如何在Linux中使用LVM管理命令

這篇文章將為大家詳細講解有關如何在Linux中使用LVM管理命令，文章內容質量較高，因此小編分享給大家做個參考，希望大家閱讀完這篇文章后對相關知識有一定的了解。

在 Linux 操作系統(tǒng)中， 設備文件 是一種特殊類型的文件。這些文件絕大多數(shù)位于 /dev 目錄下，用來表示 Linux 主機檢測到的某個具體的硬件設備。

比如 /dev/sda 文件通常用來指代系統(tǒng)中的第一塊硬盤。

Linux 操作系統(tǒng)及其應用與服務則通過這些設備文件與對應的硬件設備進行交互。

對于常見的磁盤（ATA、SATA、SCSI、SAS、SSD 等）和優(yōu)盤等塊存儲設備，其設備文件主要以 sd* 的形式命名。如 sda 表示第一塊硬盤， sdb2 表示第二塊硬盤的第二個分區(qū)，以此類推。

因此，可直接使用 ls -l /dev/sd* 命令查看系統(tǒng)中的磁盤設備：

$ ls -l /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8, 0 8月 7 00:47 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8, 1 8月 7 00:47 /dev/sda1

即當前系統(tǒng)中只連接了一塊硬盤（ /dev/sda ），且該硬盤只有一個分區(qū)（ /dev/sda1 ）。

二、分區(qū)

分區(qū)可以理解為將一整塊硬盤劃分為一個或多個相互獨立的存儲區(qū)域。

比如可以將系統(tǒng)的第一塊硬盤劃分為 3 個分區(qū)，分別為 sda1、sda2、sda3 。sda1 用于掛載根目錄（ / ），sda2 掛載 /var ，sda3 掛載 /home 目錄。則即使 /var 目錄下的日志文件等占用了 sda2 全部的存儲空間，也不會影響其他兩個分區(qū)的使用。

可以使用 fdisk -l 命令查看系統(tǒng)中的磁盤和分區(qū)信息：

$ sudo fdisk -l
Disk /dev/sda: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk model: VBOX HARDDISK
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x20985120

Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 2048 20964824 20962777 10G 83 Linux

創(chuàng)建磁盤分區(qū)

fdisk 命令還可以用來對硬盤進行分區(qū)操作，包括創(chuàng)建新分區(qū)、刪除已有的分區(qū)、創(chuàng)建分區(qū)表等。

我這里通過 VirtualBox 軟件為虛擬機中的 Linux 系統(tǒng)添加了一塊空白的虛擬硬盤。使用 fdisk -l 命令查看系統(tǒng)檢測到的硬盤設備：

$ sudo fdisk -l
Disk /dev/sda: 10 GiB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Disk model: VBOX HARDDISK
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x20985120

Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sda1 2048 20964824 20962777 10G 83 Linux


Disk /dev/sdb: 5 GiB, 5368709120 bytes, 10485760 sectors
Disk model: VBOX HARDDISK
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

此時系統(tǒng)中多了一塊不包含任何分區(qū)的新硬盤 /dev/sdb 。

使用 fdisk /dev/sdb 命令對新硬盤進行分區(qū)操作：

$ sudo fdisk /dev/sdb

Welcome to fdisk (util-linux 2.33.1).
Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.

Device does not contain a recognized partition table.
Created a new DOS disklabel with disk identifier 0xce119026.

Command (m for help): m

Help:

 DOS (MBR)
 a toggle a bootable flag
 b edit nested BSD disklabel
 c toggle the dos compatibility flag

 Generic
 d delete a partition
 F list free unpartitioned space
 l list known partition types
 n add a new partition
 p print the partition table
 t change a partition type
 v verify the partition table
 i print information about a partition

 Misc
 m print this menu
 u change display/entry units
 x extra functionality (experts only)

 Script
 I load disk layout from sfdisk script file
 O dump disk layout to sfdisk script file

 Save & Exit
 w write table to disk and exit
 q quit without saving changes

 Create a new label
 g create a new empty GPT partition table
 G create a new empty SGI (IRIX) partition table
 o create a new empty DOS partition table
 s create a new empty Sun partition table

進入 fdisk 程序界面之后，按下 m 鍵并回車，即可打印幫助信息，獲取該界面下支持的交互式命令。

比如輸入 p 可以用來輸出當前硬盤的分區(qū)信息，輸入 n 創(chuàng)建新的分區(qū)，輸入 d 刪除已有的分區(qū)。

在對分區(qū)進行任何操作之后，最后都需要使用 w 將之前的所有更改寫入硬盤。

這里先按下 n 開始新分區(qū)的創(chuàng)建，根據(jù)提示選擇分區(qū)類型（ p 表示主分區(qū)， e 表示擴展分區(qū)），進一步選擇分區(qū)編號和第一個扇區(qū)的位置（一般默認即可），最后輸入新分區(qū)中最后一個扇區(qū)的位置（也可以直接指定分區(qū)大?。?，格式為 +/-sectors 或 +/-size 。如輸入 +3G 則表示創(chuàng)建大小為 3 GB 的新分區(qū)。具體步驟如下：

Command (m for help): n
Partition type
 p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
 e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-10485759, default 2048):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-10485759, default 10485759): +3G

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 3 GiB.

Command (m for help): n
Partition type
 p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)
 e extended (container for logical partitions)
Select (default p): p
Partition number (2-4, default 2):
First sector (6293504-10485759, default 6293504):
Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (6293504-10485759, default 10485759):

Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 2 GiB.

再用同樣的步驟將磁盤的剩余空間劃分為另一個分區(qū)。此時查看分區(qū)信息，原本空白的 5GB 新硬盤 sdb 已經(jīng)被劃分為兩個分區(qū) sdb1 和 sdb2 ：

Command (m for help): p
Disk /dev/sdb: 5 GiB, 5368709120 bytes, 10485760 sectors
Disk model: VBOX HARDDISK
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0xce119026

Device Boot Start End Sectors Size Id Type
/dev/sdb1  2048 6293503 6291456 3G 83 Linux
/dev/sdb2 6293504 10485759 4192256 2G 83 Linux

需要注意的是，如果此時按下 q 按鍵直接退出 fdisk 程序，則之前所做的全部操作都不會被保存。

如確認前面對硬盤的操作沒有問題，應使用 w 命令將新的分區(qū)信息寫入到磁盤中。類似于編輯文件時的保存并退出。

三、文件系統(tǒng)

可以將磁盤等存儲設備看作一個小型的圖書館，存放在其中的書籍即硬盤中的數(shù)據(jù)，而分區(qū)的作用類似于對書籍分門類存放的書架，形成相對獨立的區(qū)域。

但是書架上的書籍并不是隨意放置的，每本書都需要根據(jù)一定的規(guī)則和順序有規(guī)律地擺放，有時還要記錄下擺放的具體位置。這些書籍的擺放規(guī)則即對應于分區(qū)上的 文件系統(tǒng) 。

文件系統(tǒng)是對存儲設備的空間進行組織和分配，負責文件存取并對存入的文件進行保護和檢索的系統(tǒng)。對操作系統(tǒng)而言，文件的讀寫不會直接作用于硬盤扇區(qū)，而是通過文件系統(tǒng)以特定的規(guī)則處理和組織文件數(shù)據(jù)。

常見的文件系統(tǒng)如 Windows 中的 NTFS 和 Linux 系統(tǒng)中 Ext4 等。

在 Windows 系統(tǒng)中，通常所說的“分區(qū)”操作即包含了創(chuàng)建分區(qū)并建立文件系統(tǒng)的過程。而在 Linux 系統(tǒng)中，這兩步操作則需要兩個獨立的命令完成。

可以使用 mkfs.ext4 /dev/sdb1 命令，在之前新加硬盤的第一個分區(qū)上創(chuàng)建 Ext4 格式的文件系統(tǒng)。

$ sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
Creating filesystem with 786432 4k blocks and 196608 inodes
Filesystem UUID: d5e21599-12e9-44da-ae51-124d89fe5eda
Superblock backups stored on blocks:
 32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

交換分區(qū)

Linux 系統(tǒng)中的 swap 分區(qū)可以看作位于硬盤上的“內存設備”。Linux 會將內存中一部分不需要立即使用的數(shù)據(jù)臨時交換至硬盤上的 swap 分區(qū)，以緩解內存不足等情況。

我的 Linux 虛擬機安裝時并沒有分配 swap 分區(qū)，這里通過 mkswap 命令將 2G 大小的 sdb2 分區(qū)劃分為 swap 空間：

$ sudo mkswap /dev/sdb2
Setting up swapspace version 1, size = 2 GiB (2146430976 bytes)
no label, UUID=47006330-810c-4321-8d73-d52a5f70bc88

然后使用 swapon 命令立即啟用前面創(chuàng)建的 swap 分區(qū)：

$ sudo swapon /dev/sdb2
$ free -h
  total used free shared buff/cache available
Mem:  983Mi 223Mi 168Mi 4.0Mi 590Mi 597Mi
Swap:  2.0Gi  0B 2.0Gi

分區(qū)掛載

在 Windows 系統(tǒng)中，一般插入一個已經(jīng)分好區(qū)的硬盤或優(yōu)盤之后，會自動為添加的一個或多個分區(qū)分配 盤符 （如 D:、E:、F: 等），之后就可以直接通過盤符在新分區(qū)上讀取或寫入文件了。

Linux 系統(tǒng)中沒有盤符的概念，它的文件層次是一個從根目錄（ / ）開始的樹狀結構（目錄），一直向下延申，每一個分支都是一條具體的路徑，指向某個特定的文件。比如 /usr 、 /root 、 /var 、 /var/log 等。

目錄可以說是獨立于硬件存儲設備的抽象的邏輯結構，用于指定文件系統(tǒng)層次中的某個具體位置。而磁盤分區(qū)與目錄結構的對應關系，則需要通過 掛載 來指定。

一般在安裝系統(tǒng)時，可以將 sda1 分區(qū)掛載到根目錄下，則該目錄下的所有文件之后都將保存在 sda1 上。如果后面又添加了一塊新的數(shù)據(jù)盤 sdb，該硬盤只有一個分區(qū) sdb1。為了將某些文件保存在 sdb1 分區(qū)上，可以在目錄樹中新建一個空白分支（比如 /mnt/data ）并將 sdb1 掛載在該分支下。之后 /mnt/data 目錄下創(chuàng)建的任何子目錄和文件等數(shù)據(jù)都會保存在 sdb1 上。

具體命令如下：

$ sudo mkdir -p /mnt/data
$ sudo mount /dev/sdb1 /mnt/data

使用 df -h 命令查看文件系統(tǒng)占用的磁盤空間的具體情況：

$ df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
udev  456M 0 456M 0% /dev
tmpfs  99M 1.1M 98M 2% /run
/dev/sda1 9.8G 5.2G 4.2G 56% /
tmpfs  492M 0 492M 0% /dev/shm
tmpfs  5.0M 4.0K 5.0M 1% /run/lock
tmpfs  492M 0 492M 0% /sys/fs/cgroup
tmpfs  99M 0 99M 0% /run/user/117
tmpfs  99M 0 99M 0% /run/user/1000
/dev/sdb1 2.9G 9.0M 2.8G 1% /mnt/data

可以看到新添加的分區(qū) /dev/sdb1 已經(jīng)掛載到 /mnt/data 目錄下了。

或者也可以使用 lsblk 命令查看塊存儲設備（即磁盤和分區(qū)）的容量和掛載點：

$ lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 10G 0 disk
└─sda1 8:1 0 10G 0 part /
sdb 8:16 0 5G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 3G 0 part /mnt/data
└─sdb2 8:18 0 2G 0 part [SWAP]
sr0 11:0 1 1024M 0 rom

需要注意的是，手動掛載的分區(qū)在系統(tǒng)重啟以后會自動卸載。如果想像根目錄那樣，每次系統(tǒng)啟動時自動掛載分區(qū)，可以修改 /etc/fstab 配置文件，示例內容如下：

# <file system>    <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
UUID=f3435713-b2cd-4196-b07b-2ffb116a028d /  ext4 defaults 0 1
/dev/sdb1     /mnt/data ext4 defaults 0 1
/dev/sdb2     none  swap sw  0 0

PS：相對于 /dev/sda1 這種形式，使用 UUID 掛載分區(qū)往往更保險一點，可以通過 blkid 命令查看磁盤分區(qū)的 UUID：

$ sudo blkid
/dev/sda1: UUID="f3435713-b2cd-4196-b07b-2ffb116a028d" TYPE="ext4" PARTUUID="20985120-01"
/dev/sdb1: UUID="d5e21599-12e9-44da-ae51-124d89fe5eda" TYPE="ext4" PARTUUID="ce119026-01"
/dev/sdb2: UUID="47006330-810c-4321-8d73-d52a5f70bc88" TYPE="swap" PARTUUID="ce119026-02"

四、LVM（邏輯卷管理）

對于不包含 邏輯卷管理 （LVM）的磁盤分區(qū)方案，分區(qū)的位置、大小和數(shù)量一般都是固定的，從而導致擴展當前分區(qū)和添加新分區(qū)等操作變得困難。

此時若添加額外的硬盤和分區(qū)，則需要在目錄樹中創(chuàng)建新的分支作為掛載點，文件數(shù)據(jù)分散到多個復雜的位置上，不便于合并、備份和管理數(shù)據(jù)。

LVM 允許將單個或多個分區(qū)合并為一個邏輯卷組，且其中包含的邏輯卷可以 動態(tài) 地添加、改變大小或刪除。

LVM 系統(tǒng)最底層為物理卷（pv），即磁盤、分區(qū)和 RAID 陣列等。物理卷可以用來創(chuàng)建邏輯卷組（vg），而邏輯卷組又可以包含任意數(shù)量的邏輯卷（lv），邏輯卷從功能上即對應于物理磁盤上的分區(qū)。

創(chuàng)建卷組和邏輯卷

可以使用 pvcreate 命令將某個存儲設備（磁盤或分區(qū)等）標記為物理卷。

這里我通過 VirtualBox 添加了另一塊大小為 5G 的空白的虛擬硬盤，系統(tǒng)檢測到該設備為 /dev/sdc ：

$ lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 10G 0 disk
└─sda1 8:1 0 10G 0 part /
sdb 8:16 0 5G 0 disk
├─sdb1 8:17 0 3G 0 part /mnt/data
└─sdb2 8:18 0 2G 0 part [SWAP]
sdc 8:32 0 5G 0 disk
sr0 11:0 1 1024M 0 rom

創(chuàng)建物理卷：

$ sudo pvcreate /dev/sdc
 Physical volume "/dev/sdc" successfully created.

通過 pvs 命令列出所有的物理卷：

$ sudo pvs
 PV  VG Fmt Attr PSize PFree
 /dev/sdc lvm2 --- 5.00g 5.00g

通過 vgcreate 命令在物理卷的基礎上創(chuàng)建邏輯卷組：

$ sudo vgcreate data-volume /dev/sdc
 Volume group "data-volume" successfully created

使用 vgs 命令列出當前所有的邏輯卷組：

$ sudo vgs
 VG  #PV #LV #SN Attr VSize VFree
 data-volume 1 0 0 wz--n- <5.00g <5.00g

使用 lvcreate 命令在卷組中創(chuàng)建邏輯卷：

$ sudo lvcreate --name data --size 2G data-volume
 Logical volume "data" created.

訪問邏輯卷可以通過 /dev/mapper/<vgname>-<lvname> 或者 /dev/<vgname>/<lvname> 形式的路徑，即剛剛創(chuàng)建的 data 邏輯卷可以通過 /dev/data-volume/data 指定。

在該邏輯卷上創(chuàng)建 Ext4 文件系統(tǒng)：

$ sudo mkfs.ext4 /dev/data-volume/data
mke2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
Creating filesystem with 524288 4k blocks and 131072 inodes
Filesystem UUID: 0f24cdd8-62e0-42fd-bc38-aa3bce91e099
Superblock backups stored on blocks:
 32768, 98304, 163840, 229376, 294912

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (16384 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

此時該邏輯卷即可掛載到某個目錄分支下像普通物理分區(qū)一樣正常使用了。

操作卷組和邏輯卷

可以使用 lvextend 命令動態(tài)地擴展邏輯卷的存儲空間：

$ sudo lvextend --size +2G --resizefs /dev/data-volume/data
fsck from util-linux 2.33.1
/dev/mapper/data--volume-data: clean, 11/131072 files, 26156/524288 blocks
 Size of logical volume data-volume/data changed from 2.00 GiB (512 extents) to 4.00 GiB (1024 extents).
 Logical volume data-volume/data successfully resized.
resize2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
Resizing the filesystem on /dev/mapper/data--volume-data to 1048576 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/mapper/data--volume-data is now 1048576 (4k) blocks long.

其中 --size +2G 用于指定增加 2G 空間， --resizefs 指定在擴展邏輯卷大小的同時擴充文件系統(tǒng)的大?。ㄎ募到y(tǒng)默認不會隨邏輯卷的空間變化而自動擴展）。

或者也可以直接指定擴展后的大小，如：

$ sudo lvextend --size 4G --resizefs /dev/data-volume/data

其他常用的命令比如通過 lvresize 命令擴展邏輯卷，使其占用當前卷組中剩余的全部空間：

$ sudo lvresize -l +100%free /dev/data-volume/data
 Size of logical volume data-volume/data changed from <3.00 GiB (767 extents) to <5.00 GiB (1279 extents).
 Logical volume data-volume/data successfully resized.

因為上面的命令沒有加上 --resizefs 或者 -r 選項，因此文件系統(tǒng)不會隨著邏輯卷自動擴展大小，可以通過 resize2fs 命令手動擴展文件系統(tǒng)：

$ sudo resize2fs /dev/data-volume/data

假設一段時間以后，邏輯卷 /dev/data-volume/data 的空間即將被數(shù)據(jù)填滿，可以嘗試添加另一塊硬盤 sdd ：

$ lsblk
NAME  MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda   8:0 0 10G 0 disk
└─sda1  8:1 0 10G 0 part /
sdb   8:16 0 5G 0 disk
├─sdb1  8:17 0 3G 0 part /mnt/data
└─sdb2  8:18 0 2G 0 part [SWAP]
sdc   8:32 0 5G 0 disk
└─data--volume-data 253:0 0 5G 0 lvm
sdd   8:48 0 5G 0 disk
sr0   11:0 1 1024M 0 rom

使用 pvcreate 命令創(chuàng)建物理卷：

$ sudo pvs
 PV  VG  Fmt Attr PSize PFree
 /dev/sdc data-volume lvm2 a-- <5.00g 0
 /dev/sdd  lvm2 --- 5.00g 5.00g

使用 vgextend 命令將該物理卷添加到之前創(chuàng)建的卷組 data-volume 中：

$ sudo vgextend data-volume /dev/sdd
 Volume group "data-volume" successfully extended
$ sudo vgs
 VG  #PV #LV #SN Attr VSize VFree
 data-volume 2 1 0 wz--n- 9.99g <5.00g

此時的 data-volume 卷組包含了兩個物理卷（ /dev/sdc 和 /dev/sdd ）和一個邏輯卷（ /dev/data-volume/data ），總大小變?yōu)?10G，閑置空間為 5G（即剛剛添加的物理卷）。

最后使用 lvresize 命令擴展邏輯卷大小，使其占據(jù)兩個物理卷的全部存儲空間：

$ sudo lvresize -l +100%free -r /dev/data-volume/data
fsck from util-linux 2.33.1
/dev/mapper/data--volume-data: clean, 11/196608 files, 30268/785408 blocks
 Size of logical volume data-volume/data changed from <5.00 GiB (1279 extents) to 9.99 GiB (2558 extents).
 Logical volume data-volume/data successfully resized.
resize2fs 1.44.6 (5-Mar-2019)
Resizing the filesystem on /dev/mapper/data--volume-data to 2619392 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/mapper/data--volume-data is now 2619392 (4k) blocks long.

此時邏輯卷 /dev/data-volume/data 的大小擴展為 10G，即占用了整個卷組 data-volume（包含兩個 5G 的物理卷）的全部空間。

總結：LVM 卷組（vg）的作用類似于物理磁盤，用于承載邏輯卷（lv）。卷組可以由多個物理卷（磁盤或分區(qū)等）構成，空間不夠時也可以隨時添加新的物理卷進行擴展。

而卷組上的邏輯卷（lv）類似于磁盤分區(qū)，可以掛載到目錄作為存儲空間。但是物理分區(qū)的位置和大小固定，而邏輯卷則可以在卷組的基礎上動態(tài)的改變大小，甚至跨越多個物理磁盤和分區(qū)，使得管理起來更加方便和靈活。

常用 LVM 命令列表：

什么是Linux系統(tǒng)

Linux是一種免費使用和自由傳播的類UNIX操作系統(tǒng)，是一個基于POSIX的多用戶、多任務、支持多線程和多CPU的操作系統(tǒng)，使用Linux能運行主要的Unix工具軟件、應用程序和網(wǎng)絡協(xié)議。

關于如何在Linux中使用LVM管理命令就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，可以學到更多知識。如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到。