一、 前言
每個(gè)Linux使用者在安裝Linux時(shí)都會(huì)遇到這樣的困境：在為系統(tǒng)分區(qū)時(shí)，如何精確評(píng)估和分配各個(gè)硬盤分區(qū)的容量，因?yàn)橄到y(tǒng)管理員不但要考慮到當(dāng)前某
個(gè)分區(qū)需要的容量，還要預(yù)見(jiàn)該分區(qū)以后可能需要的容量的最大值。因?yàn)槿绻烙?jì)不準(zhǔn)確，當(dāng)遇到某個(gè)分區(qū)不夠用時(shí)管理員可能甚至要備份整個(gè)系統(tǒng)、清除硬盤、重
新對(duì)硬盤分區(qū)，然后恢復(fù)數(shù)據(jù)到新分區(qū)。
雖然現(xiàn)在有很多動(dòng)態(tài)調(diào)整磁盤的工具可以使用，例如Partation
Magic等等，但是它并不能完全解決問(wèn)題，因?yàn)槟硞€(gè)分區(qū)可能會(huì)再次被耗盡；另外一個(gè)方面這需要重新引導(dǎo)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)，對(duì)于很多關(guān)鍵的服務(wù)器，停機(jī)是不可
接受的，而且對(duì)于添加新硬盤，希望一個(gè)能跨越多個(gè)硬盤驅(qū)動(dòng)器的文件系統(tǒng)時(shí)，分區(qū)調(diào)整程序就不能解決問(wèn)題。
因此完美的解決方法應(yīng)該是在零停機(jī)前提下可以自如對(duì)文件系統(tǒng)的大小進(jìn)行調(diào)整，可以方便實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)跨越不同磁盤和分區(qū)。幸運(yùn)的是Linux提供的邏輯盤卷 管理（LVM，Logical
Volume Manager）機(jī)制就是一個(gè)完美的解決方案。
LVM是邏輯盤卷管理（Logical Volume
Manager）的簡(jiǎn)稱，它是Linux環(huán)境下對(duì)磁盤分區(qū)進(jìn)行管理的一種機(jī)制，LVM是建立在硬盤和分區(qū)之上的一個(gè)邏輯層，來(lái)提高磁盤分區(qū)管理的靈活性。
通過(guò)LVM系統(tǒng)管理員可以輕松管理磁盤分區(qū)，如：將若干個(gè)磁盤分區(qū)連接為一個(gè)整塊的卷組（volume
group），形成一個(gè)存儲(chǔ)池。管理員可以在卷組上隨意創(chuàng)建邏輯卷組（logical
volumes），并進(jìn)一步在邏輯卷組上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。管理員通過(guò)LVM可以方便的調(diào)整存儲(chǔ)卷組的大小，并且可以對(duì)磁盤存儲(chǔ)按照組的方式進(jìn)行命名、管理和
分配，例如按照使用用途進(jìn)行定義：“development”和“sales”，而不是使用物理磁盤名“sda”和“sdb”。而且當(dāng)系統(tǒng)添加了新的磁
盤，通過(guò)LVM管理員就不必將磁盤的文件移動(dòng)到新的磁盤上以充分利用新的存儲(chǔ)空間，而是直接擴(kuò)展文件系統(tǒng)跨越磁盤即可。
二、LVM基本術(shù)語(yǔ)
前面談到，LVM是在磁盤分區(qū)和文件系統(tǒng)之間添加的一個(gè)邏輯層，來(lái)為文件系統(tǒng)屏蔽下層磁盤分區(qū)布局，提供一個(gè)抽象的盤卷，在盤卷上建立文件系統(tǒng)。首先我們討論以下幾個(gè)LVM術(shù)語(yǔ)：
l 物理存儲(chǔ)介質(zhì)（The physical media）
l 這里指系統(tǒng)的存儲(chǔ)設(shè)備：硬盤，如：/dev/hda1、/dev/sda等等，是存儲(chǔ)系統(tǒng)最低層的存儲(chǔ)單元。
l 物理卷（physical volume）
l 物理卷就是指硬盤分區(qū)或從邏輯上與磁盤分區(qū)具有同樣功能的設(shè)備(如RAID)，是LVM的基本存儲(chǔ)邏輯塊，但和基本的物理存儲(chǔ)介質(zhì)（如分區(qū)、磁盤等）比較，卻包含有與LVM相關(guān)的管理參數(shù)。
l 卷組（Volume Group）
l LVM卷組類似于非LVM系統(tǒng)中的物理硬盤，其由物理卷組成。可以在卷組上創(chuàng)建一個(gè)或多個(gè)“LVM分區(qū)”（邏輯卷），LVM卷組由一個(gè)或多個(gè)物理卷組成。
l 邏輯卷（logical volume）
l LVM的邏輯卷類似于非LVM系統(tǒng)中的硬盤分區(qū)，在邏輯卷之上可以建立文件系統(tǒng)(比如/home或者/usr等)。
l PE（physical extent）
l 每一個(gè)物理卷被劃分為稱為PE(Physical
Extents)的基本單元，具有唯一編號(hào)的PE是可以被LVM尋址的最小單元。PE的大小是可配置的，默認(rèn)為4MB。
l LE（logical extent）
l 邏輯卷也被劃分為被稱為LE(Logical
Extents)的可被尋址的基本單位。在同一個(gè)卷組中，LE的大小和PE是相同的，并且一一對(duì)應(yīng)。
首先可以看到，物理卷（PV）被由大小等同的基本單元PE組成。
一個(gè)卷組由一個(gè)或多個(gè)物理卷組成，
從上圖可以看到，PE和LE有著一一對(duì)應(yīng)的關(guān)系。邏輯卷建立在卷組上。邏輯卷就相當(dāng)于非LVM系統(tǒng)的磁盤分區(qū)，可以在其上創(chuàng)建文件系統(tǒng)。
下圖是磁盤分區(qū)、卷組、邏輯卷和文件系統(tǒng)之間的邏輯關(guān)系的示意圖：
和非LVM系統(tǒng)將包含分區(qū)信息的元數(shù)據(jù)保存在位于分區(qū)的起始位置的分區(qū)表中一樣，邏輯卷以及卷組相關(guān)的元數(shù)據(jù)也是保存在位于物理卷起始處的VGDA(卷組 描述符區(qū)域)中。VGDA包括以下內(nèi)容：PV描述符、VG描述符、LV描述符、和一些PE描述符 。
系統(tǒng)啟動(dòng)LVM時(shí)激活VG，并將VGDA加載至內(nèi)存，來(lái)識(shí)別LV的實(shí)際物理存儲(chǔ)位置。當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行I/O操作時(shí)，就會(huì)根據(jù)VGDA建立的映射機(jī)制來(lái)訪問(wèn)實(shí)際的物理位置。
三、 安裝LVM
首先確定系統(tǒng)中是否安裝了lvm工具：
[root@www root]# rpm –qa|grep lvm
lvm-1.0.3-4
如果命令結(jié)果輸入類似于上例，那么說(shuō)明系統(tǒng)已經(jīng)安裝了LVM管理工具；如果命令沒(méi)有輸出則說(shuō)明沒(méi)有安裝LVM管理工具，則需要從網(wǎng)絡(luò)下載或者從光盤裝LVM rpm工具包。
四、 創(chuàng)建和管理LVM
要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)LVM系統(tǒng)，一般需要經(jīng)過(guò)以下步驟：
1、 創(chuàng)建分區(qū)
使用分區(qū)工具（如：fdisk等）創(chuàng)建LVM分區(qū)，方法和創(chuàng)建其他一般分區(qū)的方式是一樣的，區(qū)別僅僅是LVM的分區(qū)類型為8e。
2、 創(chuàng)建物理卷
創(chuàng)建物理卷的命令為pvcreate，利用該命令將希望添加到卷組的所有分區(qū)或者磁盤創(chuàng)建為物理卷。將整個(gè)磁盤創(chuàng)建為物理卷的命令為：
# pvcreate
/dev/hdb
將單個(gè)分區(qū)創(chuàng)建為物理卷的命令為：
#
pvcreate /dev/hda5
3、 創(chuàng)建卷組
創(chuàng)建卷組的命令為vgcreate，將使用pvcreate建立的物理卷創(chuàng)建為一個(gè)完整的卷組：
#
vgcreate web_document /dev/hda5 /dev/hdb
vgcreate命令第一個(gè)參數(shù)是指定該卷組的邏輯名：web_document。后面參數(shù)是指定希望添加到該卷組的所有分區(qū)和磁盤。vgcreate在
創(chuàng)建卷組web_document以外，還設(shè)置使用大小為4 MB的PE（默認(rèn)為4MB），這表示卷組上創(chuàng)建的所有邏輯卷都以4 MB
為增量單位來(lái)進(jìn)行擴(kuò)充或縮減。由于內(nèi)核原因，PE大小決定了邏輯卷的最大大小，4 MB的PE決定了單個(gè)邏輯卷最大容量為256
GB，若希望使用大于256G的邏輯卷則創(chuàng)建卷組時(shí)指定更大的PE。PE大小范圍為8 KB到512 MB，并且必須總是2
的倍數(shù)（使用-s指定，具體請(qǐng)參考man
vgcreate）。
4、 激活卷組
為了立即使用卷組而不是重新啟動(dòng)系統(tǒng)，可以使用vgchange來(lái)激活卷組：
# vgchange -a y web_document
5、 添加新的物理卷到卷組中
當(dāng)系統(tǒng)安裝了新的磁盤并創(chuàng)建了新的物理卷，而要將其添加到已有卷組時(shí)，就需要使用vgextend命令：
#
vgextend web_document /dev/hdc1
這里/dev/hdc1是新的物理卷。
6、 從卷組中刪除一個(gè)物理卷
要從一個(gè)卷組中刪除一個(gè)物理卷，首先要確認(rèn)要?jiǎng)h除的物理卷沒(méi)有被任何邏輯卷正在使用，就要使用pvdisplay命令察看一個(gè)該物理卷信息：
如果某個(gè)物理卷正在被邏輯卷所使用，就需要將該物理卷的數(shù)據(jù)備份到其他地方，然后再刪除。刪除物理卷的命令為vgreduce：
# vgreduce web_document /dev/hda1
7、 創(chuàng)建邏輯卷
創(chuàng)建邏輯卷的命令為lvcreate：
# lvcreate
-L1500 –nwww1 web_document
該命令就在卷組web_document上創(chuàng)建名字為www1，大小為1500M的邏輯卷，并且設(shè)備入口為/dev/web_document
/www1（web_document為卷組名，www1為邏輯卷名）。如果希望創(chuàng)建一個(gè)使用全部卷組的邏輯卷，則需要首先察看該卷組的PE數(shù)，然后在創(chuàng)
建邏輯卷時(shí)指定：
# vgdisplay
web_document| grep “Total PE”
Total PE 45230
# lvcreate -l
45230 web_document -n www1
8、 創(chuàng)建文件系統(tǒng)
推薦使用reiserfs文件系統(tǒng)，來(lái)替代ext2和ext3：
創(chuàng)建了文件系統(tǒng)以后，就可以加載并使用它：
# mkdir
/data/wwwroot
# mount
/dev/web_document/www1 /data/wwwroot
如果希望系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載文件系統(tǒng)，則還需要在/etc/fstab中添加內(nèi)容：
/dev/web_document/www1
/data/wwwroot reiserfs defaults 1 2
9、 刪除一個(gè)邏輯卷
刪除邏輯卷以前首先需要將其卸載，然后刪除：
# umount /dev/web_document/www1
# lvremove
/dev/web_document/www1
lvremove—do you
really want to remove “/dev/web_document/www1”? [y/n]: y
lvremove—doing
automatic backup of volume group “web_document”
lvremove—logical
volume “/dev/web_document/www1”successfully removed
10、 擴(kuò)展邏輯卷大小
LVM提供了方便調(diào)整邏輯卷大小的能力，擴(kuò)展邏輯卷大小的命令是lvcreate：
# lvextend -L12G/dev/web_document/www1
lvextend—extending
logical volume “/dev/web_document/www1”to 12 GB
lvextend—doing
automatic backup of volume group “web_document “
lvextend—logical
volume “/dev/web_document/www1”successfully extended
上面的命令就實(shí)現(xiàn)將邏輯卷www1的大小擴(kuò)招為12G。
# lvextend -L+1G/dev/web_document/www1
lvextend—extending
logical volume “/dev/web_document/www1”to 13 GB
lvextend—doing
automatic backup of volume group “web_document “
lvextend—logical
volume “/dev/web_document/www1”successfully extended
上面的命令就實(shí)現(xiàn)將邏輯卷www1的大小增加1G。
增加了邏輯卷的容量以后，就需要修改文件系統(tǒng)大小以實(shí)現(xiàn)利用擴(kuò)充的空間。筆者推薦使用reiserfs文件系統(tǒng)來(lái)替代ext2或者ext3。因此這里僅僅
討論reiserfs的情況。Reiserfs文件工具提供了文件系統(tǒng)大小調(diào)整工具：resize_reiserfs。對(duì)于希望調(diào)整被加載的文件系統(tǒng)大
小：
# resize_reiserfs -f /dev/web_document/www1
一般建議最好將文件系統(tǒng)卸載，調(diào)整大小，然后再加載：
# umount
/dev/web_document/www1
#
resize_reiserfs /dev/web_document/www1
# mount
-treiserfs /dev/web_document/www1 /data/wwwroot
對(duì)于使用ext2或ext3文件系統(tǒng)的用戶可以考慮使用工具
ext2resize。
http://sourceforge.net/projects/ext2resize
11、 減少邏輯卷大小
使用lvreduce即可實(shí)現(xiàn)對(duì)邏輯卷的容量，同樣需要首先將文件系統(tǒng)卸載：
# umount
/data/wwwroot
#
resize_reiserfs -s-2G/dev/web_document/www1
# lvreduce -L-2G/dev/web_document/www1
# mount
-treiserfs /dev/web_document/www1 /data/wwwroot
五、 總結(jié)
根據(jù)上面的討論可以看到，LVM具有很好的可伸縮性，使用起來(lái)非常方便。可以方便地對(duì)卷組、邏輯卷的大小進(jìn)行調(diào)整，更進(jìn)一步調(diào)整文件系統(tǒng)的大小。如果希望了解更多信息，請(qǐng)參考LVM-HOWTO。