LVM是 Logical Volume Manager（邏輯卷管理）的簡寫，是Linux環(huán)境下對磁盤分區(qū)進行管理的一種機制，由Heinz Mauelshagen在Linux 2.4內(nèi)核上實現(xiàn)。LVM可以實現(xiàn)用戶在無需停機的情況下動態(tài)調(diào)整各個分區(qū)大小。

1.簡介

? LVM本質(zhì)上是一個虛擬設(shè)備驅(qū)動，是在內(nèi)核中塊設(shè)備和物理設(shè)備之間添加的一個新的抽象層次。它將幾塊磁盤(物理卷，PhysicalVolume)組合起來形成一個卷組(VolumeGroup)。LVM可以每次從卷組中劃分出不同大小的邏輯卷(LogicalVolume)創(chuàng)建新的邏輯設(shè)備。底層的原始的磁盤不再由內(nèi)核直接控制，而由LVM層來控制。對于上層應(yīng)用來說卷組替代了磁盤塊成為數(shù)據(jù)存儲的基本單元。LVM管理著所有物理卷的物理盤區(qū)，維持著邏輯盤區(qū)和物理盤區(qū)之間的映射。LVM邏輯設(shè)備向上層應(yīng)用提供了和物理磁盤相同的功能，如文件系統(tǒng)的創(chuàng)建和數(shù)據(jù)的訪問等。但LVM邏輯設(shè)備不受物理約束的限制，邏輯卷不必是連續(xù)的空間，它可以跨越許多物理卷，并且可以在任何時候任意的調(diào)整大小。相比物理磁盤來說，更易于磁盤空間的管理。

? 從用戶態(tài)應(yīng)用來看，LVM邏輯卷相當于一個普通的塊設(shè)備，對其的讀寫操作和普通的塊設(shè)備完全相同。而從物理設(shè)備層來看，LVM相對獨立于底層的物理設(shè)備，并且屏蔽了不同物理設(shè)備之間的差異。因而在LVM層上實現(xiàn)數(shù)據(jù)的連續(xù)保護問題，可以不需要單獨考慮每一種具體的物理設(shè)備，避免了在數(shù)據(jù)復(fù)制過程中因物理設(shè)備之間的差異而產(chǎn)生的問題。從LVM的內(nèi)核實現(xiàn)原理上看，LVM是在內(nèi)核通用塊設(shè)備層到磁盤設(shè)備驅(qū)動層的請求提交流之間開辟的另外一條路徑，即在通用塊設(shè)備層到磁盤設(shè)備驅(qū)動層之間插入了LVM管理映射層用于截獲一定的請求進行處理。

? 用戶通過lvm提供接口，依靠內(nèi)核創(chuàng)建一系列LVM邏輯卷，所有對lvm邏輯卷的讀寫操作最終都會由LVM在通用塊設(shè)備層下方截獲下來，進行更進一步的處理。這里的進一步處理主要指的是完成寫請求的映射，是將請求的數(shù)據(jù)根據(jù)實際情況進行一些拆分和重定位操作，從而可以將請求和數(shù)據(jù)分發(fā)到實際的物理設(shè)備中去。

1.1.基本術(shù)語

? LVM是在磁盤分區(qū)和文件系統(tǒng)之間添加的一個邏輯層，來為文件系統(tǒng)屏蔽下層磁盤分區(qū)布局，提供一個抽象的存儲卷，在存儲卷上建立文件系統(tǒng)。首先我們討論以下幾個LVM術(shù)語：

物理存儲介質(zhì)（PhysicalStorageMedia）

? 物理存儲設(shè)備，如：/dev/hda、/dev/sda等，是存儲系統(tǒng)最底層的存儲單元。

物理卷（Physical Volume，PV）

? 磁盤分區(qū)或從邏輯上與磁盤分區(qū)具有同樣功能的設(shè)備（如RAID），是LVM的基本存儲邏輯塊。但和基本的物理存儲介質(zhì)（如分區(qū)、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關(guān)的管理參數(shù)。

卷組（Volume Group，VG）

? 類似于非LVM系統(tǒng)中的物理磁盤，其由一個或多個物理卷組成。可以在卷組上創(chuàng)建一個或多個邏輯卷。

邏輯卷（Logical Volume，LV）

? 類似于非LVM系統(tǒng)中的磁盤分區(qū)，邏輯卷建立在卷組之上。在邏輯卷之上可以建立文件系統(tǒng)（比如/home或者/usr等）。

物理塊（Physical Extent，PE）

? PE是物理卷的基本劃分單元，具有唯一編號的PE是可以被LVM尋址的最小單元。PE的大小是可配置的，默認為4MB。所以物理卷（PV）由大小等同的基本單元PE組成。

邏輯塊（Logical Extent，LE）

? 邏輯卷也被劃分為可被尋址的基本單位，稱為LE。在同一個卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對應(yīng)。

? 和非LVM系統(tǒng)將包含分區(qū)信息的元數(shù)據(jù)保存在位于分區(qū)的起始位置的分區(qū)表中一樣，邏輯卷及卷組相關(guān)的元數(shù)據(jù)也是保存在位于物理卷起始處的VGDA（卷組描述符區(qū)域）中。VGDA包括：PV描述符、VG描述符、LV描述符、和一些PE描述符。

? 系統(tǒng)啟動LVM時激活VG，并將VGDA加載至內(nèi)存，來識別LV的實際物理存儲位置。當系統(tǒng)進行I/O操作時，就會根據(jù)VGDA建立的映射機制來訪問實際的物理位置。

1.2.優(yōu)點

? LVM通常用于裝備大量磁盤的系統(tǒng)，但它同樣適于僅有一、兩塊硬盤的小系統(tǒng)。

• 小系統(tǒng)使用LVM的益處

? 傳統(tǒng)的文件系統(tǒng)是基于分區(qū)的，一個文件系統(tǒng)對應(yīng)一個分區(qū)。這種方式比較直觀，但不易改變：

1. 不同的分區(qū)相對獨立，無相互聯(lián)系，各分區(qū)空間很易利用不平衡，空間不能充分利用；
2. 當一個文件系統(tǒng)/分區(qū)已滿時，無法對其擴充，只能采用重新分區(qū)/建立文件系統(tǒng)，非常麻煩；或把分區(qū)中的數(shù)據(jù)移到另一個更大的分區(qū)中；或采用符號連接的方式使用其它分區(qū)的空間。
3. 如果要把硬盤上的多個分區(qū)合并在一起使用，只能采用再分區(qū)的方式，這個過程需要數(shù)據(jù)的備份與恢復(fù)。

? 當采用LVM時：

1. 硬盤的多個分區(qū)由LVM統(tǒng)一為卷組管理，可以方便的加入或移走分區(qū)以擴大或減小卷組的可用容量，充分利用硬盤空間；
2. 文件系統(tǒng)建立在邏輯卷上，而邏輯卷可根據(jù)需要改變大小（在卷組容量范圍內(nèi)）以滿足要求；
3. 文件系統(tǒng)建立在LVM上，可以跨分區(qū)，方便使用；

• 大系統(tǒng)使用LVM的益處

? 在使用很多硬盤的大系統(tǒng)中，使用LVM主要是方便管理、增加了系統(tǒng)的擴展性。

? 在一個有很多不同容量硬盤的大型系統(tǒng)中，對不同的用戶的空間分配是一個技巧性的工作，要在用戶需求與實際可用空間中尋求平衡。

? 用戶/用戶組的空間建立在LVM上，可以隨時按要求增大，或根據(jù)使用情況對各邏輯卷進行調(diào)整。當系統(tǒng)空間不足而加入新的硬盤時，不必把用戶的數(shù)據(jù)從原硬盤遷移到新硬盤，而只須把新的分區(qū)加入卷組并擴充邏輯卷即可。同樣，使用LVM可以在不停服務(wù)的情況下。把用戶數(shù)據(jù)從舊硬盤轉(zhuǎn)移到新硬盤空間中去。

2.指令操作

2.1.創(chuàng)建新的LVM

? (1) 對磁盤分區(qū)和格式化

? (2) 創(chuàng)建PV
? pvcreate 分區(qū)名
?
? (3) 創(chuàng)建VG 組
? vgcreate 卷組名 關(guān)聯(lián)的分區(qū)

? (4) 創(chuàng)建和格式化LV邏輯卷
? lvcreate -L 大小 -n 邏輯卷名

? (5) mount到需要的掛載點
?
示例

(1) 對磁盤分區(qū)和格式化			
root@pc2:~# fdisk /dev/sdb
Command (m for help): n [新建分區(qū)]
Partition number (1-4, default 2): [默認]
First sector (10487808-41943039, default 10487808): [默認 (起始扇區(qū))]
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (10487808-41943039, default 41943039): [+5G/默認/或根據(jù)大小 (結(jié)束扇區(qū))]
Command (m for help): t [ 轉(zhuǎn)換分區(qū)格式 ]
Partition number (1,2, default 2): 2 [選擇要轉(zhuǎn)換的分區(qū)]
Hex code (type L to list all codes): 8e [ 8e  Linux LVM ]
Command (m for help): w [保存]
root@pc2:~# fdisk -l
Device     Boot    Start      End  Sectors Size Id Type
/dev/sdb1           2048 10487807 10485760   5G 8e Linux LVM
/dev/sdb2       10487808 41943039 31455232  15G 8e Linux LVM		
mkfs.ext4 /dev/sdb1 [格式化]
mkfs.ext4 /dev/sdb2 [格式化](2) 創(chuàng)建PV 
root@pc2:pvcreate /dev/sdb1
root@pc2:~# pvs
PV         VG Fmt  Attr PSize PFree
/dev/sdb1     lvm2 ---  5.00g 5.00g(3) 創(chuàng)建VG 組			
root@pc2:~# vgcreate vg_0 /dev/sdb1
root@pc2:~# vgs
VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
vg_0   1   0   0 wz--n- <5.00g <5.00g(4) 創(chuàng)建和格式化LV邏輯卷
root@pc2:lvcreate -L 2G -n lv_0
root@pc2:~# lvs
LV   VG   Attr       LSize Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
lv_0 vg_0 -wi-a----- 2.00g
root@pc2:~# mkfs.ext4 /dev/vg_0/lv_0(5) mount到需要的掛載點
root@pc2:~# mount /dev/vg_0/lv_0 /usr/lvm_tt/			

2.2.擴展現(xiàn)有LVM

? (1) 對磁盤分區(qū)和格式化

? (2) 創(chuàng)建PV
? pvcreate 分區(qū)名

? (3) 擴展PV
? vgextend 卷組名 新增PV

? (4) 擴展邏輯卷
? 方法1：lvextend -L 擴展容量 lv設(shè)備路徑
? 方法2：lvextend -l +百分比FREE lv設(shè)備路徑 0

? (5) 刷新文件系統(tǒng)
? resize2fs lv完整路徑 （或者上一步，加上選項[ -r ]）

示例

fdisk -l 或 lvs 查看lv大小變化
resize2fs /dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv 
df -h 查看擴展后大小 (1)擴展PV  
root@pc2:vgextend vg_0 /dev/sdb2(2)擴展邏輯卷并刷新文件系統(tǒng)
方法1：lvextend -L +10G      /dev/vg_0/lv_0  /dev/sdb2
方法2：lvextend -l +100%FREE /dev/vg_0/lv_0 -r (3)查看擴展后大小 
root@pc2:~# vgs
VG   #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
vg_0   2   1   0 wz--n- 19.99g    0 	

3.指令說明

3.1.查看

查看PE		pes、pedisplay 
查看PV		pvs、pvdisplay                
查看VG		vgs、vgdisplay
查看LV		lvs、lvdisplay
查看分區(qū)	   fdisk -L                     

3.2.創(chuàng)建

創(chuàng)建PV		pvcreate 	設(shè)備路徑  
創(chuàng)建VG		vgcreate 	VG名 pv            
創(chuàng)建LV		lvcreate -n 名字 -L 大小 vg名   
格式化LV		mkfs.ext4 	lv完整路徑 （mkfs.文件系統(tǒng)格式或-t 文件系統(tǒng)格式）
掛載			mount  lv完整路徑  掛載點 （也可以使用/etc/fstab或autofs）

3.3.刪除邏輯卷

卸載		umount 
刪lv		lvremove lv完整路徑 
刪vg		vgremove vg名 
刪PV		pvremove 設(shè)備完整路徑 去硬盤

3.4.邏輯卷擴展

lvextend

3.5.邏輯卷的縮小

1. 首先進行卸載 umount 檢查文件系統(tǒng)：e2fsck -f lv完整路徑

2. 減少文件系統(tǒng)：resize2fs lv完整路徑 減少到的大小

3. 減少lv卷大小：lvreduce -L -減少量的大小 lv的完整路徑

4. 掛載使用

**注意：**減小需謹慎，文件系統(tǒng)的減小后大小一定要和lv卷最終大小相等