如何在 Linux 中扩展/缩减 LVM（逻辑卷管理）？

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简介

逻辑卷管理 (LVM) 是一种强大的工具，允许系统管理员动态分配存储空间，而无需重新格式化或重新分区磁盘。LVM 是现代 Linux 系统的重要组成部分。它提供了一个灵活、可扩展且高可用的存储基础设施，可以根据需要轻松管理和扩展。

LVM 由几个层组成：物理卷、卷组和逻辑卷。物理卷是用于创建卷组的磁盘或磁盘分区。

卷组是物理卷的逻辑集合，可用于创建逻辑卷。逻辑卷就像虚拟磁盘，可以跨越一个或多个物理卷，并且可以在线调整大小，而不会影响存储在其上的数据。

LVM 在 Linux 系统中的重要性

与传统的分区方案相比，LVM 提供了以下几个优点：

• 动态调整大小 - 调整分区大小需要先卸载它，这意味着运行在其上的应用程序将出现停机时间。使用 LVM，您可以在文件系统已挂载并正在使用时调整其大小。

• 数据迁移 - 使用 LVM，您可以随时透明地在物理卷之间移动数据。

• 镜像 - 您可以使用 LVM 内置的镜像功能在多个物理设备上镜像您的数据。

• 快照 - 您可以随时拍摄逻辑卷的即时快照

• LUN 管理 - 如果您正在管理 SAN（存储区域网络），那么使用 LVM 从现有设备创建新设备将变得容易得多。

扩展或缩减逻辑卷的必要性

组织或个人可能会在逻辑卷上耗尽存储空间。当需要更多空间时，扩展逻辑卷至关重要，以确保可以有效地在可用的存储设备或分区上存储数据。当需要回收未使用的空间或优化现有资源时，缩减 LVM 的大小也是必要的。

扩展 LVM

扩展 LVM 所涉及的步骤概述

扩展 LVM 包括将新的存储设备或分区添加到现有的逻辑卷组 (LVG)，然后扩展逻辑卷 (LV) 以包含新的空间。最终，这将导致系统上的磁盘空间增加。该过程可以在线执行，这意味着您无需在扩展之前关闭系统，这使得它对用户来说更加方便。

每个步骤的详细说明

创建新分区

在扩展 LVM 之前，您需要从可用的物理存储设备创建一个新分区。在 Linux 中，您可以使用 fdisk 或 parted 等工具创建分区。在创建将在扩展中使用的存储设备上的分区后，以 root 身份运行以下命令：

$ partprobe 

此命令通知内核分区中的最新更改并刷新其缓存。

将分区添加到物理卷

创建新分区并使用 `partprobe` 刷新内核缓存后，使用 `pvcreate` 命令将其添加为物理卷 (PV)：

$ pvcreate /dev/sdb1 

在此示例中，`/dev/sdb1` 用作新的物理卷。此命令将新创建的分区初始化为物理卷，可以将其添加到现有的 LVG 中。

扩展逻辑卷以包含新空间

要使用新添加的物理卷中的额外空间扩展逻辑卷组，请运行 `vgextend` 命令：

$ vgextend /dev/sdb1 

将 `` 替换为现有逻辑卷组的名称。在此示例中，`/dev/sdb1` 是一个新添加的存储设备，将用于扩展 LVM。

将物理卷添加到 LVG 后，使用 `lvextend` 命令扩展逻辑卷：

$ lvextend -l +100%FREE 

将 `` 替换为现有逻辑卷的名称。`-l +100%FREE` 选项告诉 `lvextend` 使用 LVG 所有物理卷上的 100% 空闲空间。

调整文件系统大小

现在您的逻辑卷已扩展，请调整其上的文件系统大小以利用添加的新空间。使用 `resize2fs` 等工具调整 ext2/ext3/ext4 文件系统的大小：

$ resize2fs /dev/mapper/- 

在此示例中，`` 和 `` 分别是现有逻辑卷组和逻辑卷的名称。通过按照上述步骤，您应该能够在 Linux 中成功扩展 LVM，而不会出现任何复杂情况。

缩减 LVM

缩减 LVM 所涉及的步骤概述

当需要缩减 LVM 的大小时，务必确保不会丢失数据。缩减 LVM 的大小包括删除数据、调整文件系统大小和缩减逻辑卷大小。

每个步骤的详细说明

从要缩减的逻辑卷中删除数据

缩减 LVM 的第一步是从中删除任何不必要的数据。此过程应谨慎执行，因为如果执行不当，可能会导致丢失重要数据。要删除不需要的文件，您可以使用诸如“rm”或“delete”之类的终端命令。在删除任何文件之前，务必检查并确认它们对系统功能不重要。

调整文件系统大小以释放空间

从逻辑卷中删除不需要的文件后，您需要调整文件系统的大小，这可能需要卸载分区或停止使用它们的服务器。成功完成此步骤后，空闲空间将可供按需使用。

缩减逻辑卷大小

在释放文件系统上的空间后，您可以继续使用适当的终端命令（如 lvreduce）缩减逻辑卷大小。确保不要缩减超出所需的大小，因为过度缩减可能会影响系统功能。

从卷组中删除未使用的物理卷

完成逻辑卷大小缩减过程并确认所有更改在不影响系统性能和功能的情况下正常工作后，请从卷组中删除未使用的物理卷。此步骤释放了不再需要的任何空间，这对于正确的系统功能和性能至关重要。

该过程包括使用诸如“pvdisplay”之类的终端命令识别未使用的物理卷，并使用“pvremove”安全地删除它们。

管理 LVM 的高级技术

在卷组内的物理卷之间移动数据

当您在主物理卷 (PV) 中耗尽空间时，您可以向卷组 (VG) 添加另一个 PV 并将一些逻辑卷 (LV) 移动到新的 PV 中。此过程称为“pvmove”。使用 pvmove 的一个优点是它可以在线完成，这意味着您无需关闭系统或停止在其上运行的任何应用程序。

将线性逻辑卷转换为条带化或镜像卷

线性 LV 每次只使用一个设备，这意味着其数据按顺序存储在单个磁盘上，直到此磁盘耗尽空间为止。相比之下，条带化和镜像 LV 同时使用多个设备，从而提高性能并提供针对磁盘故障的冗余。

条带化 LV 将其数据同时划分为多个磁盘，而镜像 LV 在两个或多个磁盘上保留其数据的相同副本。将现有的线性 LV 转换为任一类型涉及使用诸如 dd 或 tar 之类的东西将其内容备份到其他设备，然后使用 lvcreate 创建新的条带化/镜像卷。

结论

逻辑卷管理 (LVM) 通过在多个磁盘上实现存储资源的灵活分配，在管理 Linux 系统中的磁盘存储方面发挥着至关重要的作用。通过扩展或缩减逻辑卷并实施诸如在卷组内的物理卷之间迁移数据、将线性逻辑卷转换为条带化或镜像卷等高级技术，LVM 用户可以优化其磁盘空间使用情况，以获得更好的系统性能。

虽然对 LVM 管理过程中可能出现的常见问题进行故障排除可能具有挑战性，但快速解决这些问题将防止出现重大的系统停机时间并有助于保持最佳性能水平。