ubuntu 的 LVM 逻辑卷

时间：2023-02-05 09:00:11

什么是 LVM逻辑卷？

当分区的空间不够用时无法扩展其大小，只能通过添加硬盘、创建新的分区来扩充空间，但是新添加进来的硬盘是作为独立文件系统存在的，原有的文件系统并未得到扩充，上层应用很多时候只能访问一个文件系统。所以只能让现有磁盘下线，换上新的磁盘之后，再将原始数据导入。

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

如果在实际生产环境的服务器中，出现这种分区已用完的时，我们是很难对原有分区处理扩容的，处理的方式就是我们不得不先扩容更大的新分区，然后停止项目的运行，移动项目到新的扩容分区中；非常麻烦~

虽然有第三方解决方案对原有分区进行扩容，但是这些第三方的扩容解决方案实践起来后是非常不稳定的，很容易引起数据的丢失、丢盘的情况发生；

LVM 就很好的解决了上面分区扩容麻烦的问题；

LVM(Logical volume Manager) 逻辑卷管理：通过将底层物理硬盘抽象地封装起来，以逻辑卷的形式表现给上层系统。逻辑卷的大小可以动态调整，而且不会丢失现有的数据。新加入的硬盘也不会改变现有上层的逻辑卷。

作为一种 动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性！

我们能操作的只是 逻辑卷，逻辑卷说白了，就是可伸缩的 "分区卷"，其分区大小可以动态调节，而不受制于原始的固定分区大小；

LVM 的底层概念

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

上图中，我们最终能使用和操作的就是 LV逻辑卷，所做的很多操作都是为了 LV逻辑卷；逻辑卷就是为取代原先的分区

一句话概括：物理磁盘被格式化为PV(physical volume)，空间被分为一个个PE(physical extend)【大小为 4 MB，为逻辑卷的最小单位】。不同的PV加入同一个VG(volume group)，不同PV的PE全部进入VG的PE池内。LV(logical volume)基于PE创建，大小为PE的整数倍，组成LV的PE可能来自于不同的物理磁盘。LV现在就能挂载使用了。

详解：

假如有一块硬盘，我们使用LVM技术时，将硬盘插入服务器中，将该硬盘条带化（格式化）成物理卷PV，即把硬盘空间划分为以4M的基准切割N多个PE；比如一个硬盘容量为400M，那么一共就有 100（400/4） 个PE；（PE是逻辑卷空间管理的最基本单位，PE默认是4M大小）

创建一个卷组VG，可以理解为空间池(或者说 地址池），作用是用来装 PE 的，如上图，多个硬盘的PE装入到了 VG 中；VG 必须有名称的；VG的大小由多少个PE来决定；

基于卷组VG来创建我们每个逻辑卷LV(相当于传统的分区)，从VG拿出来多少个PE到LV中，这个LV的空间就有多大；我们把创建好的逻辑卷格式化，然后挂载，就可以用了；LV 必须有名称的；LV的大小由多少个PE来决定；

当创建好卷组VG时，会创建目录 ​​/dev/卷组名/​​​ ；而当逻辑卷创建好时，会创建文件 ​​/dev/卷组名/逻辑卷名​​;

注意：组成逻辑卷的PE可以来自不同的硬盘，如上图，sda的PE是灰色的，而 sdb的PE是白色的，lV有3个灰1个白的PE：

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

我们不需要关心也不能操作 VG、PV 和 PE，我们只能操作 LV逻辑卷；

当我们对LV拉伸活收缩时，实际上就是增加活减少PE，来达到伸缩LV逻辑卷的目的；

对 卷组VG 的伸缩，就是加减硬盘；

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

LVM逻辑卷 是一个动态磁盘管理的工具，原理非常简单~

总结：

  • 物理磁盘被格式化为PV，空间被分为一个个PE
  • 不同的PV加入同一个VG，不同PV的PE全部进入VG的PE池内
  • LV基于PE创建，大小为PE的整数倍，组成LV的PE可能来自不同物理磁盘
  • LV现在就直接可以格式化后挂载使用了
  • LV的扩充缩减实际上就是增加或减少组成该LV的PE的数量。其过程不丢失原始数据

LVM逻辑卷的基本管理操作

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

先检查新硬盘是否插入： ​​fdisk -l​​​ 或者 ​​df -h​​​ 或者 ​​lsblk​​

创建LVM

1、将物理磁盘设备初始化为物理卷
​​​pvcreate /dev/sdb /dev/sdc​​​ 查看物理卷信息：​​pvdispaly​​​ 或者 ​​pvs​​​2、创建卷组，并将上面两个PV加入卷组juanzuming中
​​vgcreate juanzuming /dev/sdb /dev/sdc​​3、基于卷组juanzuming创建2G大小空间的逻辑卷
​​lvcreate -n mylv -L 2G juanzuming​​ 查看卷组信息：​​vgdisplay​​ 或者 ​​vgs​​4、为创建好的逻辑卷格式化创建文件系统
​​mkfs.ext4 /dev/juanzuming/mylv​​ 查看逻辑卷信息：​​lvdisplay​​ 或者 ​​lvs​​5、将格式化好的逻辑卷挂载使用
​​mount/dev/juanzuming/mylv /mnt​​ 将逻辑卷挂载到 /mnt 中

一定要按照上面顺序一步步下来

卷组VG 和 逻辑卷LV 可以有多个，主要是为了方便管理和维护；

上面命令全部运行完后，其在目录 ​​/dev/juanzuming/mylv​​​ 中多一个设备；但是，执行 mount 时，显示的lv逻辑卷的位置是在 ​​/dev/mapper/juanzuming-mylv​​​ 中的；答：​​/dev/juanzuming/mylv​​​ 只是一个链接，实际是在 ​​/dev/mapper​​ 这目录里面；

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

删除 LVM

0、卸载已经挂载
​​​umount /nmt​​

1、删除LV
​​​lvremove /dev/juanzuming/mylv​​​2、删除 VG
​​vgremove juanzuming​​3、删除物理卷
​​pvremove /dev/sdb​​

一定要按照上面顺序一步步下来

LVM 逻辑卷的 【扩大】 与 【缩小】（动态伸缩磁盘分区卷空间）

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

拉伸LV逻辑卷

逻辑卷的 拉伸操作 可以在线执行，不需要卸载逻辑卷，数据不会丢失
逻辑卷的 缩小 操作，必须先卸载逻辑卷

1、保证VG中有足够的空闲空间
​​​vgdisplay​​​2、扩充mylv逻辑卷，增加1G空间
​​lvextend -L +1G /dev/juanzuming/mylv​​3、查看扩充后LV大小
​​lvdisplay​​4、更新文件系统（必须的，否则 ​​df -h​​ 还是显示原来的空间大小）
​​resize2fs /dev/juanzuming/mylv​​5、查看更新后文件系统
​​df-h​​

为什么要需要更新文件系统？因为LV逻辑卷是个底层的东西，操作系统需要使用任何的底层的空间，都要对其进行格式化（即创建文件系统）,而文件系统在创建的时候大小就已经固定了，我们拉伸的底层空间，但是没有更新mylv这个逻辑卷的文件系统~，所以，系统并没有识别到拉伸出来的空间，所以 ​​df -h​​ 还是显示原来的空间大小；

拉伸VG卷组

1、将要添加到VG的硬盘格式化为PV
​​​pvcreate /dev/sdd​​​2、将新的PV添加到指定卷组中
​​vgextend juanzuming /dev/sdd​​3.查看扩充后VG大小
​​vgdisplay​​

缩小LV逻辑卷

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

逻辑卷的缩小操作必须离线执行，要卸载逻辑卷

1、卸载已经挂载的逻辑卷
​​​umount /dev/juanzuming/mylv​​​2、缩小文件系统，缩小到1G
（会提示需要运行fsck检查文件系统）
​​resize2fs /dev/juanzuming/mylv 1G​​3、缩小LV
​​lvreduce -L -1G /dev/juanzuming/mylv​​4、查看缩小后的LV
​​lvdisplay​​5、挂载
​​mount /dev/juanzuming/mylv /mnt​​

注意一定要按照上面顺序执行

缩小LV是比较危险的事，如果设置空间大小不对，那么会导致数据的丢失

缩小VG卷组

即：拿走一个硬盘的情景；

ubuntu 的 LVM 逻辑卷

1、将一个PV从制定卷组中移除
​​​vgreduce juanzuming /dev/sdc​​​2、查看缩小后的卷组大小
​​vgdisplay​​

注意，卷组的大小必须比要拿走硬盘的空间大小还大！否则会造成数据丢失的风险；



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