LVM 逻辑卷管理

LVM 逻辑卷管理

在 Linux 系统中，磁盘与分区是存储管理的基础，但传统分区方式（如 MBR、GPT）存在诸多缺陷：难以在线扩容、难以灵活调整大小、磁盘拆换也比较麻烦。为了解决这些问题，Linux 提供了一套更强大、更灵活的机制——LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理系统。

LVM 可以理解为一层构建在物理磁盘之上的“可伸缩存储抽象层”，让磁盘管理不再受传统分区限制。

一、LVM 是什么？

LVM（Logical Volume Manager）是 Linux 上的一种逻辑卷管理机制，它通过在物理磁盘之上构建“可伸缩的逻辑卷”，从而实现更灵活的磁盘管理。

简单说，它有三大优势：

  1. 可动态调整大小（在线扩容）

无需重启、不影响业务即可扩容分区或文件系统。

  1. 跨磁盘组合

多个物理磁盘可以组合成一个逻辑卷，使存储空间利用最大化。

  1. 快照（Snapshot）能力

可对卷进行快照用于备份或临时恢复。

这些能力让 LVM 成为服务器环境、虚拟机、数据库以及需要频繁扩容的场景中的核心技术。

二、LVM 的结构组成

理解 LVM 的架构，是掌握它的第一步。

LVM 主要由三层组成：

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物理卷（PV） → 卷组（VG） → 逻辑卷（LV）

下面逐一说明：

  1. PV（Physical Volume）物理卷

就是由物理磁盘或分区转换而来的 LVM 物理单元。

例如：

  • /dev/sdb
  • /dev/sdc1

创建 PV：

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pvcreate /dev/sdb
  1. VG（Volume Group）卷组

多个 PV 可以组合成一个 VG，就像将几块磁盘合在一起，成为一个大的存储池。

创建 VG：

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vgcreate myvg /dev/sdb /dev/sdc1
  1. LV（Logical Volume）逻辑卷

VG 中的空间可以被划分成多个 LV，类似于传统分区，但更灵活。

创建 LV：

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lvcreate -L 20G -n data myvg

创建完 LV 后，就能把它当成一个“分区”来格式化、挂载：

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2
mkfs.ext4 /dev/myvg/data
mount /dev/myvg/data /mnt/data

三、基本操作流程

下面是 LVM 最常用的工作流程，适用于扩容磁盘、创建存储空间等常见操作。

1. 创建 PV：将磁盘加入 LVM

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2
pvcreate /dev/sdb
pvdisplay     # 查看所有 PV

2. 创建 VG：把多个 PV 变成一个卷组

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vgcreate myvg /dev/sdb
vgextend myvg /dev/sdc  # 扩容 VG，加入新磁盘
vgdisplay

3. 创建 LV：划分逻辑卷空间

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lvcreate -n data -L 50G myvg
lvdisplay

4. 格式化并挂载

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3
mkfs.ext4 /dev/myvg/data
mkdir /data
mount /dev/myvg/data /data

四、LVM 扩容

扩容是 LVM 最大的优势。下面以将 LV 扩容 10GB 为例：

1. 扩容 LV

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lvextend -L +10G /dev/myvg/data

2. 扩容文件系统（ext4）

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resize2fs /dev/myvg/data

无需重启系统，无需卸载卷（在线扩容），非常适合服务器环境。

五、创建和使用快照（Snapshot）

快照是 LVM 的独特功能，可用于备份、临时复制、数据恢复等。

创建快照：

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lvcreate -s -L 5G -n data_snap /dev/myvg/data

挂载快照：

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mount /dev/myvg/data_snap /mnt/snap

快照保存的是卷的“差异数据”，可用于：

  • 数据备份前创建快照
  • 升级前创建快照
  • 还原错误修改

删除快照：

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lvremove /dev/myvg/data_snap