LVM简介

LVM是逻辑盘卷管理（Logical Volume Manager）的简称，它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，LVM是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，来提高磁盘分区管理的灵活性。传统分区使用固定大小分区，重新调整大小十分麻烦。但是，LVM可以创建和管理“逻辑”卷，而不是直接使用物理硬盘。可以弹性的管理逻辑卷的扩大缩小，操作简单，而不损坏已存储的数据。可以随意将新的硬盘添加到LVM，以直接扩展已经存在的逻辑卷。LVM并不需要重启就可以让内核知道分区的存在。

LVM工作机制

LVM通过将底层的物理硬盘封装起来，以逻辑卷的方式呈现给上层应用。在传统的磁盘管理机制中，我们的上层应用是直接访问文件系统，从而对底层的物理硬盘进行读取。而在LVM中，其通过对底层的硬盘进行封装，当我们对底层的物理硬盘进行操作时，其不再是针对于分区进行操作，而是通过一个叫做逻辑卷的东西来对其进行底层的磁盘管理操作。

LVM相关概念

物理卷（PV, Physical Volume）

物理卷就是指磁盘、磁盘分区或从逻辑上和磁盘分区具有同样功能的设备(如RAID)，是LVM的基本存储逻辑块，但和基本的物理存储介质（如分区、磁盘等）比较，却包含有和LVM相关的管理参数。

使用pvcreate /dev/sdb1来基于sdb1分区创建PV

卷组（VG, Volume Group）

VG由若干PV组成，能在VG上创建一个或多个LV。VG是PV和LV中间的层，可以通过调整VG中的PV来调整VG的容量，进而调整LV的分配情况。

使用vgcreate vg01 /dev/sdb1创建vg并添加sdb1对应的pv
使用vgextend vg01 /dev/sdb2向vg中继续添加pv

逻辑卷（LV, Logical Volume）

LV是从VG上分配出的一块空间，用于建立文件系统，相当于非LVM模式的磁盘分区。

使用lvcreate -L 10M -n lv01 vg01 在vg上创建lv并指定初始大小为10M
使用lvextend -L +200M /dev/vg01/lv01扩展lv01的大小为100M，前提是vg01中有未使用的空间
创建出的lv需要格式化成指定文件系统，才能进行挂载操作

LVM概念

注意：

VG不一定要把全部空间分给LV，可以有剩余空间。LV仍可用这些剩余空间进行扩容，此时文件系统需要使用resize2fs 重新激活才能获得扩容后的大小。
如果VG空间不足以对LV和文件系统扩容，需要向VG添加新的PV。这些PV来自新的磁盘分区。

在已有磁盘上扩容LV

模拟利用磁盘上的未使用空间对已存在的LV进行扩容的场景。

VM的初始磁盘情况为： lsblk 可以看到/dev/sda容量20G，在/dev/sda3上存在一个lv /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv容量18G，并将根目录/挂载在这个lv上。（ubuntu-vg是VG名，ubuntu-lv是LV名）

我们要做的是，将磁盘/dev/sda扩容10G，并将新空间扩容进ubuntu-lv这个lv，使其容量达到28G，满足根目录需求。

在VMWare中扩容磁盘，制造未使用空间

在VM中将虚拟机关机，将sda磁盘扩容10G，最终扩展到30G。 vmware

lsblk

可以看到，sda磁盘已经变为30G，但是分区sda3的大小没变，上面lv的大小仍然是18G。需要将sda继续分区，并将新分区扩容进lv。

创建新分区

fdisk -l 查看磁盘情况 fdisk

看到待分区的设备/dev/sda。使用fdisk /dev/sda 继续分区

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root@common:~# fdisk /dev/sda

Welcome to fdisk (util-linux 2.34).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

GPT PMBR size mismatch (41943039 != 62914559) will be corrected by write.

Command (m for help): m    ## 查看指令说明

Help:

  GPT
   M   enter protective/hybrid MBR

  Generic
   d   delete a partition
   F   list free unpartitioned space
   l   list known partition types
   n   add a new partition
   p   print the partition table
   t   change a partition type
   v   verify the partition table
   i   print information about a partition

  Misc
   m   print this menu
   x   extra functionality (experts only)

  Script
   I   load disk layout from sfdisk script file
   O   dump disk layout to sfdisk script file

  Save & Exit
   w   write table to disk and exit
   q   quit without saving changes

  Create a new label
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create a new empty SGI (IRIX) partition table
   o   create a new empty DOS partition table
   s   create a new empty Sun partition table


Command (m for help): n    ## 新建分区
Partition number (4-128, default 4):    ## 回车，使用默认分区号
First sector (41940992-62914526, default 41940992):    ## 回车，使用默认起始位置
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (41940992-62914526, default 62914526):    ## 回车，默认结束位置，使用剩余全部空间

Created a new partition 4 of type 'Linux filesystem' and of size 10 GiB.

Command (m for help): p    ## 打印当前分区结果
Disk /dev/sda: 30 GiB, 32212254720 bytes, 62914560 sectors
Disk model: VMware Virtual S
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: E53D0CFF-41A4-4AA5-83A4-2CBC9478AF63

Device        Start      End  Sectors  Size Type
/dev/sda1      2048     4095     2048    1M BIOS boot
/dev/sda2      4096  3719167  3715072  1.8G Linux filesystem
/dev/sda3   3719168 41940991 38221824 18.2G Linux filesystem
/dev/sda4  41940992 62914526 20973535   10G Linux filesystem    ## 看到新增的分区sda4大小正好是10G

Command (m for help): w    ## 保存分区并退出
The partition table has been altered.
Syncing disks.

root@common:~#

检查分区结果 lsblk

新增的分区为/dev/sda4，大小为10G

将新分区加入到原来的lv

在新分区创建pv

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root@common:~# pvcreate /dev/sda4
  Physical volume "/dev/sda4" successfully created.

扩容VG

查看VG当前情况

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root@common:~# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ubuntu-vg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  Metadata Sequence No  2
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                1
  Act PV                1
  VG Size               18.22 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              4665
  Alloc PE / Size       4608 / 18.00 GiB
  Free  PE / Size       57 / 228.00 MiB
  VG UUID               aDRUun-9KCE-ohgP-hhex-qFlC-urdy-hXFRL4

使用vgextend将新pv加入到原来的vg

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root@common:~# vgextend ubuntu-vg /dev/sda4
  Volume group "ubuntu-vg" successfully extended

再次查看vg

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root@common:~# vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ubuntu-vg
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  3
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                1
  Open LV               1
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               <28.22 GiB    ## vg已扩容
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              7224
  Alloc PE / Size       4608 / 18.00 GiB
  Free  PE / Size       2616 / <10.22 GiB
  VG UUID               aDRUun-9KCE-ohgP-hhex-qFlC-urdy-hXFRL4

扩容LV

查看之前的lv

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root@common:~# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  LV Name                ubuntu-lv
  VG Name                ubuntu-vg
  LV UUID                oXiGwK-ggOt-ZFh2-b9qX-H2mV-HAgm-cgVGU6
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time ubuntu-server, 2022-09-11 22:08:21 +0000
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                18.00 GiB  # 之前大小为18G
  Current LE             4608
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

扩容lv

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root@common:~# lvextend -L +10G /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  Size of logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv changed from 18.00 GiB (4608 extents) to 28.00 GiB (7168 extents).
  Logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv successfully resized.

再次查看lv

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root@common:~# lvdisplay
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
  LV Name                ubuntu-lv
  VG Name                ubuntu-vg
  LV UUID                oXiGwK-ggOt-ZFh2-b9qX-H2mV-HAgm-cgVGU6
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time ubuntu-server, 2022-09-11 22:08:21 +0000
  LV Status              available
  # open                 1
  LV Size                28.00 GiB    ## lv已扩容
  Current LE             7168
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:0

激活扩容后的LV

LV扩容后，文件系统显示的大小还未改变，需要使用resize2fs激活扩容后的LV。

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root@common:~# resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
resize2fs 1.45.5 (07-Jan-2020)
Filesystem at /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is mounted on /; on-line resizing required
old_desc_blocks = 3, new_desc_blocks = 4
The filesystem on /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is now 7340032 (4k) blocks long.

root@common:~#

检查扩容结果

lsblk

可以看到：

新分区/dev/sdb4的容量为10G
分区/dev/sdb4和/dev/sdb3共同组成了LV /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv，这个LV大小为28G，挂载了根目录/
根目录容量已经达到28G

在新磁盘上使用LV

演示在新的磁盘上使用LVM分区

VMWare上挂载新的硬盘

vmware

在虚拟机上可以看到新增的20G磁盘

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root@common:~# lsblk
NAME                      MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
fd0                         2:0    1    4K  0 disk
loop0                       7:0    0   62M  1 loop /snap/core20/1611
loop1                       7:1    0 67.8M  1 loop /snap/lxd/22753
loop2                       7:2    0   47M  1 loop /snap/snapd/16292
sda                         8:0    0   30G  0 disk
├─sda1                      8:1    0    1M  0 part
├─sda2                      8:2    0  1.8G  0 part /boot
├─sda3                      8:3    0 18.2G  0 part
│ └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   28G  0 lvm  /
└─sda4                      8:4    0   10G  0 part
  └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   28G  0 lvm  /
sdb                         8:16   0   20G  0 disk    ## 新增的磁盘
sr0                        11:0    1 1024M  0 rom
sr1                        11:1    1 1024M  0 rom

对新磁盘分区

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root@common:~# fdisk /dev/sdb

Welcome to fdisk (util-linux 2.34).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0x496d280f.

Command (m for help): n
Partition type
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-41943039, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-41943039, default 41943039):    # 默认配置，新分区使用全部空间

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 20 GiB.

Command (m for help): w
The partition table has been altered.
Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

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root@common:~# lsblk
NAME                      MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
fd0                         2:0    1    4K  0 disk
loop0                       7:0    0   62M  1 loop /snap/core20/1611
loop1                       7:1    0 67.8M  1 loop /snap/lxd/22753
loop2                       7:2    0   47M  1 loop /snap/snapd/16292
sda                         8:0    0   30G  0 disk
├─sda1                      8:1    0    1M  0 part
├─sda2                      8:2    0  1.8G  0 part /boot
├─sda3                      8:3    0 18.2G  0 part
│ └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   28G  0 lvm  /
└─sda4                      8:4    0   10G  0 part
  └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   28G  0 lvm  /
sdb                         8:16   0   20G  0 disk
└─sdb1                      8:17   0   20G  0 part    ## 新分区
sr0                        11:0    1 1024M  0 rom
sr1                        11:1    1 1024M  0 rom
root@common:~#

创建逻辑卷

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root@common:~# pvcreate /dev/sdb1
  Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
root@common:~# vgcreate vg-data /dev/sdb1
  Volume group "vg-data" successfully created
root@common:~# lvcreate -L 5G -n lv-data vg-data    # 使用VG中的一部分空间创建LV
  Logical volume "lv-data" created.
root@common:~# lvdisplay vg-data     ## 查看vg vg-data下的lv
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/vg-data/lv-data
  LV Name                lv-data
  VG Name                vg-data
  LV UUID                aE1kTJ-fZAK-GNWf-2q3w-klR9-oXB2-cad4LC
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time common, 2022-09-18 08:29:03 +0000
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                5.00 GiB
  Current LE             1280
  Segments               1
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     256
  Block device           253:1

格式化逻辑卷

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root@common:~# mkfs.ext4 /dev/vg-data/lv-data
Creating filesystem with 1310720 4k blocks and 327680 inodes
Filesystem UUID: e3c869d1-14f7-4b71-8741-3f585e9196e6
Superblock backups stored on blocks:
	32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

挂载逻辑卷

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root@common:~# mkdir /data
root@common:~# mount /dev/vg-data/lv-data /data

查看结果

lsblk

可以看到：

新磁盘容量20G，sdb1分区大小10G，LV用了5G，挂载了/data目录

配置自动挂载

在/etc/fstab 中添加新的挂载信息，防止重启丢失挂载点

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root@common:~# cat /etc/fstab
# /etc/fstab: static file system information.
#
# Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
# device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
# that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
#
# <file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
# / was on /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv during curtin installation
/dev/disk/by-id/dm-uuid-LVM-aDRUun9KCEohgPhhexqFlCurdyhXFRL4oXiGwKggOtZFh2b9qXH2mVHAgmcgVGU6 / ext4 defaults 0 1
# /boot was on /dev/sda2 during curtin installation
/dev/disk/by-uuid/3f643662-d868-4bf6-83d9-ad31aed0366a /boot ext4 defaults 0 1
/swap.img	none	swap	sw	0	0
/dev/vg-data/lv-data /data ext4 defaults 0 2    ## 新的挂载点信息

扩展逻辑卷

vg-data的容量有20G，目前lv-data只分配了5G，接下来再扩容进去5G。

查看vg-data和lv-data

扩容LV

目前vg有足够的空闲空间，直接扩容LV即可

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root@common:~# lvextend -L +5G /dev/vg-data/lv-data
  Size of logical volume vg-data/lv-data changed from 5.00 GiB (1280 extents) to 10.00 GiB (2560 extents).
  Logical volume vg-data/lv-data successfully resized.
root@common:~#

激活扩容后的LV

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root@common:~# resize2fs /dev/vg-data/lv-data
Filesystem at /dev/vg-data/lv-data is mounted on /data; on-line resizing required
old_desc_blocks = 1, new_desc_blocks = 2
The filesystem on /dev/vg-data/lv-data is now 2621440 (4k) blocks long.

root@common:~#

查看结果

res

Reference

LVM基础操作步骤梳理

Linux LVM简明教程

文章目录

LVM简介

LVM工作机制

LVM相关概念

物理卷（PV, Physical Volume）

卷组（VG, Volume Group）

逻辑卷（LV, Logical Volume）

在已有磁盘上扩容LV

在VMWare中扩容磁盘，制造未使用空间

创建新分区

将新分区加入到原来的lv

在新分区创建pv

扩容VG

扩容LV

激活扩容后的LV

检查扩容结果

在新磁盘上使用LV

VMWare上挂载新的硬盘

对新磁盘分区

创建逻辑卷

格式化逻辑卷

挂载逻辑卷

查看结果

配置自动挂载

扩展逻辑卷

查看vg-data和lv-data

扩容LV

激活扩容后的LV

查看结果

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