LVM 核心概念

在执行命令前,必须理解 LVM 的三个核心组件：

1. 物理卷

   • 是什么：LVM 的基本存储块，可以是整个硬盘、一个硬盘分区或一个 RAID 设备。
   • 类比：一堆砖块。

2. 卷组

   • 是什么：由一个或多个物理卷组成的存储池，您可以将多个物理卷合并成一个大的卷组，以提供更大的连续存储空间。
   • 类比：用砖块砌成的一面墙。

3. 逻辑卷

   • 是什么：从卷组中划分出的逻辑分区，您可以根据需要创建、调整大小或删除逻辑卷，这些逻辑卷可以被格式化并挂载为文件系统。
   • 类比：从墙上划分出的不同房间。

数据流向：物理卷 → 卷组 → 逻辑卷 → 文件系统 → 挂载点

LVM 管理命令详解

以下命令将按照 LVM 的生命周期进行组织：创建 → 管理 → 扩容/缩容 → 删除。

(一) 创建 LVM 环境

目标：将新的硬盘或分区转换为 LVM 可用的结构。

1. 准备物理设备

   • 确保您有一块新的、未分区的硬盘（/dev/sdb），或者一个未格式化的分区（/dev/sdb1）。
   • 使用 fdisk 或 parted 进行分区（如果需要）。

     # 使用 fdisk 为 /dev/sdb 创建一个全盘分区
     fdisk /dev/sdb
     # 在 fdisk 中，按 'n' 创建新分区，按 'p' 选择主分区，按 '1' 分区号，
     # 然后按两次回车使用默认的起始和结束扇区，最后按 'w' 保存。

2. 创建物理卷

   
   （图片来源网络，侵删）
   • 使用 pvcreate 命令将设备初始化为物理卷。

     # 对整个硬盘 /dev/sdb 创建 PV
     sudo pvcreate /dev/sdb

   对分区 /dev/sdb1 创建 PV

   sudo pvcreate /dev/sdb1

3. 创建卷组

   • 使用 vgcreate 命令创建一个新的卷组，并将一个或多个 PV 加入其中。

     # 创建名为 myvg 的卷组，使用 /dev/sdb
     sudo vgcreate myvg /dev/sdb

   创建名为 myvg 的卷组，使用多个 PV

   sudo vgcreate myvg /dev/sdb1 /dev/sdc1

4. 创建逻辑卷

   • 使用 lvcreate 命令从卷组中创建逻辑卷。

     # 在 myvg 中创建一个名为 mylv 的逻辑卷，大小为 10G
     sudo lvcreate -L 10G -n mylv myvg

   在 myvg 中创建一个名为 mydata 的逻辑卷，使用 50% 的卷组空间

   sudo lvcreate -l 50%FREE -n mydata myvg

   在 myvg 中创建一个名为 mycache 的逻辑卷，大小为 500M

   sudo lvcreate -L 500M -n mycache myvg

   
   *   **常用选项**:
       *   `-L` 或 `--size`: 指定逻辑卷的大小，单位可以是 K, M, G, T。
       *   `-l` 或 `--extents`: 指定逻辑卷的大小，使用 PE（Physical Extent）的数量。
       *   `-n` 或 `--name`: 指定逻辑卷的名称。

5. 格式化并挂载

   • 创建逻辑卷后,它会被创建为块设备，路径通常为 /dev/<卷组名>/<逻辑卷名>，/dev/myvg/mylv。
   • 使用 mkfs 命令格式化该设备。

     # 格式化为 ext4 文件系统
     sudo mkfs.ext4 /dev/myvg/mylv

   • 创建挂载点并挂载。

     # 创建挂载点
     sudo mkdir /mnt/mydata

   挂载逻辑卷

   sudo mount /dev/myvg/mylv /mnt/mydata

   查看挂载情况

   df -h

6. 开机自动挂载

   • 为了让系统重启后自动挂载,需要编辑 /etc/fstab 文件。

     # 获取逻辑卷的 UUID
     sudo blkid /dev/myvg/mylv

   编辑 fstab

   sudo vim /etc/fstab

   添加以下行 (请替换为实际的 UUID)

   UUID= /mnt/mydata ext4 defaults 0 2

(二) 查看 LVM 信息

目标：了解当前 LVM 的状态和配置。

1. 查看所有物理卷

   sudo pvdisplay
   # 或者使用更简洁的命令
   sudo pvs

2. 查看所有卷组

   sudo vgdisplay
   # 或者使用更简洁的命令
   sudo vgs

3. 查看所有逻辑卷

   sudo lvdisplay
   # 或者使用更简洁的命令
   sudo lvs

4. 查看 LVM 的整体结构

   # 以树状图形式显示 PV, VG, LV 的关系
   sudo pvscan
   sudo vgscan
   sudo lvscan
   # 一个非常强大的综合查看命令
   sudo lvs -o +vg_name,lv_path,lv_size,lv_tags

(三) 扩容 LVM

目标：为逻辑卷增加空间。

重要：扩容分为两步：

1. 扩容 LVM 层：增大逻辑卷的大小。

2. 扩容文件系统层：让文件系统识别并使用新增的空间。

3. 扩容逻辑卷

   • 假设我们要将 /dev/myvg/mylv 从 10G 扩容到 20G。

     # 增加 10G 空间
     sudo lvextend -L +10G /dev/myvg/mylv

   或者直接指定最终大小为 20G

   sudo lvextend -L 20G /dev/myvg/mylv

4. 扩容文件系统

   • 对于 ext2/ext3/ext4 文件系统:

     # 检查文件系统
     sudo e2fsck -f /dev/myvg/mylv
     # 调整文件系统大小以填满逻辑卷
     sudo resize2fs /dev/myvg/mylv

   • 对于 XFS 文件系统:

     # XFS 文件系统在线扩容非常方便，无需卸载
     sudo xfs_growfs /mnt/mydata
     # 或者指定设备路径
     # sudo xfs_growfs /dev/myvg/mylv

5. 验证扩容结果

   df -h

(四) 缩容 LVM

目标：减小逻辑卷的大小。

⚠️ 警告：缩容操作有风险，可能导致数据丢失！请务必提前备份所有重要数据！

重要：缩容的顺序与扩容相反：

1. 缩容文件系统层：先缩小文件系统的大小。

2. 缩容 LVM 层：再缩小逻辑卷本身。

3. 卸载逻辑卷

   • 在缩容文件系统之前,必须先卸载它。

     sudo umount /mnt/mydata

4. 缩容文件系统

   • 对于 ext2/ext3/ext4 文件系统:

     # 检查文件系统
     sudo e2fsck -f /dev/myvg/mylv
     # 缩小文件系统大小到 5G (必须小于等于当前逻辑卷大小)
     sudo resize2fs /dev/myvg/mylv 5G

   • 对于 XFS 文件系统:

     • XFS 文件系统不支持在线缩容，通常的做法是创建一个新的、小一点的逻辑卷，将数据复制过去，然后删除旧的逻辑卷。

5. 缩容逻辑卷

   • 在文件系统缩容完成后,现在可以安全地缩小逻辑卷了。

     # 将逻辑卷大小缩小到 5G
     sudo lvreduce -L 5G /dev/myvg/mylv
     # 系统会提示确认，输入 'y' 继续

6. 重新挂载并验证

   sudo mount /dev/myvg/mylv /mnt/mydata
   df -h

(五) 删除 LVM 环境

目标：彻底移除 LVM 配置，释放物理空间。

1. 卸载并删除文件系统

   • 确保逻辑卷已卸载。

     sudo umount /mnt/mydata

2. 删除逻辑卷

   sudo lvremove /dev/myvg/mylv
   # 系统会提示确认，输入 'y' 继续

3. 删除卷组

   • 确保卷组中已经没有任何逻辑卷。

     sudo vgremove myvg

4. 删除物理卷

   sudo pvremove /dev/sdb
   # 或者删除分区
   # sudo pvremove /dev/sdb1

高级操作

1. 添加物理卷到卷组

   # 假设新硬盘是 /dev/sdd
   sudo pvcreate /dev/sdd
   sudo vgextend myvg /dev/sdd

2. 从卷组中移除物理卷

   # 首先确保 VG 中有足够的空闲空间，或者可以迁移数据
   # 使用 pvmove 将 /dev/sdd 上的数据迁移到 VG 的其他 PV 上
   sudo pvmove /dev/sdd
   # 然后从 VG 中移除该 PV
   sudo vgreduce myvg /dev/sdd
   # 最后删除该 PV
   sudo pvremove /dev/sdd

3. 快照

   • 快照是某个逻辑卷在特定时间点的只读副本,非常适合用于备份。

     # 为 mylv 创建一个 2G 大小的快照，名为 mylv_snap
     sudo lvcreate -L 2G -s -n mylv_snap /dev/myvg/mylv

4. 重命名

   • 重命名逻辑卷:

     sudo lvrename myvg/mylv myvg/newlv_name

   • 重命名卷组:

     sudo vgrename old_vg_name new_vg_name

希望这份详细的 LVM 命令指南能对您有所帮助！在生产环境中执行任何修改操作前，请务必备份数据。