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管理磁盤空間對(duì)系統(tǒng)管理員來說是一件重要的日常工作。一旦磁盤空間耗盡就需要進(jìn)行一系列耗時(shí)而又復(fù)雜的任務(wù)，以提升磁盤分區(qū)中可用的磁盤空間。它也需要系統(tǒng)離線才能處理。通常這種任務(wù)會(huì)涉及到安裝一個(gè)新的硬盤、引導(dǎo)至恢復(fù)模式或者單用戶模式、在新硬盤上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)和一個(gè)文件系統(tǒng)、掛載到臨時(shí)掛載點(diǎn)去從一個(gè)太小的文件系統(tǒng)中移動(dòng)數(shù)據(jù)到較大的新位置、修改 /etc/fstab 文件的內(nèi)容來反映出新分區(qū)的正確設(shè)備名、以及重新引導(dǎo)來重新掛載新的文件系統(tǒng)到正確的掛載點(diǎn)。
我想告訴你的是，當(dāng) LVM （邏輯卷管理）首次出現(xiàn)在 Fedora linux 中時(shí)，我是非?？咕芩?。我最初的反應(yīng)是，我并不需要在我和我的設(shè)備之間有這種額外的抽象層。結(jié)果是我錯(cuò)了，邏輯卷管理是非常有用的。
LVM 讓磁盤空間管理非常靈活。它提供的功能諸如在文件系統(tǒng)已掛載和活動(dòng)時(shí)，很可靠地增加磁盤空間到一個(gè)邏輯卷和它的文件系統(tǒng)中，并且，它也允許你將多個(gè)物理磁盤和分區(qū)融合進(jìn)一個(gè)可以分割成邏輯卷（LV）的單個(gè)卷組（VG）中。
卷管理也允許你去減少分配給一個(gè)邏輯卷的磁盤空間數(shù)量，但是，這里有兩個(gè)要求，第一，卷必須是未掛載的。第二，在卷空間調(diào)整之前，文件系統(tǒng)本身的空間大小必須先被減少。
有一個(gè)重要的提示是，文件系統(tǒng)本身必須允許重新調(diào)整大小的操作。當(dāng)重新提升文件系統(tǒng)大小的時(shí)候，EXT2、3 和 4 文件系統(tǒng)都允許離線（未掛載狀態(tài)）或者在線（掛載狀態(tài)）重新調(diào)整大小。你應(yīng)該去認(rèn)真了解你打算去調(diào)整的文件系統(tǒng)的詳細(xì)情況，去驗(yàn)證它們是否可以完全調(diào)整大小，尤其是否可以在線調(diào)整大小。
即時(shí)擴(kuò)展一個(gè)文件系統(tǒng)
在我安裝一個(gè)新的發(fā)行版到我的生產(chǎn)用機(jī)器中之前，我總是喜歡在一個(gè) VirtualBox 虛擬機(jī)中運(yùn)行這個(gè)新的發(fā)行版一段時(shí)間，以確保它沒有任何的致命的問題存在。在幾年前的一個(gè)早晨，我在我的主要使用的工作站上的虛擬機(jī)中安裝了一個(gè)新發(fā)行的 Fedora 版本。我認(rèn)為我有足夠的磁盤空間分配給安裝虛擬機(jī)的主文件系統(tǒng)。但是，我錯(cuò)了，大約在安裝到三分之一時(shí)，我耗盡了我的文件系統(tǒng)的空間。幸運(yùn)的是，VirtualBox 檢測(cè)到了磁盤空間不足的狀態(tài)，并且暫停了虛擬機(jī)，然后顯示了一個(gè)明確指出問題所在的錯(cuò)誤信息。
請(qǐng)注意，這個(gè)問題并不是虛擬機(jī)磁盤太小造成的，而是由于宿主機(jī)上空間不足，導(dǎo)致虛擬機(jī)上的虛擬磁盤在宿主機(jī)上的邏輯卷中沒有足夠的空間去擴(kuò)展。
因?yàn)樵S多現(xiàn)在的發(fā)行版都缺省使用了邏輯卷管理，并且在我的卷組中有一些可用的空余空間，我可以分配額外的磁盤空間到適當(dāng)?shù)倪壿嬀恚缓蠹磿r(shí)擴(kuò)展宿主機(jī)的文件系統(tǒng)。這意味著我不需要去重新格式化整個(gè)硬盤，以及重新安裝操作系統(tǒng)或者甚至是重啟機(jī)器。我不過是分配了一些可用空間到適當(dāng)?shù)倪壿嬀碇?，并且重新調(diào)整了文件系統(tǒng)的大小 —— 所有的這些操作都在文件系統(tǒng)在線并且運(yùn)行著程序的狀態(tài)下進(jìn)行的，虛擬機(jī)也一直使用著宿主機(jī)文件系統(tǒng)。在調(diào)整完邏輯卷和文件系統(tǒng)的大小之后，我恢復(fù)了虛擬機(jī)的運(yùn)行，并且繼續(xù)進(jìn)行安裝過程，就像什么問題都沒有發(fā)生過一樣。
雖然這種問題你可能從來也沒有遇到過，但是，許多人都遇到過重要程序在運(yùn)行過程中發(fā)生磁盤空間不足的問題。而且，雖然許多程序，尤其是 Windows 程序，并不像 VirtualBox 一樣寫的很好，且富有彈性，Linux 邏輯卷管理可以使它在不丟失數(shù)據(jù)的情況下去恢復(fù)，也不需要去進(jìn)行耗時(shí)的安裝過程。
LVM 結(jié)構(gòu)
邏輯卷管理的磁盤環(huán)境結(jié)構(gòu)如下面的圖 1 所示。邏輯卷管理允許多個(gè)單獨(dú)的硬盤和/或磁盤分區(qū)組合成一個(gè)單個(gè)的卷組（VG）。卷組然后可以再劃分為邏輯卷（LV）或者被用于分配成一個(gè)大的單一的卷。普通的文件系統(tǒng)，如 EXT3 或者 EXT4，可以創(chuàng)建在一個(gè)邏輯卷上。
在圖 1 中，兩個(gè)完整的物理硬盤和一個(gè)第三塊硬盤的一個(gè)分區(qū)組合成一個(gè)單個(gè)的卷組。在這個(gè)卷組中創(chuàng)建了兩個(gè)邏輯卷和文件系統(tǒng)，比如，可以在每個(gè)邏輯卷上創(chuàng)建一個(gè) EXT3 或者 EXT4 的文件系統(tǒng)。
圖 1: LVM 允許組合分區(qū)和整個(gè)硬盤到卷組中
在一個(gè)主機(jī)上增加磁盤空間是非常簡(jiǎn)單的，在我的經(jīng)歷中，這種事情是很少的。下面列出了基本的步驟。你也可以創(chuàng)建一個(gè)完整的新卷組或者增加新的空間到一個(gè)已存在的邏輯卷中，或者創(chuàng)建一個(gè)新的邏輯卷。
增加一個(gè)新的邏輯卷
有時(shí)候需要在主機(jī)上增加一個(gè)新的邏輯卷。例如，在被提示包含我的 VirtualBox 虛擬機(jī)的虛擬磁盤的 /home 文件系統(tǒng)被填滿時(shí)，我決定去創(chuàng)建一個(gè)新的邏輯卷，以存儲(chǔ)包含虛擬磁盤在內(nèi)的虛擬機(jī)數(shù)據(jù)。這將在我的 /home 文件系統(tǒng)中釋放大量的空間，并且也允許我去獨(dú)立地管理虛擬機(jī)的磁盤空間。
增加一個(gè)新的邏輯卷的基本步驟如下：
1 如有需要，安裝一個(gè)新硬盤。
2 可選： 在硬盤上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)。
3 在硬盤上創(chuàng)建一個(gè)完整的物理卷（PV）或者一個(gè)分區(qū)。
4 分配新的物理卷到一個(gè)已存在的卷組（VG）中，或者創(chuàng)建一個(gè)新的卷組。
5 從卷空間中創(chuàng)建一個(gè)新的邏輯卷（LV）。
6 在新的邏輯卷中創(chuàng)建一個(gè)文件系統(tǒng)。
7 在 /etc/fstab 中增加適當(dāng)?shù)臈l目以掛載文件系統(tǒng)。
8 掛載文件系統(tǒng)。
為了更詳細(xì)的介紹，接下來將使用一個(gè)示例作為一個(gè)實(shí)驗(yàn)去教授關(guān)于 Linux 文件系統(tǒng)的知識(shí)。
示例
這個(gè)示例展示了怎么用命令行去擴(kuò)展一個(gè)已存在的卷組，并給它增加更多的空間，在那個(gè)空間上創(chuàng)建一個(gè)新的邏輯卷，然后在邏輯卷上創(chuàng)建一個(gè)文件系統(tǒng)。這個(gè)過程一直在運(yùn)行著和已掛載的文件系統(tǒng)上執(zhí)行。
警告：僅 EXT3 和 EXT4 文件系統(tǒng)可以在運(yùn)行和掛載狀態(tài)下調(diào)整大小。許多其它的文件系統(tǒng)，包括 BTRFS 和 ZFS 是不能這樣做的。
安裝硬盤
如果在系統(tǒng)中現(xiàn)有硬盤上的卷組中沒有足夠的空間可以增加，那么可能需要去增加一塊新的硬盤，然后創(chuàng)建空間增加到邏輯卷中。首先，安裝物理硬盤，然后，接著執(zhí)行后面的步驟。
從硬盤上創(chuàng)建物理卷
首先需要去創(chuàng)建一個(gè)新的物理卷（PV）。使用下面的命令，它假設(shè)新硬盤已經(jīng)分配為 /dev/hdd。
pvcreate /dev/hdd
在新硬盤上創(chuàng)建一個(gè)任意分區(qū)并不是必需的。創(chuàng)建的物理卷將被邏輯卷管理器識(shí)別為一個(gè)新安裝的未處理的磁盤或者一個(gè)類型為 83 的 Linux 分區(qū)。如果你想去使用整個(gè)硬盤，創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)并沒有什么特別的好處，而且元數(shù)據(jù)所用的磁盤空間也能用做 PV 的一部分使用。
擴(kuò)展已存在的卷組
在這個(gè)示例中，我將擴(kuò)展一個(gè)已存在的卷組，而不是創(chuàng)建一個(gè)新的；你可以選擇其它的方式。在物理磁盤已經(jīng)創(chuàng)建之后，擴(kuò)展已存在的卷組（VG）去包含新 PV 的空間。在這個(gè)示例中，已存在的卷組命名為：MyVG01。
vgextend /dev/MyVG01 /dev/hdd
創(chuàng)建一個(gè)邏輯卷
首先，在卷組中從已存在的空余空間中創(chuàng)建邏輯卷。下面的命令創(chuàng)建了一個(gè) 50 GB 大小的 LV。這個(gè)卷組的名字為 MyVG01，然后，邏輯卷的名字為 Stuff。
lvcreate -L +50G --name Stuff MyVG01
創(chuàng)建文件系統(tǒng)
創(chuàng)建邏輯卷并不會(huì)創(chuàng)建文件系統(tǒng)。這個(gè)任務(wù)必須被單獨(dú)執(zhí)行。下面的命令在新創(chuàng)建的邏輯卷中創(chuàng)建了一個(gè) EXT4 文件系統(tǒng)。
mkfs -t ext4 /dev/MyVG01/Stuff
增加一個(gè)文件系統(tǒng)卷標(biāo)
增加一個(gè)文件系統(tǒng)卷標(biāo)，更易于在文件系統(tǒng)以后出現(xiàn)問題時(shí)識(shí)別它。
e2label /dev/MyVG01/Stuff Stuff
掛載文件系統(tǒng)
在這個(gè)時(shí)候，你可以創(chuàng)建一個(gè)掛載點(diǎn)，并在 /etc/fstab 文件系統(tǒng)中添加合適的條目，以掛載文件系統(tǒng)。
你也可以去檢查并校驗(yàn)創(chuàng)建的卷是否正確。你可以使用 df、lvs 和 vgs 命令去做這些工作。
在 LVM 文件系統(tǒng)中調(diào)整邏輯卷大小
從 Unix 的第一個(gè)版本開始，對(duì)文件系統(tǒng)的擴(kuò)展需求就一直伴隨，Linux 也不例外。隨著有了邏輯卷管理（LVM），現(xiàn)在更加容易了。
1 如有需要，安裝一個(gè)新硬盤。
2 可選： 在硬盤上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)。
3 在硬盤上創(chuàng)建一個(gè)完整的物理卷（PV）或者一個(gè)分區(qū)。
4 分配新的物理卷到一個(gè)已存在的卷組（VG）中，或者創(chuàng)建一個(gè)新的卷組。
5 從卷空間中創(chuàng)建一個(gè)新的邏輯卷（LV），或者用卷組中部分或全部空間擴(kuò)展已有的邏輯卷。
6 如果創(chuàng)建了新的邏輯卷，那么在上面創(chuàng)建一個(gè)文件系統(tǒng)。如果對(duì)已有的邏輯卷增加空間，使用 resize2fs 命令來增大文件系統(tǒng)來填滿邏輯卷。
7 在 /etc/fstab 中增加適當(dāng)?shù)臈l目以掛載文件系統(tǒng)。
8 掛載文件系統(tǒng)。
示例
這個(gè)示例展示了怎么用命令行去擴(kuò)展一個(gè)已存在的卷組。它會(huì)給 /Staff 文件系統(tǒng)增加大約 50GB 的空間。這將生成一個(gè)可用于掛載的文件系統(tǒng)，在 Linux 2.6 內(nèi)核（及更高）上可即時(shí)使用 EXT3 和 EXT4 文件系統(tǒng)。我不推薦你用于任何關(guān)鍵系統(tǒng)，但是這是可行的，我已經(jīng)成功了好多次；即使是在根（/）文件系統(tǒng)上。是否使用自己把握風(fēng)險(xiǎn)。
警告：僅 EXT3 和 EXT4 文件系統(tǒng)可以在運(yùn)行和掛載狀態(tài)下調(diào)整大小。許多其它的文件系統(tǒng)，包括 BTRFS 和 ZFS 是不能這樣做的。
安裝硬盤
如果在系統(tǒng)中現(xiàn)有硬盤上的卷組中沒有足夠的空間可以增加，那么可能需要去增加一塊新的硬盤，然后創(chuàng)建空間增加到邏輯卷中。首先，安裝物理硬盤，然后，接著執(zhí)行后面的步驟。
從硬盤上創(chuàng)建物理卷
首先需要去創(chuàng)建一個(gè)新的物理卷（PV）。使用下面的命令，它假設(shè)新硬盤已經(jīng)分配為 /dev/hdd。
pvcreate /dev/hdd
在新硬盤上創(chuàng)建一個(gè)任意分區(qū)并不是必需的。創(chuàng)建的物理卷將被邏輯卷管理器識(shí)別為一個(gè)新安裝的未處理的磁盤或者一個(gè)類型為 83 的 Linux 分區(qū)。如果你想去使用整個(gè)硬盤，創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)并沒有什么特別的好處，而且元數(shù)據(jù)所用的磁盤空間也能用做 PV 的一部分使用。
增加物理卷到已存在的卷組
在這個(gè)示例中，我將使用一個(gè)新的物理卷來擴(kuò)展一個(gè)已存在的卷組。在物理卷已經(jīng)創(chuàng)建之后，擴(kuò)展已存在的卷組（VG）去包含新 PV 的空間。在這個(gè)示例中，已存在的卷組命名為：MyVG01。
vgextend /dev/MyVG01 /dev/hdd
擴(kuò)展邏輯卷
首先，在卷組中從已存在的空余空間中創(chuàng)建邏輯卷。下面的命令創(chuàng)建了一個(gè) 50 GB 大小的 LV。這個(gè)卷組的名字為 MyVG01，然后，邏輯卷的名字為 Stuff。
lvcreate -L +50G --name Stuff MyVG01
擴(kuò)展文件系統(tǒng)
如果你使用了 -r 選項(xiàng)，擴(kuò)展邏輯卷也將擴(kuò)展器文件系統(tǒng)。如果你不使用 -r 選項(xiàng)，該操作不行單獨(dú)執(zhí)行。下面的命令在新調(diào)整大小的邏輯卷中調(diào)整了文件系統(tǒng)大小。
resize2fs /dev/MyVG01/Stuff
你也可以去檢查并校驗(yàn)調(diào)整大小的卷是否正確。你可以使用 df、lvs 和 vgs 命令去做這些工作。
提示
過去幾年來，我學(xué)習(xí)了怎么去做讓邏輯卷管理更加容易的一些知識(shí)，希望這些提示對(duì)你有價(jià)值。
1 除非你有一個(gè)明確的原因去使用其它的文件系統(tǒng)外，推薦使用可擴(kuò)展的文件系統(tǒng)。除了 EXT2、3、和 4 外，并不是所有的文件系統(tǒng)都支持調(diào)整大小。EXT 文件系統(tǒng)不但速度快，而且它很高效。在任何情況下，如果默認(rèn)的參數(shù)不能滿足你的需要，它們（指的是文件系統(tǒng)參數(shù)）可以通過一位知識(shí)豐富的系統(tǒng)管理員來調(diào)優(yōu)它。
2 使用有意義的卷和卷組名字。
3 使用 EXT 文件系統(tǒng)標(biāo)簽
我知道，像我一樣，大多數(shù)的系統(tǒng)管理員都抗拒邏輯卷管理。我希望這篇文章能夠鼓勵(lì)你至少去嘗試一個(gè) LVM。如果你能那樣做，我很高興；因?yàn)?，自從我使用它之后，我的硬盤管理任務(wù)變得如此的簡(jiǎn)單。
關(guān)于作者
David Both 是一位 Linux 和開源軟件的倡導(dǎo)者，住在 Raleigh, North Carolina。他在 IT 行業(yè)工作了 40 多年，在 IBM 工作了 20 多年。在 IBM 期間，他在 1981 年為最初的 IBM PC 編寫了第一個(gè)培訓(xùn)課程。他曾教授紅帽的 RHCE 課程，并在 MCI Worldcom、Cisco和 North Carolina 工作。他已經(jīng)使用 Linux 和開源軟件工作了將近 20 年。
via: https://opensource.com/business/16/9/linux-users-guide-lvm
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