示(total pe、free pe等)

 

可选:创建 vg 时指定 pe 大小(默认 4mb,最大 65536pe,故默认最大 vg 大小为 4mb×65536=256gb;若需更大 vg,可增大 pe,如-s 16m):

vgcreate -s 16m myvg /dev/sda5 /dev/sda6 # pe大小设为16mb

步骤 4:创建逻辑卷(lv)

lvcreate命令从 vg 中分配空间创建 lv(自定义 lv 名称,如mylv):

# 方法1:指定大小(如创建100gb的lv)
lvcreate -l 100g -n lv0 vg0 

# 方法2:指定使用vg的百分比(如使用80%的空闲空间)
lvcreate -l 80%free -n lv0 vg0

# 方法3:指定pe数量(如使用1000个pe,每个pe 4mb则为4gb)
lvcreate -l 1000 -n lv0 vg0 

# 验证lv:查看lv的路径、大小等
lvs  # 简洁显示(lv路径通常为/dev/[vg名]/[lv名],如/dev/myvg/mylv)
lvdisplay /dev/lv0/vg0  # 详细显示

 

步骤 5:格式化 lv 并挂载

lv 创建后需格式化(如 ext4、xfs),再挂载使用:

# 格式化lv为ext4(xfs用mkfs.xfs)
mkfs.ext4 /dev/lv0/vg0  

# 创建挂载点目录
mkdir /lv0  

# 临时挂载(重启失效)
mount /dev/vg0/lv0 /lv0 

# 永久挂载:编辑/etc/fstab,添加一行(用lv的uuid更可靠)
# 1. 获取lv的uuid
blkid /dev/vg0/lv0 # 输出类似:uuid="xxx" type="ext4"
# 2. 编辑fstab
echo 'uuid=xxx /lv0 ext4 defaults 0 0' >> /etc/fstab  
# 3. 验证fstab
mount -a  # 无报错则配置正确

 

三、lvm 常用管理操作

1. 扩展逻辑卷(lv 扩容)

当 lv 空间不足时,可从 vg 的空闲空间中分配更多 pe 扩展 lv(需 vg 有足够空闲空间)。

可以向扩展分区扩容然后给物理卷,逻辑组。逻辑卷就可以从逻辑组扩容

假设现在有一个1700m的文件,前面卷组只有1000m 所以不够,还需要扩展vg

  • 步骤一:现在增加2000m逻辑分区

  • 步骤二:创建物理卷

  • 步骤三:扩展卷组

  • 步骤四:扩展逻辑卷
# 1. 检查vg剩余空间(确认有足够free pe)
vgs vg0 

# 2. 扩展lv(如增加2000m)
lvextend -l +2000m /dev/vg0/lv0
# 或使用全部剩余空间
lvextend -l +100%free /dev/vg0/lv0  

# 3. 扩展文件系统(关键:让文件系统识别新增空间)
# 若为ext4/xfs:
# ext4用resize2fs(支持在线扩容)
resize2fs /dev/vg0/lv0
# xfs用xfs_growfs(需先挂载,指定挂载点)
xfs_growfs /mnt/lv0  

2. 缩减逻辑卷(lv 缩容)

注意:缩容有数据丢失风险,需先卸载 lv 并检查文件系统完整性(仅 ext4 支持缩容,xfs 不支持!)。

  • 现在创建了/vg1 2000m 和lv1 800m

# 1. 卸载lv
umount /lv1  

# 2. 检查文件系统错误(必须执行)
e2fsck -f /dev/vg1/lv1  

# 3. 缩减文件系统(先于lv缩容,指定目标大小,如200m)
resize2fs /dev/vg1/lv1 200m 

# 4. 缩减lv(目标大小需≥文件系统大小,如200m)
lvreduce -l 200m /dev/vg1/lv1 

# 5. 重新挂载
mount -a

1.先卸载

 

2. 检查是否可以缩容

3.缩容

4.重新挂载

 

3. 新增物理设备到卷组(vg 扩容)

当 vg 空间不足时,可添加新的 pv 扩展 vg:

# 1. 将新设备(如/dev/sdd)初始化为pv
pvcreate /dev/sdd  

# 2. 将pv加入已有vg(myvg)
vgextend vg0 /dev/sdd  

# 验证:查看vg空间是否增加
vgs myvg  

4. 删除 lvm(谨慎操作)

如需删除 lvm,需按 “lv→vg→pv” 的反向顺序操作:

# 1. 卸载lv
umount /mnt/mylv  

# 2. 从fstab中删除挂载配置(避免开机报错)
vim /etc/fstab  # 删除对应行

# 3. 删除lv
lvremove /dev/myvg/mylv  

# 4. 删除vg
vgremove myvg  

# 5. 删除pv(清空设备的lvm信息)
pvremove /dev/sdb /dev/sdc  

四、总结

lvm 通过 “pv→vg→lv” 的三层结构,将物理存储抽象为灵活的逻辑空间,核心价值是动态调整和跨设备管理。掌握基础配置(创建 pv/vg/lv)和扩展操作,可满足大多数动态存储需求。实际使用中,需注意文件系统对扩容 / 缩容的支持(如 xfs 不支持缩容),并谨慎操作避免数据丢失。

说明:lvcreat(创建)  lvdisplay(查看) lvextent(扩容) lvreduce(缩小)

  • xfs的文件系统的逻辑卷,只能扩容不能缩容
  • ext4的文件系统可以缩容也可以扩容

逻辑卷的大小必须与逻辑卷所在文件大小一致(逻辑卷扩容后,需要挂载此时逻辑卷的大小发生改变,这个时候f所在的分区也需要扩展文件系统重新识别。)

以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持代码网。

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