前言

在linux提升五中，我們介紹了關于磁盤磁區等的內容，但是在生產環境中往往會出現這樣的情況，在專案初始我們規劃主機時給了/home了50G，但是隨著專案發展，用戶數量不斷上升，此時檔案系統50G的大小將無法滿足專案的要求，這是我們該如何解決這個問題呢？

第一種比較直接的方法，就是增加一個新硬碟，重新格式化，將原本/home的內容復制過來，然后將原本的磁區卸載重新掛載新的磁區，這的確是解決這個問題的一個方法，但是顯然復制將會很花時間，而且若是在后期發現第二次磁區時給的容量過大將會浪費大量磁盤空間，那有沒有更好的辦法來解決我們的問題呢？這就是我們本節要講的內容——邏輯卷管理器，

1. 什么是LVM？

LVM全名為Logucal Volume Manager，中文翻譯為邏輯卷管理器，它可以將幾個物理的磁區通過軟體組合成一塊看起來是獨立的大磁盤VG，然后將這塊大磁盤在經過劃分成為可使用的磁區LV，最終可以掛載使用，那么其中的原理是什么呢？

我們首先需要了解一下我們以上提到的一些名詞，和一些相關的概念，

物理卷（Physical Volume，PV）：物理卷就是組成我們需要的大磁盤的最底層，它是怎么來的呢？首先將我們實際中的磁區通過gdisk命令將系統識別符號轉化為LVM的識別符號后，在經過pvcreate命令就可以將其轉換為我們的物理卷了，

卷組（Volume Group，VG）：卷組其實就是物理卷族，它就是我們在以上提到的由物理卷PV組成的大磁盤，

邏輯卷（Logical Volume，LV）：邏輯卷就是將我們的卷組分割后的產物，可以像被格式化的磁區一樣使用的東西，

物理擴展塊（Physical Extent，PE）：PE是整個LVM最小的存盤資料單位，換句話說，我們的檔案資料都是借由寫入PE來完成的，它類似于檔案系統中的block的大小，

了解完以上的概念，我們接著講LVM是如何作業的，在前言中我們提到的問題是怎樣通過LVM來解決，LVM最主要的功能就是可以彈性的修改檔案系統的容量，它是通過交換PE來進行資料轉換，將原本LV中的PE轉移到其他設備中以降低LV容量，或將其他設備的PE加到LV中增大容量，這樣說有些抽象，我們用一個圖來理解一下，
如上圖，將VG內的PE劃分9個給一個邏輯卷LV，若未來這個LV需要擴充的話，增加VG中沒有使用的PE即可完成擴充，如果整個VG此時都不夠用了，則需要增添新的物理卷PV來擴充VG，

如果到了這里還覺得不好理解，那就來做個實驗吧！

2. LVM實驗

1. LVM各組件實作流程表

需要注意的是，PV是組成VG的物理卷，而PE是最小存盤資料單位，

2. 創建LVM及掛載

首先需要初始化設備，具體步驟如下：

創建一個物理磁區作為物理卷，具體如下：

物理磁區創建好后，就可以使用pvcreate 磁區名稱創建pv了

pv創建成功后就可以創建vg啦，直接使用vgcreate VG名稱 組成VG的PV名來創建VG，但此時默認創建得到的VG的最小存盤單位PE大小為4G，我們可以使用-s來指定PE大小，我在這里選擇的PE大小為2M，并且可以使用vgdisplay來查看VG相關詳細資訊如下：

我們的大磁盤VG得到了，接下來就可以劃分可以被初始化使用的LV了，具體步驟如下：
初始化完成后就可以掛載使用我們的邏輯卷了，具體如下：

3. LVM的拉伸

1. VG容量充足時

在VG，也就是我們的大磁盤容量充足時，我們想要擴展我們的邏輯卷LV的容量時，可以使用lvextend -L 容量大小 LV名稱來擴展我們的邏輯卷，

但若是只擴展了我們邏輯卷，卻未能擴展該卷上的檔案系統，這個邏輯卷是無法使用的，所以在擴展完設備后我們應該也要擴展我們的作業系統，擴展檔案系統的命令如下：

xfs_growfs  掛載點              在rhel8.0中只能使用掛載點來擴展xfs型檔案系統
xfs_growfs  掛載點/掛載設備      在rhel7中可以使用掛載點或者掛載設備來擴展xfs型檔案系統
resize2fs  掛載設備             擴展ext型檔案系統

具體操作如下：
需注意，在這整個擴展程序中無需卸載設備，

2. 當VG不足時

當VG不足時，我們想要擴展我們正在使用的邏輯卷LV的大小時，需要先對VG進行擴展，再對LV進行擴展，我們知道VG其實是由我們的物理卷PV組成的，所以擴展VG其實就是給VG增添新的物理卷，具體操作如下：
若此時你的主機中沒有未使用的物理卷，你首先需要新建一個物理卷，具體操作如上文中所示，須先增添一個序列號型別為linux LVM型的磁盤磁區：

然后創建物理卷PV，再利用vgextend VG名 PV名對VG進行擴充，具體操作如下：

然后就回到我們LVM擴充的第一種情況——VG充足的情況下擴充LV，先擴展LV設備再擴展該設備上的檔案系統，具體操作如下：

這就完成啦，以上就是我們LVM的擴充的內容，接下來我們看一下如何縮減LVM呢，

4.LVM的縮減

并不是所有檔案系統型別都可以進行檔案系統的縮減，我們的xfs檔案系統就不能夠進行縮減，但ext檔案系統是可以的，

邏輯卷或者說的更大一些，設備（磁盤磁區等存盤設備）其實是檔案系統的載體，在之前的擴充階段我們擴展LVM時需要先擴充設備在擴充檔案系統，而在LVM縮減階段我們需要先縮減檔案系統再縮減該檔案系統所在設備，

實驗具體步驟如下：
由于我們之前使用的檔案系統型別為xfs，所以我們必須要將檔案系統型別先轉化ext型別，需注意我們轉化檔案系統前要卸載設備，

和LVM的擴展不同，LVM的縮減必須要卸載設備才能進行，卸載設備后，使用lvreduce -L 指定邏輯卷容量大小 邏輯卷名縮減設備，具體如下：

5. LVM的LV磁盤快照

什么是LV的磁盤快照呢？

快照就是將當時的系統情況記錄下來，就好像照相記錄一樣，最初創建LV磁盤快照時，未來若有任何資料修改，則原始資料就會搬移到快照區，沒有被修改的區域則由快照區和檔案系統共享，

所以，我們可以認為LVM是很好的 備份工具，它只有備份又被修改的資料，檔案系統中沒有被修改的資料依舊被保持在原本的資料快內，但是LVM快照功能會知道哪些資料被放置在哪里，因此快照當時的檔案系統就會被備份下來，且快照所占用的容量非常小，

關于快照的命令如下：

lvcreate -L 容量大小 快照名稱 -s 被照的物件          ##創建快照
lvremove 快照名稱                                  ##洗掉快照

在建立快照之前我們先在我們的邏輯卷中建立一個檔案，來驗證一下快照的備份功能，

接下來我們建立marslv0的快照，需注意建立快照須卸載設備，

將快照掛載好之后，我們可以查看之前建立的檔案如下，

為了驗證快照的備份功能，我們先洗掉快照中的檔案，然后重新掛載原邏輯卷，然后查看原檔案是否存在，具體操作如下：


我們可以看到原檔案依舊存在，

至于洗掉快照就很簡單了，具體操作如下：

6. LVM的洗掉

LVM的洗掉也很重要，因為我們的物理磁區已經被LVM使用，如果在沒有關閉LVM的情況下直接洗掉磁區或轉為其他用途，系統很容易出問題，洗掉流程如下：

1. 卸載系統上面的LVM檔案系統（包括快照和LV）
2. 洗掉LV
3. 先使用vgchange -a n VG名稱 使得這個VG不再具有Active的標記，再洗掉VG，
4. 洗掉PV
5. 將該物理磁區的ID修改回83

具體操作程序如下：



以上就完成了LVM的洗掉了，

7. 如何移除正在使用的PV

如若我們正在使用的vg中有大量剩余未使用空間，此時若是就這樣閑置就會浪費這些空間，如何移除組成VG中的某個PV呢？相關命令如下：

vgreduce VG名稱 PV名稱    ##洗掉組成該VG的該PV

現在假設我們遇到這樣的一個情況，在某個專案中我們預先給我們的卷組分配了兩塊PV，一個是1G大小，一個是500M大小，再專案即將完成后我們發現該VG中僅使用了不到500M的空間，為了充分利用資源我們需要移除1G大小的PV，但是由于1G大小的PV正在使用中，無法直接移除，我們該如何解決呢？

具體操作如下：

解決辦法：須先將/dev/vdb1中的資料移除到/dev/vdb2中，再將/dev/vdb1這個物理卷移除，

pvmove PV1名稱 PV2名稱    #將PV1中的資料轉移到PV2中去

3.LVM相關命令集合

在此，結合鳥哥的linux私房菜，來總結一下相關的命令，如下表：