这是 Linux 中 LVM（逻辑卷管理）的完整初学者指南。

在本教程中，您将了解 LVM 的概念、它的组件以及为什么要使用它。

我不会仅限于理论上的解释，我还将展示在 Linux 中创建和管理 LVM 的动手示例。

简而言之，我将为您提供在现实世界中开始使用 LVM 所需的所有必要信息。

Linux 中的 LVM 是什么？

LVM 代表逻辑卷管理。这是管理存储系统的另一种方法，而不是传统的基于分区的方法。在 LVM 中，您无需创建分区，而是创建逻辑卷，然后您可以像挂载磁盘分区一样轻松地将这些卷挂载到文件系统中。

LVM 的组件

LVM 包含三个主要组件：

• 物理卷
• 卷组
• 逻辑卷

尽管该列表由三个部分组成，但其中只有两个是分区系统的直接对应部分，下表记录了这一点。

磁盘分区系统       LVM
  分区           逻辑卷
  磁盘            卷组

物理卷没有任何直接对应物，但我很快就会谈到这一点。

为什么要使用 LVM？

LVM 的主要优点是调整卷或卷组的大小非常容易。它抽象出了所有丑陋的部分（分区、原始磁盘），并为我们留下了一个中央存储池可供使用。

如果您曾经经历过分区大小调整的恐惧，那么您会想要使用 LVM。

动手实验室准备

这篇文章不仅仅是理论。在此过程中，我将展示实际的命令示例，学习某些东西的最佳方法是亲身实践。为此，我建议您使用虚拟机。

为了帮助你，我已经准备了一个简单的 Vagrantfile，你可以用它来用 VirtualBox 启动一个非常轻量级的虚拟机。此虚拟机具有三个额外的磁盘，您和我可以将它们用于下面的命令示例。

在文件系统的某处创建一个目录，并将以下内容保存在该文件中，名为Vagrantfile.

Vagrant.configure "2" do |config|
    config.vm.box = "ubuntu/focal64"
    config.vm.hostname = "lvm"
    3.times {|i| config.vm.disk :disk, size: "5GB", name: "drive-#{i}"}
    config.vm.provider :virtualbox do |machine|
        machine.memory = 1024
        machine.cpus = 1
        machine.customize ["modifyvm", :id, "--cpuexecutioncap", "50"]
    end
end

# vi: set ft=ruby

或者，如果您愿意，可以使用wget或curl从我的 gist 下载文件。

wget https://gist.githubusercontent.com/debdutdeb/98ed1b6aef36885d07ce8247188dfd5e/raw/524259da5dfa2d8750883d01c8159829729e224d/Vagrantfile

确保你安装了Vagrant和VirtualBox。

一旦 Vagrantfile 就位，将环境变量设置VAGRANT_EXPERIMENTAL为disks.

export VAGRANT_EXPERIMENTAL=disks

最后，使用以下命令启动虚拟机（确保您与 Vagrantfile 位于同一目录中）：

vagrant up

机器运行后，您可以使用vagrant sshSSH 连接到它并运行本文中的示例命令。

完成后请记住vagrant destroy从与 Vagrantfile 相同的目录运行。

安装 LVM

在您可以使用任何命令之前，您需要安装该lvm2软件包。这应该预装在大多数现代发行版中，尤其是基于 Ubuntu 的发行版中。但是，在继续之前，我不得不提到这一点。要安装lvm2，请查阅您的发行版的文档。

LVM 实践

对于这个动手演练，我构建了一个具有 40G 根存储（不重要）和三个大小为 5G 的外部磁盘的虚拟机。这些磁盘的大小是任意的。

vagrant@lvm:~$ lsblk -o name,size,fstype
NAME    SIZE FSTYPE
loop0  55.5M squashfs
loop1  32.3M squashfs
loop2  70.4M squashfs
sda      40G 
└─sda1   40G ext4
sdb      10M iso9660
sdc       5G 
sdd       5G 
sde       5G

如您所见，我将使用的设备sdc是sdd和sde。

还记得我告诉过你 LVM 包含三个主要组件吗？

• 物理卷
• 卷组
• 逻辑卷

是时候一一见他们了。

1. 物理卷

关于 LVM，您首先需要了解的是物理卷。物理卷是用于实现抽象即逻辑卷的原材料或构建块。简单来说，物理卷是 LVM 系统的逻辑单元。

物理卷可以是任何东西，原始磁盘或磁盘分区。创建和初始化物理卷是一回事。两者都意味着您只是在为进一步的操作准备构建块（即分区、磁盘）。这将在瞬间变得更加清晰。

实用程序：pv所有管理物理卷的实用程序都以P hysical Volume的字母开头。例如pvcreate, pvchange,pvs等pvdisplay。

此框之后提到的任何内容都是破坏性的，除非您使用的是虚拟环境或云上的服务器，其中没有存储重要数据或无法意外访问，我建议您立即停止。

创建物理卷

您可以使用原始未分区磁盘或分区本身来创建物理卷。

正如我之前提到的，我的虚拟机连接了三个外部驱动器，让我们从/dev/sdc.

我们使用pvcreate命令来创建物理卷。只需将设备名称传递给它即可。

sudo pvcreate /dev/sdc

你应该看到这样的东西：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvcreate /dev/sdc
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.

接下来我将/dev/sdd分成相等的部分。使用任何工具cfdisk，，，等parted，fdisk有很多工具可以完成这项工作。

vagrant@lvm:~$ lsblk -o name,size,fstype | grep sdd
sdd       5G 
├─sdd1  2.5G 
└─sdd2  2.5G

您现在可以在一个步骤中从这两个分区中快速创建另外两个物理卷，同时将这两个设备传递给pvcreate。

sudo pvcreate /dev/sdd1 /dev/sdd2

看一看：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvcreate /dev/sdd1 /dev/sdd2
  Physical volume "/dev/sdd1" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdd2" successfully created.

列出可用的物理卷

您可以使用三个命令来获取可用物理卷的列表pvscan，pvs和pvdisplay。您通常不需要向这些命令传递任何内容。

pvscan:-

vagrant@lvm:~$ sudo pvscan
  PV /dev/sdc                       lvm2 [5.00 GiB]
  PV /dev/sdd1                      lvm2 [2.50 GiB]
  PV /dev/sdd2                      lvm2 [<2.50 GiB]
  Total: 3 [<10.00 GiB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 3 [<10.00 GiB]

pvs:-

vagrant@lvm:~$ sudo pvs
  PV         VG Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdc      lvm2 ---   5.00g  5.00g
  /dev/sdd1     lvm2 ---   2.50g  2.50g
  /dev/sdd2     lvm2 ---  <2.50g <2.50g

pvdisplay:-

vagrant@lvm:~$ sudo pvdisplay
  "/dev/sdc" is a new physical volume of "5.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdc
  VG Name               
  PV Size               5.00 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               SzSkdD-xKYa-4y7P-teyU-481p-uiQ8-qieMJJ
   
  "/dev/sdd1" is a new physical volume of "2.50 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdd1
  VG Name               
  PV Size               2.50 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               553Iy4-JJ21-LfIw-udtO-j9Cd-7gFS-iXXFVS
   
  "/dev/sdd2" is a new physical volume of "<2.50 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdd2
  VG Name               
  PV Size               <2.50 GiB
  Allocatable           NO
  PE Size               0   
  Total PE              0
  Free PE               0
  Allocated PE          0
  PV UUID               bf7ghn-QkPm-EUdp-GdyW-shMG-5sMn-VhNtYB

正如您所看到的，除了列出物理卷之外，这些命令还为您提供了大量有关这些卷的其他信息。

删除物理卷

pvremove您可以使用该命令删除物理卷。就像pvcreate，只需将设备（初始化为物理卷）传递给pvremove命令。

为了演示，我将从/dev/sdd2列表中删除。

sudo pvremove /dev/sdd2

输出应与此相同：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvremove /dev/sdd2
  Labels on physical volume "/dev/sdd2" successfully wiped.

现在列出物理卷sudo pvs

vagrant@lvm:~$ sudo pvs
  PV         VG Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/sdc      lvm2 ---  5.00g 5.00g
  /dev/sdd1     lvm2 ---  2.50g 2.50g

/dev/sdd2不再在这里。

2. 卷组

卷组是物理卷的集合。它是 LVM 中的下一个抽象级别。卷组是结合了多个原始存储设备的存储容量的存储池。

实用程序：所有卷组实用程序名称都以 开头vg，代表卷组，例如、等。vgcreatevgsvgrename

创建卷组

卷组是使用该vgcreate命令创建的。的第一个参数vgcreate是您要为该卷组指定的名称，其余的是要支持存储池的物理卷的列表。

sudo vgcreate lvm_tutorial /dev/sdc /dev/sdd1

例子：-

vagrant@lvm:~$ sudo vgcreate lvm_tutorial /dev/sdc /dev/sdd1
  Volume group "lvm_tutorial" successfully created

列出卷组

列出卷组类似于列出物理卷，您可以使用具有不同详细级别的不同命令vgdisplay、vgscan和vgs。

我个人更喜欢vgs命令，sudo vgs

vagrant@lvm:~$ sudo vgs
  VG           #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
  lvm_tutorial   2   0   0 wz--n- 7.49g 7.49g
vgscan:-

vagrant@lvm:~$ sudo vgscan
  Found volume group "lvm_tutorial" using metadata type lvm2
vgdisplay:-

vagrant@lvm:~$ sudo vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               lvm_tutorial
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               7.49 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              1918
  Alloc PE / Size       0 / 0   
  Free  PE / Size       1918 / 7.49 GiB
  VG UUID               LYVE9P-vY0G-OAW6-an8q-yfBx-rrB1-YU61m1

列出附加到卷组的物理卷

您可以使用以下命令列出连接到特定卷组的所有物理卷：-

sudo pvdisplay -S vgname=<volume_group_name> -C -o pv_name

例子：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_name
  PV        
  /dev/sdc  
  /dev/sdd1

您还可以获得物理卷的计数。

sudo vgdisplay -S vgname=<volume_group_name> -C -o pv_count

例子：-

vagrant@lvm:~$ sudo vgdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_count
  #PV
    3

扩展卷组

扩展卷组意味着向卷组添加额外的物理卷。为此，vgextend使用该命令。语法很简单：-

vgextend <volume_group> <physical_volume1> <physical_volume2> ....

让我们将lvm_tutorial音量扩大/dev/sdd2.

sudo vgextend lvm_tutorial /dev/sdd2

专注于输出：-

vagrant@lvm:~$ sudo vgextend lvm_tutorial /dev/sdd2
  Physical volume "/dev/sdd2" successfully created.
  Volume group "lvm_tutorial" successfully extended

在物理卷部分，我们最终将其/dev/sdd2作为物理卷删除，但必须将分区或原始磁盘初始化为物理卷，否则 LVM 将无法将其作为卷组的一部分进行管理。所以在将它添加到卷组之前vgextend做好准备。/dev/sdd2

现在列出附加到此卷组的物理卷，以确保安全。

sudo pvdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_name

输出：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_name
  PV        
  /dev/sdc  
  /dev/sdd1 
  /dev/sdd2

/dev/sdd2现在按预期在列表中。

减少卷组

就像扩展一个卷组意味着添加另一个物理卷一样，减少它意味着删除一个或多个物理卷。

我们使用vgreduce命令来执行此操作。一般语法如下：-

vgreduce <vgname> <physical_volume1> <physical_volume2> ....

让我们删除物理卷/dev/sdc和/dev/sdd1.

sudo vgreduce lvm_tutorial /dev/sdc /dev/sdd1

例子：-

vagrant@lvm:~$ sudo vgreduce lvm_tutorial /dev/sdc /dev/sdd1
  Removed "/dev/sdc" from volume group "lvm_tutorial"
  Removed "/dev/sdd1" from volume group "lvm_tutorial"

如果卷组有任何活动的逻辑卷，您将无法像这样减少它。

再次列出物理卷。

sudo pvdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_name

输出：-

vagrant@lvm:~$ sudo pvdisplay -S vgname=lvm_tutorial -C -o pv_name
  PV        
  /dev/sdd2

那两个物理卷不见了。

现在，为了本文的其余部分，将这两个物理卷添加回来。

sudo vgextend lvm_tutorial /dev/sdc /dev/sdd1

删除卷组

vgremove您可以使用该命令删除逻辑卷。

sudo vgremove lvm_tutorial

现在不要运行此命令，否则您必须重新创建卷组。如果您想对其进行测试，请在本文的最后运行它。

3. 逻辑卷

这是您将主要使用的内容。逻辑卷就像一个分区，但它不是位于原始磁盘之上，而是位于卷组之上。你可以，

• 使用您想要的任何文件系统格式化逻辑卷。
• 将其挂载到您想要的文件系统中的任何位置。

在本节中，您将学习，

• 如何创建逻辑卷。
• 对逻辑卷的常用操作。
• 调整逻辑卷的大小。
• 删除逻辑卷。

实用程序：所有卷组实用程序名称都以 开头lv，代表逻辑卷。例如, ,等等, ,等等lvcreatelvslvreducevgcreatevgsvgrename

创建逻辑卷

lvcreate使用该命令创建逻辑卷。常用的语法如下所示，

sudo lvcreate -L <size> -n <lvname> <vgname>

• -L选项用于新逻辑卷的大小，您可以使用任何以“GB”、“MB”或“KB”结尾的整数。例如“1GB”。
• -n选项用于命名此逻辑卷。
• 需要将这个逻辑卷所属的卷组的名称传递给它，因此，在为逻辑卷提供大小时，请确保卷组有可用空间。

在虚拟机上运行以下命令：

sudo lvcreate -L 5GB -n lv1 lvm_tutorial

示例输出：

vagrant@lvm:~$ sudo lvcreate -L 5GB -n lv1 lvm_tutorial
  Logical volume "lv1" created.

对逻辑卷的常用操作

正如我之前所说，您可以将文件系统放在逻辑卷上，也可以将其挂载到文件系统的任何位置。

/dev/<vgname>/<lvname>创建后，您可以在路径中找到逻辑卷。例如，在我们的例子中，音量将在/dev/lvm_tutorial/lv1.

vagrant@lvm:~$ ls -l /dev/lvm_tutorial/lv1 
lrwxrwxrwx 1 root root 7 May 17 02:09 /dev/lvm_tutorial/lv1 -> ../dm-0

现在您可以像使用任何分区一样使用它。用ext4格式化，

sudo mkfs.ext4 /dev/lvm_tutorial/lv1

将它安装在当前目录结构中的某个位置，例如/mnt，

sudo mount -t ext4 /dev/lvm_tutorial/lv1 /mnt

调整逻辑卷的大小

您可以使用命令扩展逻辑卷lvextend并使用命令减小其大小lvreduce。或者，您可以使用单个命令lvresize来完成这两项任务。

首先让我们看看卷组中是否还有剩余空间。

sudo vgs -S vgname=lvm_tutorial -o vg_free

输出：-

vagrant@lvm:~$ sudo vgs -S vgname=lvm_tutorial -o vg_free
  VFree 
  <4.99g

根据输出，我还有一些空间，所以让我们将卷大小增加 2GB。

请记住，逻辑卷仍安装在/mnt.

vagrant@lvm:~$ mount | grep '/mnt'
/dev/mapper/lvm_tutorial-lv1 on /mnt type ext4 (rw,relatime)

使用以下命令调整卷大小：

sudo lvresize -L +2GB lvm_tutorial/lv1

一般语法是这样的：

lvresize -L [+|-][Size] <vgname>/<lvname>

后面的符号 + 或 --L取决于您是尝试增加音量还是分别减小音量。

卷大小增加后，文件系统也必须调整大小。对于 ext4，要使用的命令是resize2fs.

sudo resize2fs /dev/lvm_tutorial/lv1

输出：

vagrant@lvm:~$ sudo resize2fs /dev/lvm_tutorial/lv1
resize2fs 1.45.5 (07-Jan-2020)
Filesystem at /dev/lvm_tutorial/lv1 is mounted on /mnt; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 1
The filesystem on /dev/lvm_tutorial/lv1 is now 1835008 (4k) blocks long.

并非所有文件系统都支持热调整大小，Ext4 和 XFS 是受支持的文件系统之一。我建议你坚持这些。

减少逻辑卷是一项稍微复杂的任务，我不会在本文中讨论这个问题。我将把这个卷的大小减少 1GB。

删除逻辑卷

lvremove您可以使用该命令删除逻辑卷。命令语法如下：-

lvremove <vgname>/<lvname>

在虚拟机上运行此命令：-

sudo lvremove lvm_tutorial/lv1

输出：-

vagrant@lvm:~$ sudo lvremove lvm_tutorial/lv1
Do you really want to remove and DISCARD active logical volume lvm_tutorial/lv1? [y/n]: y
  Logical volume "lv1" successfully removed

在逻辑卷、物理卷和卷组上还有许多其他操作可行，但不可能将所有这些都写到一篇文章中。

我/dev/sde在虚拟机中为您多留了一个磁盘，使用它，练习本文中的一些命令，创建一个新的卷组，扩展一个现有的卷组，只是练习。

我希望这篇文章对你有所帮助，如果你想在以后看到更多关于这方面的内容，请在下面的评论部分告诉我。