详解Linux LVM逻辑卷配置过程（创建，增加，减少，删除，卸载）

Z时代
2024-01-10
分类：IT

Linux LVM逻辑卷配置过程详解

许多Linux使用者安装操作系统时都会遇到这样的困境：如何精确评估和分配各个硬盘分区的容量，如果当初评估不准确，一旦系统分区不够用时可能不得不备份、删除相关数据，甚至被迫重新规划分区并重装操作系统，以满足应用系统的需要。

LVM是Linux环境中对磁盘分区进行管理的一种机制，是建立在硬盘和分区之上、文件系统之下的一个逻辑层，可提高磁盘分区管理的灵活性。RHEL5默认安装的分区格式就是LVM逻辑卷的格式，需要注意的是/boot分区不能基于LVM创建，必须独立出来。

一.LVM原理

要想理解好LVM的原理，我们必须首先要掌握4个基本的逻辑卷概念。

①PE　　(Physical Extend)　　物理拓展

②PV　　(Physical Volume)　　物理卷

③VG　　(Volume Group)　　卷组

④LV　　(Logical Volume)　　逻辑卷

我们知道在使用LVM对磁盘进行动态管理以后，我们是以逻辑卷的方式呈现给上层的服务的。所以我们所有的操作目的，其实就是去创建一个LV(Logical Volume),逻辑卷就是用来取代我们之前的分区，我们通过对逻辑卷进行格式化，然后进行挂载操作就可以使用了。那么LVM的工作原理是什么呢？所谓无图无真相，咱们下面通过图来对逻辑卷的原理进行解释！！

1.将我们的物理硬盘格式化成PV(Physical Volume)

我们看到，这里有两块硬盘，一块是sda，另一块是sdb，在LVM磁盘管理里，我首先要将这两块硬盘格式化为我们的PV(Physical Volume),也就是我们的物理卷，其实格式化物理卷的过程中LVM是将底层的硬盘划分为了一个一个的PE(Physical Extend),我们的LVM磁盘管理中PE的默认大小是4M大小，其实PE就是我们逻辑卷管理的最基本单位。比如说我有一个400M的硬盘，那么在将其格式化成PV的时候，其实际就是将这块物理硬盘划分成了100个的PE，因为PE默认的大小就是4M。这个就是我们的第一步操作。

2.创建一个VG(Volume Group)

在将硬盘格式化成PV以后，我们第二步操作就是创建一个卷组，也就是VG(Volume Group),卷组在这里我们可以将其抽象化成一个空间池，VG的作用就是用来装PE的，我们可以把一个或者多个PV加到VG当中，因为在第一步操作时就已经将该硬盘划分成了多个PE，所以将多个PV加到VG里面后，VG里面就存放了许许多多来自不同PV中的PE，我们通过上面的图片就可以看到，我们格式化了两块硬盘，每个硬盘分别格式化成了3个PE，然后将两块硬盘的PE都加到了我们的VG当中，那么我们的VG当中就包含了6个PE，这6个PE就是两个硬盘的PE之和。通常创建一个卷组的时候我们会为其取一个名字，也就是该VG的名字。

3.基于VG创建我们最后要使用的LV(Logical Volume)

【注意】PV以及VG创建好以后我们是不能够直接使用的，因为PV、VG是我们逻辑卷底层的东西，我们其实最后使用的是在VG基础上创建的LV(Logical Volume),所以第三步操作就是基于VG来创建我们最终要使用的LV。

当我们创建好我们的VG以后，这个时候我们创建LV其实就是从VG中拿出我们指定数量的PE，还是拿上图来说，我们看到我们此时的VG里面已经拥有了6个PE，这时候我们创建了我们的第一个逻辑卷，它的大小是4个PE的大小，也就是16M(因为一个PE的默认大小是4M)，而这4个PE有三个是来自于第一块硬盘，而另外一个PE则是来自第二块硬盘。当我们创建第二个逻辑卷时，它的大小就最多只有两个PE的大小了，因为其中的4个PE已经分配给了我们的第一个逻辑卷。

所以创建逻辑卷其实就是我们从VG中拿出我们指定数量的PE，VG中的PE可以来自不同的PV，我们可以创建的逻辑卷的大小取决于VG当中PE存在的数量，并且我们创建的逻辑卷其大小一定是PE的整数倍(即逻辑卷的大小一定要是4M的整数倍)。

4.将我们创建好的LV进行文件系统的格式化，然后挂载使用

在创建好LV以后，这个时候我们就能够对其进行文件系统的格式化了，我们最终使用的就是我们刚创建好的LV，其就相当于传统的文件管理的分区，我们首先要对其进行文件系统的格式化操作，然后通过mount命令对其进行挂载，这个时候我们就能够像使用平常的分区一样来使用我们的逻辑卷了。

我们在创建好LV以后，我们会在 /dev 目录下看到我们的LV信息，例如/dev/vgname/lvname，我们每创建一个VG，其会在/dev目录下创建一个以该VG名字命名的文件夹，在该VG的基础上创建好LV以后，我们会在这个VG目录下多出一个以LV名字命名的逻辑卷。

下面我们来对整个LVM的工作原理进行一个总结：

(1)物理磁盘被格式化为PV，空间被划分为一个个的PE

(2)不同的PV加入到同一个VG中，不同PV的PE全部进入到了VG的PE池内

(3)LV基于PE创建，大小为PE的整数倍，组成LV的PE可能来自不同的物理磁盘

(4)LV直接可以格式化后挂载使用

(5)LV的扩充缩减实际上就是增加或减少组成该LV的PE数量，其过程不会丢失原始数据

我们看到，我们这里如果要对LV进行扩充，直接加进来一块sdc硬盘，然后将其格式化成PE，然后将该PV加入到了VG当中，这个时候我们就可以通过增加LV中PE的数量来动态的对LV进行扩充了，只要我们的LV的大小不要超过我们VG空余空间的大小就行!

二、创建LVM逻辑卷

熟悉了LVM的工作原理，首先是要将我们的物理硬盘格式化成PV，然后将多个PV加入到创建好的VG中，最后通过VG创建我们的LV。

三、拉伸一个逻辑卷

我们知道相比于传统磁盘管理方式的各种问题，使用LVM逻辑卷来管理我们的磁盘，我们可以对其进行动态的管理。在传统的磁盘管理方式中，我们如果出现分区大小不足的情况下，我们此时只能通过加入一块物理硬盘，然后对其进行分区，因为加入的硬盘作为独立的文件系统存在，所以对原有分区并没有影响，如果此时我们需要扩大分区，就只能先将之前的分区先卸载掉，然后将所有的信息转移到新的分区下，最后再将新的分区挂载上去，如果是在生产环境下，这样是不可想象的，正因为如此，我们才出现了LVM的磁盘管理方式，可以动态的对我们的磁盘进行管理。

我们首先来看下动态拉伸一个逻辑卷的示意图：

我们从上图可以看到，我们在对逻辑卷进行拉伸时，其实际就是向逻辑卷中增加PE的数量，而PE的数量是由VG中剩余PE的数量所决定的。

【注意：】逻辑卷的拉伸操作可以在线进行，不需要卸载掉我们的逻辑卷

这样的好处就是当我们的逻辑卷的大小不够用时，我们不需要对其进行卸载，就可以动态的增加我们的逻辑卷的大小，并不会对我们的系统产生任何影响。例如如果我们的服务器上运行着一个重要的服务或者数据库，并要求我们7*24小时不间断保持在线，那么这样的动态增加逻辑卷的大小就非常的有必要了。

接下来我们来看看拉伸逻辑卷的步骤：

因为我们的逻辑卷的拉伸操作是可以在线进行的，所以这里我们先将逻辑卷挂载上，并在使用情况下动态的拉伸我们的逻辑卷

四.实验环境：

首先从空的硬盘sdb上创建两个分区sdb1 1G,sdb2 2G. 为接下来做LVM做准备.

为了后期便于维护管理,记得给分区加上标示,这样即使你不在的情况下,别人看到标示了就不会轻易动这块区域了. LVM的标识是8e,设置完成后记得按w保存

1、创建逻辑卷

将新创建的两个分区/dev/sdb1 /dev/sdb2转化成物理卷,主要是添加LVM属性信息并划分PE存储单元.

创建卷组 vgdata ,并将刚才创建好的两个物理卷加入该卷组.可以看出默认PE大小为4MB,PE是卷组的最小存储单元.可以通过 –s参数修改大小。

从物理卷vgdata上面分割500M给新的逻辑卷lvdata1.

使用mkfs.ext4命令在逻辑卷lvdata1上创建ext4文件系统.

将创建好的文件系统/data1挂载到/data1上.(创建好之后,会在/dev/mapper/生成一个软连接名字为”卷组-逻辑卷”)

便于以后服务器重启自动挂载,需要将创建好的文件系统挂载信息添加到/etc/fstab里面.UUID可以通过 blkid命令查询.

为了查看/etc/fstab是否设置正确,可以先卸载逻辑卷data1,然后使用mount –a 使内核重新读取/etc/fstab,看是否能够自动挂载.

2、逻辑卷lvdata1不够用了，如何扩展。

给逻辑卷增加空间并不会影响以前空间的使用，所以无需卸载文件系统，直接通过命令lvextend –L +500M /dev/vgdata/lvdata1或者lvextend –l 2.5G /dev/vgdata/lvdata1 给lvdata1增加500M空间（lvdata1目前是2G空间）设置完成之后，记得使用resize2fs命令来同步文件系统。