Linux 逻辑卷管理(LVM)使用方法总结

管理磁盘空间对系统管理员来说是一件重要的日常工作。一旦磁盘空间耗尽就需要进行一系列耗时而又复杂的任务,以提升磁盘分区中可用的磁盘空间。它也需要系统离线才能处理。通常这种任务会涉及到安装一个新的硬盘、引导至恢复模式或者单用户模式、在新硬盘上创建一个分区和一个文件系统、挂载到临时挂载点去从一个太小的文件系统中移动数据到较大的新位置、修改 /etc/fstab 文件的内容来反映出新分区的正确设备名、以及重新引导来重新挂载新的文件系统到正确的挂载点。

我想告诉你的是,当 LVM (逻辑卷管理)首次出现在 Fedora Linux 中时,我是非常抗拒它的。我最初的反应是,我并不需要在我和我的设备之间有这种额外的抽象层。结果是我错了,逻辑卷管理是非常有用的。

LVM 让磁盘空间管理非常灵活。它提供的功能诸如在文件系统已挂载和活动时,很可靠地增加磁盘空间到一个逻辑卷和它的文件系统中,并且,它也允许你将多个物理磁盘和分区融合进一个可以分割成逻辑卷(LV)的单个卷组(VG)中。

卷管理也允许你去减少分配给一个逻辑卷的磁盘空间数量,但是,这里有两个要求,第一,卷必须是未挂载的。第二,在卷空间调整之前,文件系统本身的空间大小必须先被减少。

有一个重要的提示是,文件系统本身必须允许重新调整大小的操作。当重新提升文件系统大小的时候,EXT2、3 和 4 文件系统都允许离线(未挂载状态)或者在线(挂载状态)重新调整大小。你应该去认真了解你打算去调整的文件系统的详细情况,去验证它们是否可以完全调整大小,尤其是否可以在线调整大小。

即时扩展一个文件系统

在我安装一个新的发行版到我的生产用机器中之前,我总是喜欢在一个 VirtualBox 虚拟机中运行这个新的发行版一段时间,以确保它没有任何的致命的问题存在。在几年前的一个早晨,我在我的主要使用的工作站上的虚拟机中安装了一个新发行的 Fedora 版本。我认为我有足够的磁盘空间分配给安装虚拟机的主文件系统。但是,我错了,大约在安装到三分之一时,我耗尽了我的文件系统的空间。幸运的是,VirtualBox 检测到了磁盘空间不足的状态,并且暂停了虚拟机,然后显示了一个明确指出问题所在的错误信息。

请注意,这个问题并不是虚拟机磁盘太小造成的,而是由于宿主机上空间不足,导致虚拟机上的虚拟磁盘在宿主机上的逻辑卷中没有足够的空间去扩展。

因为许多现在的发行版都缺省使用了逻辑卷管理,并且在我的卷组中有一些可用的空余空间,我可以分配额外的磁盘空间到适当的逻辑卷,然后即时扩展宿主机的文件系统。这意味着我不需要去重新格式化整个硬盘,以及重新安装操作系统或者甚至是重启机器。我不过是分配了一些可用空间到适当的逻辑卷中,并且重新调整了文件系统的大小 —— 所有的这些操作都在文件系统在线并且运行着程序的状态下进行的,虚拟机也一直使用着宿主机文件系统。在调整完逻辑卷和文件系统的大小之后,我恢复了虚拟机的运行,并且继续进行安装过程,就像什么问题都没有发生过一样。

虽然这种问题你可能从来也没有遇到过,但是,许多人都遇到过重要程序在运行过程中发生磁盘空间不足的问题。而且,虽然许多程序,尤其是 Windows 程序,并不像 VirtualBox 一样写的很好,且富有弹性,Linux 逻辑卷管理可以使它在不丢失数据的情况下去恢复,也不需要去进行耗时的安装过程。

LVM 结构

逻辑卷管理的磁盘环境结构如下面的图 1 所示。逻辑卷管理允许多个单独的硬盘和/或磁盘分区组合成一个单个的卷组(VG)。卷组然后可以再划分为逻辑卷(LV)或者被用于分配成一个大的单一的卷。普通的文件系统,如 EXT3 或者 EXT4,可以创建在一个逻辑卷上。

在图 1 中,两个完整的物理硬盘和一个第三块硬盘的一个分区组合成一个单个的卷组。在这个卷组中创建了两个逻辑卷和文件系统,比如,可以在每个逻辑卷上创建一个 EXT3 或者 EXT4 的文件系统。

Linux 逻辑卷管理(LVM)使用方法总结

图 1: LVM 允许组合分区和整个硬盘到卷组中

在一个主机上增加磁盘空间是非常简单的,在我的经历中,这种事情是很少的。下面列出了基本的步骤。你也可以创建一个完整的新卷组或者增加新的空间到一个已存在的逻辑卷中,或者创建一个新的逻辑卷。

Linux 逻辑卷管理(LVM)使用方法总结

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