LVM 逻辑卷管理（原理概念篇）

前言

环境：centos 7.9

传统磁盘存在的问题

在传统方式中，当我们的Linux磁盘分区大小不够用的时候，只能通过添加新硬盘、创建新的分区来扩充空间，但是新添加进来的硬盘分区后是作为独立的文件系统存在的，这样原来旧磁盘分区的文件系统并未得到实际扩充，而上层应用程序访问的又是旧磁盘分区的文件系统，同时应用程序大多时候也只能访问一个文件系统，所以只能通过迁移旧磁盘分区的数据到新磁盘分区上，即让老磁盘下线，并把应用程序数据迁移到新磁盘分区中，换上新磁盘上线。这样的做法其实是存在很大的问题的，比如上层应用程序要停机，数据迁移量很大的时候，比如几个T的时候耗时很久，基于这样的问题就引入的LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理技术。

LVM逻辑卷管理（Logical Volume Manager）

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理，是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制，它是建立在物理存储之上的一个抽象层，有点在于灵活管理。特点是：动态在线扩容、离线裁剪、数据条带化、数据镜像。简单来说，LVM就是通过将底层物理硬盘抽象封装起来，以逻辑卷的形式表现给上层系统，逻辑卷的大小可以动态调整，而且不会丢失现有数据，新加入的硬盘也不会改变现有上层的逻辑卷，作为一种动态磁盘管理机制，逻辑卷技术大大提高了磁盘管理的灵活性。
比如，你有3块磁盘，分别是50GB 、60GB、70GB，传统上，我们单块磁盘分区肯定不能超过该磁盘的容量大小，但使用lvm逻辑卷管理，就会把这3块磁盘组成卷组，那么该卷组的大小就是180GB了，从系统管理员的角度看到的卷组池容量也是180GB，然后创建分区就能创建个超过100GB的逻辑卷了，（ps：在卷组上创建的分区我们称之为逻辑卷）。

逻辑卷与标准分区的区别

这里我们说的逻辑卷是指，在卷组的基础上划分的分区，而传统的标准分区是直接在物理磁盘上划分的分区。

PV、VG、LV、PE、LE 概念详解

物理卷（Physical Volume,PV）：物理卷是底层真正提供容量，存放数据的设备，它可以是整个硬盘或者硬盘上的某个分区等等。

卷组（Volume Group,VG）：卷组建立在物理卷上，它由一个或者多个物理卷组成，即把多个物理卷整合起来提供容量分配，一个LVM系统允许有一个或多个卷组。

逻辑卷（Logical Volume,LV）：逻辑卷建立在卷组之上，它是从卷组中“切”出来的一块空间，它是最终用户使用的逻辑设备。逻辑卷创建之后，其大小是可伸缩的。

物理区域PE（Physical extent）：每一个物理卷被划分为称为PE(Physical extents)的基本单元，具有唯一编号的PE是能被LVM寻址的最小单元。PE的大小可指定，默认为4MB。PE的大小一旦确定将不能被改变，同一个卷组中的所有物理卷的PE的大小是一致的。4MB=4096kb=4096kb/4kb=1024个block。

逻辑区域LE（Logical extent）：逻辑卷也被划为为称为LE（Logical Extents）的可寻址的基本单元，在用一个卷组中，LE的大小和PE是相同的，并且一一对应，也就是说，我们在卷组中叫它为PE，在逻辑卷中叫它为LE而已。

lvm流程：真实的物理设备 --> 格式化成 --> 物理卷PV（实际上底层物理卷被划分为一个一个的PE）–> 卷组VG --> 逻辑卷LV --> 逻辑卷格式化成文件系统 --> 挂载使用

创建好卷组之后，就会在/dev/目录下有一个/dev/vg名字/ 文件，当基于该卷组创建逻辑卷之后，该目录下就会有一个/dev/vg名字/lv名字/文件夹，这就是我们df -h时经常看到有一个/dev/cl/root 的原因，这是因为我们在安装centos是默认会把根分区做为lvm格式的文件系统，而实际上 /dev/cl/root 还只是一个软链接，链接到/dev/dm-0 这样的块文件。

注意：每一个逻辑卷里面的空间可能来之不同的物理硬盘，因为VG里可能来源于多个不同的硬盘组成的卷组，而逻辑卷只是从卷组中划为的一个逻辑区域，所以每一个逻辑卷里面的空间可能来之不同的物理硬盘，而这对于逻辑卷而言，是不用关心的。
当vg空间不足时，只需加硬盘然后扩充VG空间即可（即VG里增加了PE的数量），当LV空间不足，只需扩充LV即可，即从VG里添加PE到LV的空间。

问？LV能创建多大

LV能创建多大？VG有多大，LV就能有多大，也就是说LV的大小受限于VG的大小，VG有多大LV就能创建多大。

原理图

注：LV里的PE可以看成是LE，这里我是画错了。