Linux 逻辑卷（LVM）管理指南

Linux 逻辑卷（LVM）管理指南

一、逻辑卷（LVM）基本概念

LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理）是一种灵活的磁盘管理技术，通过将物理磁盘分区抽象为逻辑卷，实现存储空间的动态调整。其核心组件及层级关系如下：

1. 核心组件

• 物理卷（PV，Physical Volume）：

底层存储单元，由磁盘分区或整块磁盘转换而来，是 LVM 的基础。PV 被划分为多个PE（Physical Extent，物理扩展块），PE 是 LVM 中最小的存储分配单位（默认大小 4MB，可自定义）。

• 卷组（VG，Volume Group）：

由一个或多个 PV 组合而成的存储池，将分散的 PV 存储空间整合为一个统一的逻辑单元，供 LV 分配使用。VG 的总容量为所有 PV 的 PE 总和。

• 逻辑卷（LV，Logical Volume）：

从 VG 中划分出的逻辑存储空间，可像普通分区一样格式化并挂载使用。LV 的大小由 PE 数量决定，支持动态扩容或缩容（受文件系统类型限制）。

2. 层级关系

硬盘 → 分区 → 物理卷（PV） → 卷组（VG） → 逻辑卷（LV） → 文件系统 → 挂载点

二、逻辑卷的创建流程

步骤 1：准备物理分区

需先在磁盘上创建分区，并标记为 LVM 类型（分区 ID 为8e）。推荐使用parted工具操作：

# 进入磁盘分区界面（以/dev/sdb为例）

parted /dev/sdb

(parted) unit MiB # 设置单位为MiB

(parted) mklabel gpt  # 可选MBR或GPT分区表（GPT支持大容量）

(parted) mkpart # 创建分区

Partition name? []? lvm_part1 # 分区名称（可选）

File system type? [ext2]? ext2 # 临时标记，后续会转换为LVM

Start? 1 # 起始位置（从1MiB开始，跳过磁盘头部）

End? 1001 # 结束位置（分区大小1000MiB）

(parted) set 1 lvm on # 标记分区为LVM类型

(parted) quit # 退出分区工具

# 同步分区表到系统

udevadm settle

步骤 2：创建物理卷（PV）

将分区转换为物理卷：

# 创建PV（支持单个或多个分区）

pvcreate /dev/sdb1 # 将/dev/sdb1转换为PV

# 验证PV创建结果

pvs # 简要查看PV信息

pvdisplay #查看所有pv的信息

pvdisplay /dev/sdb1 # 详细查看PV信息（含PE大小、总容量等）

步骤 3：创建卷组（VG）

将 PV 整合为卷组：

# 创建VG（卷组名自定义，如vg_data，包含/dev/sdb1）

vgcreate vg_data /dev/sdb1

# 验证VG创建结果

vgs # 简要查看VG信息（总PE数、空闲PE数等）

vgdisplay #查看所有vg的信息

vgdisplay vg_data # 详细查看VG信息

步骤 4：创建逻辑卷（LV）

从 VG 中划分逻辑卷：

# 方式1：按PE数量创建（-l 指定PE数，PE的默认数量是4MB，200个就是800MB）

lvcreate -l 200 -n lv_data vg_data

# 方式2：按实际容量创建（-L 指定容量，如800MB）

lvcreate -L 800MB -n lv_data vg_data

# 验证LV创建结果

lvs # 简要查看LV信息

lvdisplay ##查看所有lv的信息

lvdisplay /dev/vg_data/lv_data # 详细查看LV路径、大小等

逻辑卷路径格式：/dev/卷组名/逻辑卷名（如 /dev/vg_data/lv_data）。

步骤 5：格式化逻辑卷

LV 需格式化文件系统后才能使用，常用xfs或ext4：

# 格式化为xfs（CentOS 7+默认，支持大容量，性能优）

mkfs.xfs /dev/vg_data/lv_data

# 格式化为ext4（兼容性好，支持缩容）

mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_data

步骤 6：挂载逻辑卷

创建挂载点并配置自动挂载：

# 创建挂载点目录

mkdir /data

# 临时挂载（重启失效）

mount /dev/vg_data/lv_data /data

# 配置永久挂载（通过UUID，避免设备名变动）

# 1. 查看LV的UUID

blkid /dev/vg_data/lv_data # 输出格式：UUID="xxx" TYPE="xfs"

# 2. 编辑/etc/fstab，添加挂载配置

vim /etc/fstab

# 添加内容（格式：UUID=xxx 挂载点 文件系统类型 defaults 0 0）

UUID=12345678-1234-5678-1234-567812345678 /data xfs defaults 0 0

# 验证挂载配置

mount -a # 加载/etc/fstab中的所有挂载

df -Th # 查看挂载状态（确认/data已挂载）

三、逻辑卷的删除流程

删除逻辑卷需按LV → VG → PV的顺序操作，且需先卸载挂载点，避免数据丢失。

步骤 1：卸载挂载点

umount /data # 卸载挂载点（若挂载中）

步骤 2：删除逻辑卷（LV）

# 删除LV（需指定完整路径）

lvremove /dev/vg_data/lv_data

# 确认删除：输入y并回车

步骤 3：删除卷组（VG）

# 删除VG（需确保VG中无LV）

vgremove vg_data

步骤 4：删除物理卷（PV）

# 删除PV（需确保PV未加入任何VG）

pvremove /dev/sdb1

四、逻辑卷的扩容与缩容

LVM 的核心优势是动态调整存储空间，但扩容 / 缩容操作受文件系统类型限制：

• xfs：支持在线扩容，不支持缩容。

• ext4：支持在线扩容，支持缩容（需离线操作）。

1. 扩容逻辑卷（xfs/ext4 通用流程）

步骤 1：扩展逻辑卷（LV）

# 方式1：增加指定容量（如增加100MB，总容量变为900MB）

lvextend -L +100MB /dev/vg_data/lv_data

# 方式2：扩展到指定容量（如扩展到30GB）

lvextend -L 900MB /dev/vg_data/lv_data

# 方式3：使用VG中所有空闲空间

lvextend -l +100%FREE /dev/vg_data/lv_data

注意：扩容 LV 前需确保 VG 有足够空闲空间（通过vgdisplay查看）。

步骤 2：同步文件系统（关键步骤）

扩容 LV 后，需同步文件系统才能识别新增空间：

# 若文件系统为xfs（需指定挂载点）

xfs_growfs /data # /data为LV的挂载点

# 若文件系统为ext4（需指定LV路径）

resize2fs /dev/vg_data/lv_data

2. 缩容逻辑卷（仅 ext4 支持）

缩容风险较高，需离线操作（卸载 LV），并提前备份数据。

步骤 1：卸载挂载点

umount /data

步骤 2：检查文件系统完整性

e2fsck -f /dev/vg_data/lv_data # -f：强制检查（即使文件系统看似正常）

步骤 3：缩小文件系统

# 缩小文件系统到目标大小（如缩小到500MB）

resize2fs /dev/vg_data/lv_data 500MB

步骤 4：缩小逻辑卷（LV）

# 缩小LV到目标大小（需与文件系统大小一致，如500MB）

lvreduce -L 500MB /dev/vg_data/lv_data

# 确认缩容：输入y并回车

步骤 5：重新挂载

mount /dev/vg_data/lv_data /data

df -Th # 验证缩容后大小

五、注意事项

逻辑卷与文件系统一致性：

LV 扩容 / 缩容后，必须同步文件系统（xfs_growfs/resize2fs），否则系统无法识别调整后的空间。

数据安全：

缩容前务必备份数据，且严格按 “文件系统缩容 → LV 缩容” 顺序操作，颠倒顺序会导致数据丢失。

xfs 限制：

xfs 文件系统仅支持扩容，若需缩容，需备份数据后重新格式化。

挂载配置：

永久挂载需使用 LV 的 UUID（blkid获取），避免设备名（如/dev/vg_data/lv_data）变动导致挂载失败。

总结

LVM 通过 PV、VG、LV 的层级结构，实现了存储空间的灵活管理。创建逻辑卷需按 “分区→PV→VG→LV→格式化→挂载” 流程操作；扩容需先扩展 LV 再同步文件系统；缩容仅 ext4 支持，且需严格离线操作。掌握 LVM 管理可显著提升 Linux 系统的存储灵活性和可维护性。