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linux-LVM 逻辑卷管理

news 2025/8/9 5:28:24

linux-LVM 逻辑卷管理

  • 一、LVM的核心组件
  • 二、案例
    • 1. 创建PV
    • 2. 创建VG
    • 3. 创建LV
    • 4. 格式化LV
    • 5. 挂载使用
    • 6. 开机自动挂载
    • 7. LV扩容
      • VG里有空间
      • VG里没有空间了，需要给VG扩容
  • 三、正确关闭LVM的步骤
  • 四、RAID与LVM
  • 总结

一、LVM的核心组件

LVM（Logical Volume Manager）：

  • PV 物理卷 Physical Volume --》股东
    被 LVM 管理的物理存储设备（如硬盘分区 /dev/sda1、整个硬盘 /dev/sdb 或 SSD），是 LVM 的最底层基础
  • VG 卷组 Volume Vroup --》公司
    由一个或多个 PV 组合而成的逻辑存储池，相当于一个 “虚拟磁盘”，将多个物理设备的存储空间合并为一个整体
  • LV 逻辑卷 Logical Volume --》各项开支
    从VG中划分出的逻辑存储空间，相当于传统分区，但大小可动态调整。用户可直接在 LV 上创建文件系统（如 ext4、XFS），并挂载使用

二、案例

案例描述：
公司的邮件服务器由于用户数量众多，邮件存储需要大量的空间，考虑到动态扩容的需要，计划增加两块SCSI硬盘并构建LVM逻辑卷，挂载到“/mail”目录专门用于存放邮件数据

1. 创建PV

pvcreate
pvscan

[root@rocky-2 ~]# pvcreate  /dev/sdf 	# 创建Physical volume "/dev/sdf" successfully created.
[root@rocky-2 ~]# pvcreate  /dev/sdhPhysical volume "/dev/sdh" successfully created.
[root@rocky-2 ~]# pvscan 	# 查看PV /dev/sda2   VG rl   lvm2 [<99.00 GiB / 0    free]PV /dev/sdh            lvm2 [600.00 GiB]PV /dev/sdf            lvm2 [600.00 GiB]Total: 3 [<1.27 TiB] / in use: 1 [<99.00 GiB] / in no VG: 2 [1.17 TiB]

2. 创建VG

vgcreate
vgscan
vgdisplay

[root@rocky-2 ~]# vgcreate  mail_store  /dev/sdh  /dev/sdfVolume group "mail_store" successfully created
[root@rocky-2 ~]# vgscan Found volume group "rl" using metadata type lvm2Found volume group "mail_store" using metadata type lvm2
[root@rocky-2 ~]# vgdisplay mail_store	# 详细查看指定 VG 信息--- Volume group ---VG Name               mail_storeSystem ID             Format                lvm2Metadata Areas        2Metadata Sequence No  1VG Access             read/writeVG Status             resizableMAX LV                0Cur LV                0Open LV               0Max PV                0Cur PV                2Act PV                2VG Size               1.17 TiBPE Size               4.00 MiBTotal PE              307198Alloc PE / Size       0 / 0      分配出去的PE   allocate 分配Free  PE / Size       307198 / 1.17 TiB  空余的PEVG UUID               t5spYg-MiJt-K2sB-qSW0-P4yj-cZQd-l2DSSG

3. 创建LV

lvcreate
lvscan
lvdisplay

[root@rocky-2 ~]# lvcreate  -L 500G -n  scmail  mail_storeLogical volume "scmail" created.
[root@rocky-2 ~]# lvscan ACTIVE            '/dev/rl/swap' [7.75 GiB] inheritACTIVE            '/dev/rl/home' [29.93 GiB] inheritACTIVE            '/dev/rl/root' [<61.31 GiB] inheritACTIVE            '/dev/mail_store/scmail' [500.00 GiB] inherit# 再创建一个LV ndmail
[root@rocky-2 ~]# lvcreate  -L 600G -n  ndmail  mail_storeLogical volume "ndmail" created.[root@rocky-2 ~]# lvscan ACTIVE            '/dev/rl/swap' [7.75 GiB] inheritACTIVE            '/dev/rl/home' [29.93 GiB] inheritACTIVE            '/dev/rl/root' [<61.31 GiB] inheritACTIVE            '/dev/mail_store/scmail' [500.00 GiB] inheritACTIVE            '/dev/mail_store/ndmail' [600.00 GiB] inherit[root@rocky-2 ~]# lvdisplay  /dev/mail_store/scmail --- Logical volume ---LV Path                /dev/mail_store/scmailLV Name                scmailVG Name                mail_storeLV UUID                gyMYcw-mm4j-NV9e-RtOC-6xof-ck2j-yxa31DLV Write Access        read/writeLV Creation host, time rocky-2, 2025-07-17 11:43:22 +0800LV Status              available# open                 0LV Size                500.00 GiBCurrent LE             128000Segments               1Allocation             inheritRead ahead sectors     auto- currently set to     256Block device           253:3

4. 格式化LV

mkfs.

[root@rocky-2 ~]# mkfs.xfs  /dev/mail_store/scmail 
meta-data=/dev/mail_store/scmail isize=512    agcount=4, agsize=32768000 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0=                       reflink=1    bigtime=1 inobtcount=1 nrext64=0
data     =                       bsize=4096   blocks=131072000, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=64000, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0[root@rocky-2 ~]# mkfs.xfs  /dev/mail_store/ndmail 
meta-data=/dev/mail_store/ndmail isize=512    agcount=4, agsize=39321600 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0=                       reflink=1    bigtime=1 inobtcount=1 nrext64=0
data     =                       bsize=4096   blocks=157286400, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=76800, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

5. 挂载使用

mount

[root@rocky-2 ~]# mkdir  /scmail
[root@rocky-2 ~]# mkdir /ndmail
[root@rocky-2 ~]# mount /dev/mail_store/scmail   /scmail
[root@rocky-2 ~]# mount /dev/mail_store/ndmail   /ndmail
[root@rocky-2 ~]# df -Th
文件系统                      类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                      devtmpfs  4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                         tmpfs     3.7G     0  3.7G    0% /dev/shm
tmpfs                         tmpfs     1.5G  9.2M  1.5G    1% /run
/dev/mapper/rl-root           xfs        62G   21G   42G   33% /
/dev/sda1                     xfs       960M  242M  719M   26% /boot
/dev/mapper/rl-home           xfs        30G  246M   30G    1% /home
tmpfs                         tmpfs     756M     0  756M    0% /run/user/0
/dev/mapper/mail_store-scmail xfs       500G  3.6G  497G    1% /scmail
/dev/mapper/mail_store-ndmail xfs       600G  4.3G  596G    1% /ndmail[root@rocky-2 ~]# cd /dev/mapper/
[root@rocky-2 mapper]# ls
control  mail_store-ndmail  mail_store-scmail  rl-home  rl-root  rl-swap
[root@rocky-2 mapper]# ll
总用量 0
crw------- 1 root root 10, 236  7月 17 11:30 control
lrwxrwxrwx 1 root root       7  7月 17 11:46 mail_store-ndmail -> ../dm-4
lrwxrwxrwx 1 root root       7  7月 17 11:45 mail_store-scmail -> ../dm-3
lrwxrwxrwx 1 root root       7  7月 17 11:30 rl-home -> ../dm-2
lrwxrwxrwx 1 root root       7  7月 17 11:30 rl-root -> ../dm-0
lrwxrwxrwx 1 root root       7  7月 17 11:30 rl-swap -> ../dm-1

6. 开机自动挂载

修改/etc/fstab文件

[root@rocky-2 ~]# vim /etc/fstab
/dev/mapper/mail_store-scmail     /scmail xfs               defaults        0 0
/dev/mapper/mail_store-ndmail     /ndmail xfs               defaults        0 0
[root@rocky-2 ~]# mount -a  
[root@rocky-2 ~]# systemctl daemon-reload[root@rocky-2 ~]# df -Th
文件系统                      类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                      devtmpfs  4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                         tmpfs     3.7G     0  3.7G    0% /dev/shm
tmpfs                         tmpfs     1.5G  9.2M  1.5G    1% /run
/dev/mapper/rl-root           xfs        62G   21G   42G   33% /
/dev/sda1                     xfs       960M  242M  719M   26% /boot
/dev/mapper/mail_store-ndmail xfs       600G  4.3G  596G    1% /ndmail
/dev/mapper/mail_store-scmail xfs       500G  3.6G  497G    1% /scmail
/dev/mapper/rl-home           xfs        30G  246M   30G    1% /home
tmpfs                         tmpfs     756M     0  756M    0% /run/user/0

7. LV扩容

lvextend
xfs_growfs

VG里有空间

[root@rocky-2 ~]# lvextend -L +200G  /dev/mail_store/scmail Insufficient free space: 51200 extents needed, but only 25598 available
[root@rocky-2 ~]# lvextend -L +20G  /dev/mail_store/scmail Size of logical volume mail_store/scmail changed from 500.00 GiB (128000 extents) to 520.00 GiB (133120 extents).Logical volume mail_store/scmail successfully resized.
[root@rocky-2 ~]# lvextend -L +200G  /dev/mail_store/scmail Insufficient free space: 51200 extents needed, but only 20478 available
[root@rocky-2 ~]# vgdisplay --- Volume group ---VG Name               rlSystem ID             Format                lvm2Metadata Areas        1Metadata Sequence No  4VG Access             read/writeVG Status             resizableMAX LV                0Cur LV                3Open LV               3Max PV                0Cur PV                1Act PV                1VG Size               <99.00 GiBPE Size               4.00 MiBTotal PE              25343Alloc PE / Size       25343 / <99.00 GiBFree  PE / Size       0 / 0   VG UUID               XPUGbD-018q-p1PY-L3Z6-ox8q-9b81-BN8qvO--- Volume group ---VG Name               mail_storeSystem ID             Format                lvm2Metadata Areas        2Metadata Sequence No  4VG Access             read/writeVG Status             resizableMAX LV                0Cur LV                2Open LV               2Max PV                0Cur PV                2Act PV                2VG Size               1.17 TiBPE Size               4.00 MiBTotal PE              307198Alloc PE / Size       286720 / 1.09 TiBFree  PE / Size       20478 / 79.99 GiBVG UUID               t5spYg-MiJt-K2sB-qSW0-P4yj-cZQd-l2DSSG[root@rocky-2 ~]# df -Th
文件系统                      类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                      devtmpfs  4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                         tmpfs     3.7G     0  3.7G    0% /dev/shm
tmpfs                         tmpfs     1.5G   18M  1.5G    2% /run
/dev/mapper/rl-root           xfs        62G   21G   41G   34% /
/dev/sda1                     xfs       960M  242M  719M   26% /boot
/dev/mapper/mail_store-ndmail xfs       600G  4.3G  596G    1% /ndmail
/dev/mapper/mail_store-scmail xfs       500G  3.6G  497G    1% /scmail
/dev/mapper/rl-home           xfs        30G  246M   30G    1% /home
tmpfs                         tmpfs     756M     0  756M    0% /run/user/0

在lv里对应的文件系统，重新识别下xfs文件系统

[root@rocky-2 ~]# xfs_growfs /dev/mail_store/scmail 
meta-data=/dev/mapper/mail_store-scmail isize=512    agcount=4, agsize=32768000 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0=                       reflink=1    bigtime=1 inobtcount=1 nrext64=0
data     =                       bsize=4096   blocks=131072000, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=64000, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 131072000 to 136314880[root@rocky-2 ~]# df -Th
文件系统                      类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                      devtmpfs  4.0M     0  4.0M    0% /dev
tmpfs                         tmpfs     3.7G     0  3.7G    0% /dev/shm
tmpfs                         tmpfs     1.5G   18M  1.5G    2% /run
/dev/mapper/rl-root           xfs        62G   21G   41G   34% /
/dev/sda1                     xfs       960M  242M  719M   26% /boot
/dev/mapper/mail_store-ndmail xfs       600G  4.3G  596G    1% /ndmail
/dev/mapper/mail_store-scmail xfs       520G  3.7G  517G    1% /scmail
/dev/mapper/rl-home           xfs        30G  246M   30G    1% /home
tmpfs                         tmpfs     756M     0  756M    0% /run/user/0

VG里没有空间了，需要给VG扩容

vgextend
创建PV，扩容到VG里

[root@rocky-2 ~]# pvcreate  /dev/sdiPhysical volume "/dev/sdi" successfully created.[root@rocky-2 ~]# vgextend mail_store  /dev/sdi  # 扩容VG卷组名        PV的名字Volume group "mail_store" successfully extended[root@rocky-2 ~]# lvextend -L +200G  /dev/mail_store/scmail Size of logical volume mail_store/scmail changed from 520.00 GiB (133120 extents) to 720.00 GiB (184320 extents).Logical volume mail_store/scmail successfully resized.[root@rocky-2 ~]# xfs_growfs /dev/mail_store/scmail 
meta-data=/dev/mapper/mail_store-scmail isize=512    agcount=5, agsize=32768000 blks=                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1=                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0=                       reflink=1    bigtime=1 inobtcount=1 nrext64=0
data     =                       bsize=4096   blocks=136314880, imaxpct=25=                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=64000, version=2=                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 136314880 to 188743680

三、正确关闭LVM的步骤

  1. umount卸载LVM文件系统
  2. lvremove删除逻辑卷
  3. vgremove删除卷组
  4. pvremove删除物理卷
  5. 清除/etc/fstab中LVM的挂载记录
  6. fdisk修改分区ID

四、RAID与LVM

RAID （Redundant Array of Independent Disks）独立磁盘冗余阵列 --》多块磁盘组合在一起，不同组合方式会有不同的效果

  1. 硬件RAID -->推荐使用 --》有单独的raid卡芯片，不使用服务器的cpu资源

速度快，性能好，支持热插拔
需专门的RAID磁盘阵列卡，价格昂贵，还需配合相应的驱动

  1. 软件RAID -->没有单独的raid卡来分配数据存取，需要消耗服务器的cpu资源
    使用mdadm软件仿真磁盘阵列功能
    无需专门硬件，性价比较好
    设备文件标识是/dev/md0
    根据可靠性、性能和成本对RADI划分了等级

RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10、RAID01

RAID级别核心原理最少磁盘数磁盘利用率特点
RAID0条带卷2块100%读写性能好，没有冗余功能
RAID1镜像卷2块50%但是有冗余功能
RAID5条带+分布校验3块n-1/n读写性能好，有冗余功能，只能坏一块磁盘
RAID6条带+分布校验4块n-2/n读写性能好，有冗余功能，只能坏2块磁盘
RAID10 （RAID 1+0）先镜像，再条带化4块50%读写性能好，有冗余功能,每组镜像中允许 1 块盘故障（最多同时坏 2 块，且不在同一镜像组）

什么时候创建RAID？
服务器在启动的过程中，进入RAID配置界面，去配置raid阵列

RAID和LVM是怎么样结合的？
将 RAID 阵列视为一个 “大物理设备”，再在其上部署 LVM，从而同时获得 RAID 的可靠性 / 性能优势和 LVM 的灵活管理能力

总结

LVM 的核心价值是打破传统分区的固定性限制

通过 “物理卷 - 卷组 - 逻辑卷” 的三层抽象，实现存储资源的弹性管理、动态分配和灵活扩展，特别适合服务器、虚拟机等需要频繁调整存储空间的场景

http://www.lryc.cn/news/613749.html

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