LVM：Logical Volume Manager，逻辑卷管理器。
重点：可以弹性的调整文件系统的容量，而不在于性能和数据安全上面，因此如果强调性能和备份，那么直接使用raid即可，不需要用到LVM。
LVM可以整合多个物理分区，让这些分区看起来就像是一个磁盘一样；而且，未来还可以在这个LVM管理的磁盘当中新增或者删除其他的物理分区。因此它的重点在于“可以弹性地调整文件系统的容量”
LVM各组件
LVM各组件的实现流程如上图，详细的组件介绍如下。
物理卷（physical volume，PV，最底层的物理卷）
实际的分区需要调整系分区类型为8e00（使用gdisk分区工具，其实分区类型不设置成8e也没关系，不过某些LVM的检测命令可能会检测不到该分区），然后再经过pvcreate命令将它转化成LVM最底层的物理卷，之后才能使用这些pv。
卷组（volume group，VG）
LVM大磁盘就是将许多PV整合成VG，所以VG就是LVM组合起来的大磁盘。
物理扩展快（physical extent，PE）
PE是整个LVM最小的存储数据单位，即文件数据都是借由写入PE来完成的。简单的来说，这个PE有点像文件系统的block大小。因此调整PE会影响到LVM的最大容量。如果是32位的linux系统，LVM的逻辑卷LV最多65534个PE（lvm1的格式），因此默认的LVM，即使用4MB的PE数据块，最大的LV会有4MB*65534/（1024M/G）=256GB；但是在Centos 6.X之后，由于linux系统转为64位，并且PE使用了lvm2的各项格式功能，LV几乎没有啥容量限制了。
逻辑卷（logical volume，LV ）
最终的卷组VG还会被切成逻辑卷LV，LV就是最后可以被格式化使用的东西了（类似分区）。逻辑卷LV的大小与LV内的物理扩展快PE数量有关，逻辑卷LV的设备文件名格式通常为【/dev/vgname/lvname】
如上图，VG内的PE会分给虚线部分的LV，如果未来这个卷组VG要扩充，加上其他的物理卷PV即可；如果逻辑卷LV要扩充的，加上卷组VG内没有使用的PE来扩充。在LV中，不再称为PE而是称为LE；PE是物理存储单元，LV是逻辑存储单元，即LV中的存储单元LE和PE的大小是一样的。
LVM可以弹性的调整文件系统的容量的实质：通过【交换PE】来进行数据转换，将原本LV内的PE转移到其他设备中来降低LV容量，或将其他设备的PE加入到此LV中以加大容量。
实践流程
根据上图流程爱进行实验如下
物理parition阶段
根据磁盘分区表类型使用gdisk/fdisk工具，对磁盘分区并且类型设置为【8e00】，
磁盘状态如下：
sdb为1G的磁盘，划分了sdb1-3分区，1-2分区是用到的分区，3先保留下来不使用；sdc为2G的磁盘，全部划分为分区sdc1，并且使用；sdd为3G的磁盘，暂不进行分区使用。
PV阶段
物理卷PV有关的命令
pvcreate：将物理分区建立成为PV
pvscan：查找目前系统里面任何具有PV的磁盘
pvdisplay：显示出目前系统上面的PV状态
pvremove：将PV属性删除，让该分区不具有PV属性
因为分区sdb1的大小为1MB，然而系统默认的PV最小值为2MB，因此不能创建，可以修改默认值（建议不修改）。目前从上面来看，我们已经创建了2个物理卷PV。
pvdisplay可以列出系统里面的所有PV磁盘，也可以pvdisplay /dev/sdb2只列出单个PV的详细信息。由于PE是在建立卷组VG时才设置的参数，因此看到新的PV详细信息里面的PE都会是0，且没有多余的PE可供分配。
VG阶段
建立卷组VG和VG相关的命令也不少，如下
vgcreate：主要建立VG的命令，VG名称自定义
"""
格式：vgcreate [-s N[UNIT]] VG名称 PV名称 其中-s选项后面接PE的大小N，单位UNIT可以为b|B是字节，s|S是512字节的扇区，k|K是KiB，m|M是MiB，g|G是GiB，t|T是TiB，P|p是PiB，e|E是EiB，默认设置的大小和系统的VG中PE大小一致，例如我的本机是4MB。
"""
vgscan：查找系统上面所有的VG
vgdisplay：显示系统上所有的VG详细状态
vgextend：在VG内增加额外的PV
vgreduce：在VG内删除PV
vgchange：设置VG是否启动（active）
vgremove：删除一个VG建立时与物理卷PV不同的是，卷组VG的名称是自定义的。PV的名称就是分区设备的文件名，但是VG名称可以随便自己取。
LV阶段
创造出卷组VG大磁盘之后，就需要建立分区逻辑卷LV，LV相关的命令如下：
lvcreate：建立LV
"""
格式：
lvcreate [-L N[UNIT]] [-n LV名称] VG名称
lvcreate [-l N] [-n LV名称] VG名称
-L选项后接容量，单位是UNIT（同pvcreate中的UNIT），但是要注意的是最小的单位为PE，因此这个数量必须是PE的倍数，若不相符，系统会自动计算最相近的容量
-l（小写）选项后面接的是PE的【个数】
-n 后面接的就是LV的名称，默认名称以本人的为例lvol[0-128]，建议自己取名字
"""
lvscan：查询系统上所有的LV
lvdisplay：显示系统上所有的LV详细信息，或者显示某一LV（全名）的详细信息
lvextend：在LV里面增加容量，即将所在VG的空闲PE加进去
lvreduce：在LV里面减少容量，即将LV空闲的PE放回VG中去
lvremove：删除一个LV
lvresize：对LV进行容量大小的调整，是lvextend和lvreduce的综合命令
lvrename：重命名LV
"""
格式:
lvresize [-L [+|-]Size[UNIT]] LV的全名
lvresize [-l [+|-]Number[PERCENT]] LV的全名
-L后面接增减符号和容量，单位是UNIT，例如k,m，g,t,p等和pvcreate里的单位一样
-l后面接增减符号和数字百分比，单位是%
例如：将ubuntu-vg上剩余的空间全部给ubuntu-lv
lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv LV的名字需要使用全名，但是PV的名字不要求使用全名也有效。
文件系统阶段
该部分可参考之前的文章linux文件系统
1.格式化分区mkfs命令或者mke2fs命令
mkfs.xfs /dev/jupyvg/jupylv # 注意是逻辑卷LV的全名
2.挂载,如果需要开机挂在之类的请参考上面提到的文章
mkdir /srv/jupy # 建立挂载点
mount /dev/jupyvg/jupylv /srv/jupy
放大文件系统容量的实践
如果要放大文件系统的容量，大致需要以下三步骤。
1.VG阶段需要有剩余的容量
因为要放大文件系统，所以需要放大LV，但是若没有多的VG容量，那么更上层的LV与文件系统就无法放大。一般来说，如果VG容量不满足，最简单的方法就是再加硬盘，然后pvcreate、vgextend来增大VG的容量。
2.LV阶段产生更多的可用容量
如果VG的剩余容量足够，就可以利用lvresize命令来将剩余容量加入到所需要的LV设备内。
3.文件系统阶段的放大
linux实际使用的其实不是LV，而是LV格式化后挂载的文件系统，即最终的一切要以文件系统为依存。目前在Linux系统下可以放大的文件系统有xfs和ext系列，但是缩小仅有ext系列。xfs文件系统放大通过xfs_growfs命令。
ext4文件系统扩容
1.如果需要更改文件系统为ext4格式，需要先卸载挂载点，然后更改，再挂载回去。注意：如果运行命令 mkfs -t xxx或者mkfs.xxx 来格式化一个已经存在的文件系统（例如 yyy），磁盘上的所有数据都会丢失。mkfs 是用来创建新文件系统的工具，它会覆盖现有的数据结构，从而导致原有数据不可恢复。
2.如果VG阶段的剩余容量足够即Free的PE数量够
例如，我们需要扩容1GB，vgdisplay查看所在的卷组VG的剩余容量为1.42GB左右，那么我们直接扩容LV（使用lvextend或者lvresize都可以），扩容之后
lsblk显示增加后的总空间，但是df -h显示的还是原来的空间，还需要运行以下命令
resize2fs -p -F /dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv
最后面的设备名字是df -h的filesystem的名字
xfs文件系统扩容
例如将下面的根分区扩容30G，变为50GB
由于卷组没有可用容量，想要将home分区减少30G，加到根分区上面。但是xfs系统只能扩容不能缩容，因此home分区需要执行删除（请备份好数据）。整体流程是释放出容量，给根分区扩容，然后重建home分区，再将备份数据还原回去。
最后一步挂载，一般格式为mount 磁盘 挂载点，而这个mount 挂载点，会直接读取fstab文件中的内容，报错是因为fstab中的home挂载点还是之前的xfs格式如下图，而现在这个lv卷的格式是ext4格式，因此冲突报错了，解决只需要修改fstab文件中的格式为ext4。
收缩文件系统容量的实践
ext4文件系统缩容
如果要将根分/进行缩容，操作和一般的分区缩容会不一样。因为缩容首先要umount 分区。在开机情况下，无法umount 根分区。如果重启进Grub到resume/rescue模式下，是否可以不挂载根分区？经测试还是不行。只有使用os光盘进resume，选择光盘挂载根分区。(缩小根分区可参考ubuntu 20.04 LVM根分区缩容修复与扩容_ubuntu lvm-优快云博客)
对于一般分区的缩容，步骤如下:
umount /data #卸载挂载点
e2fsck -f /dev/storage/vo #检查文件系统的完整性
resize2fs /dev/storage/vo 120M #通知系统内核将逻辑卷vo减少到120MB
lvreduce -L 120M /dev/storage/vo #将LV逻辑卷的容量修改为120MB
mount /data #重新挂载文件系统并查看状态
df -Th缩容和扩容都不会改变分区里面的文件，是动态调整。但和ext4扩容操作不同。扩容操作时先扩容后检查文件系统完整性；而缩容操作为了保证数据的安全，需要先检查文件系统完整性再缩容。
xfs文件系统缩容
xfs文件系统创建后，其大小不能缩小。但是，仍然可以使用xfs_growfs命令放大。
标准分区扩容
一般的扩容，前提，仅最后一个分区可以使用本磁盘剩余的空间
#目的是扩大vda3即最后一个分区的大小(可以是根分区)
parted /dev/vda
(parted)unit MB print free #找到vda磁盘End位置的数据,如果出现其他选项则选择fix
(parted)resizepart 3 85899MB #将vda3的End更改为新的位置
(parted)quit #退出
partprobe /dev/vda #加载磁盘的分区表并更新分区信息
#如果是ext4分区
resize2fs /dev/vda3
#如果是xfs分区
xfs_growfs /dev/vda3补充，其他的扩容方式
交换分区扩容
-
关闭交换文件： 首先，禁用当前的交换文件。
swapoff /swap.img
-
删除旧的交换文件： 删除当前的交换文件。
rm /swap.img
-
创建新的交换文件： 使用
dd命令创建一个新的16G的交换文件。dd if=/dev/zero of=/swap.img bs=1024 count=16777216 #swap.img文件位于/中，必须先保证/有空余的16GB,这样才不会报错“error writing '/swap.img': no space left on device” #bs的单位是byte，即B，隐藏了。
-
设置交换文件权限： 设置交换文件的正确权限。
chmod 600 /swap.img
-
格式化交换文件： 使用
mkswap命令格式化交换文件。mkswap /swap.img
-
启用新的交换文件： 启用新的交换文件。
swapon /swap.img
-
更新
/etc/fstab文件： 确保在系统重启后新的交换文件能自动挂载。编辑/etc/fstab文件，确保包含以下内容：/swap.img none swap sw 0 0
你可以使用以下命令来编辑文件：
vim /etc/fstab
-
验证交换文件： 确认新的交换文件已经生效。
swapon --show
这些步骤完成后，你的系统应该已经成功将交换文件从3.8G扩容到16G。
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