一、核心基础：LVM 三大核心概念

LVM 的存储架构由「物理卷→卷组→逻辑卷」三层组成，层层递进实现灵活管理：

• 物理卷（PV, Physical Volume）：LVM 的基础存储单元，由磁盘（如/dev/sdb）、分区或 RAID 设备创建，包含 LVM 管理元数据；
• 卷组（VG, Volume Group）：由一个或多个 PV 组成的「存储池」，将分散的物理存储整合为统一的逻辑空间；
• 逻辑卷（LV, Logical Volume）：从 VG 中划分的逻辑空间，类比 “虚拟分区”，可直接格式化并挂载使用，支持动态调整大小。

核心流程

创建 LVM 的基础流程：创建PV → 创建VG → 创建LV → 格式化挂载；后续管理：扩展/缩减VG/LV → 快照备份 → RAID逻辑卷配置。

二、LVM 核心语法（操作基础）

LVM 的管理依赖pv*（PV 管理）、vg*（VG 管理）、lv*（LV 管理）三类命令，以下是文档中高频使用的核心语法：

2.1 PV 相关命令

操作目标	语法格式	关键选项说明
创建 PV	pvcreate 块设备（如/dev/sdb）	将磁盘 / 分区初始化为 PV，添加 LVM 元数据
查看 PV 列表	pvs（简洁）/pvdisplay [PV设备]（详细）	pvs快速查看所有 PV 状态；pvdisplay查看单个 PV 详情
删除 PV	pvremove 块设备	清除 PV 的 LVM 元数据，仅支持未加入 VG 的 PV
迁移 PV 数据	pvmove 源PV [目标PV]	将源 PV 的数据迁移到 VG 内其他 PV，用于移除 PV 前

2.2 VG 相关命令

操作目标	语法格式	关键选项说明
创建 VG	vgcreate VG名称 PV列表	将多个 PV 整合为 VG（如vgcreate webapp /dev/sdb）
查看 VG 列表	vgs（简洁）/vgdisplay [VG名称]（详细）	vgs查看 VG 容量、PV 数量；vgdisplay查看 PE 大小等详情
扩展 VG	vgextend VG名称 新PV	向 VG 添加新 PV，扩容存储池
缩减 VG	vgreduce VG名称 待移除PV	从 VG 中移除未使用的 PV，需先迁移数据
删除 VG	vgremove VG名称	销毁 VG，需先删除其下所有 LV

2.3 LV 相关命令

操作目标	语法格式	关键选项说明
创建 LV	lvcreate -n LV名称 -L 大小 VG名称	-n指定 LV 名称；-L指定大小（如5G）；支持--type raid1创建 RAID 逻辑卷
查看 LV 列表	lvs（简洁）/lvdisplay [LV路径]（详细）	lvs查看 LV 大小、所属 VG；lvdisplay查看 LV 路径、LE 数量等
扩展 LV	lvextend -L +增量大小 LV路径	-L +2G表示增加 2G；-r选项自动扩展文件系统（推荐）
缩减 LV	lvreduce -L -减量大小 LV路径	仅支持 ext4 文件系统；需先卸载并检查文件系统
创建 LV 快照	lvcreate -s -n 快照名称 -L 快照大小 原LV路径	-s表示创建快照；快照容量需不小于原 LV 的变更数据量
删除 LV	lvremove LV路径	销毁 LV，需先卸载文件系统

关键术语补充

• PE（Physical Extent）：PV 的最小存储单元（默认 4MiB），VG 由多个 PE 组成；
• LE（Logical Extent）：LV 的最小存储单元，1 个 LE 对应 1 个 PE，确保 LV 数据可跨 PV 存储；
• LV 设备路径：支持三种格式（等价）：/dev/VG名称/LV名称、/dev/mapper/VG名称-LV名称、/dev/dm-N（如/dev/webapp/webapp01 = /dev/mapper/webapp-webapp01）。

三、实操模块 1：LVM 基础创建（PV→VG→LV→挂载）

文档用 3 块 20G 磁盘（/dev/sdb/sdc/sdd）演示基础流程，核心是 “整合物理存储→划分逻辑空间→投入使用”。

3.1 步骤 1：创建物理卷（PV）

# 1. 创建单个PV（/dev/sdb）
[root@centos7 ~]# pvcreate /dev/sdb
Physical volume "/dev/sdb" successfully created.  # 创建成功

# 2. 批量创建PV（/dev/sdc、/dev/sdd，简写格式）
[root@centos7 ~]# pvcreate /dev/sd{c,d}
Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
Physical volume "/dev/sdd" successfully created.

# 3. 查看PV列表（简洁信息）
[root@centos7 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb   lvm2   ---  20.00g 20.00g  # 未加入VG，空闲20G
  /dev/sdc   lvm2   ---  20.00g 20.00g
  /dev/sdd   lvm2   ---  20.00g 20.00g

# 4. 查看单个PV详细信息（/dev/sdb）
[root@centos7 ~]# pvdisplay /dev/sdb
  "/dev/sdb" is a new physical volume of "20.00 GiB"
  --- NEW Physical volume ---
  PV Name               /dev/sdb
  VG Name               # 未加入任何VG
  PV Size               20.00 GiB
  Allocatable           NO  # 未加入VG时不可分配
  PE Size               0   # 未加入VG时无PE大小
  PV UUID               MBHW0w-OkJL-CasO-PYRR-sduS-U2m5-zdkQ5d  # 唯一标识

• 解析：pvcreate会在磁盘开头写入 LVM 元数据，标记其为 PV；sd{c,d}等价于/dev/sdc /dev/sdd

3.2 步骤 2：创建卷组（VG）

bash

运行

# 1. 创建单PV的VG（名称webapp，包含/dev/sdb）
[root@centos7 ~]# vgcreate webapp /dev/sdb
Volume group "webapp" successfully created  # 创建成功

# 2. 创建多PV的VG（名称dbapp，包含/dev/sdc、/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# vgcreate dbapp /dev/sd{c,d}
Volume group "dbapp" successfully created

# 3. 查看VG列表（简洁信息）
[root@centos7 ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree 
  dbapp    2   0   0 wz--n- 39.99g 39.99g  # 2个PV，总容量~40G，空闲40G
  webapp   1   0   0 wz--n- <20.00g <20.00g  # 1个PV，容量~20G，空闲20G

# 4. 查看单个VG详细信息（dbapp）
[root@centos7 ~]# vgdisplay dbapp
  --- Volume group ---
  VG Name               dbapp
  Format                lvm2
  VG Size               39.99 GiB  # 2个20G PV，扣除元数据后约39.99G
  PE Size               4.00 MiB   # 默认PE大小4MiB（可通过-s选项自定义）
  Total PE              10238      # 总PE数量=39.99G /4MiB≈10238
  Free PE / Size        10238 / 39.99 GiB  # 空闲PE，即VG可用容量
  VG UUID               kjY26m-D0ax-WmMq-fMJv-1Tnb-imqh-GOAWkG

• 解析：vgcreate将多个 PV 整合为统一存储池，VG 容量 = 所有 PV 容量之和（扣除少量元数据空间）；wz--n-是 VG 属性，代表 “可读写、可扩展、无快照”。

3.3 步骤 3：创建逻辑卷（LV）

bash

运行

# 1. 在webapp VG中创建LV（名称webapp01，大小5G）
[root@centos7 ~]# lvcreate -n webapp01 -L 5G webapp
Logical volume "webapp01" created.

# 2. 在dbapp VG中创建跨盘LV（名称data01，大小25G，跨/dev/sdc和/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# lvcreate -n data01 -L 25G dbapp
Logical volume "data01" created.

# 3. 查看LV列表（简洁信息）
[root@centos7 ~]# lvs
  LV         VG     Attr       LSize
  data01     dbapp  -wi-a----- 25.00g  # 可读写、激活状态，大小25G
  webapp01   webapp -wi-a----- 5.00g

# 4. 查看LV设备路径（三种格式等价）
[root@centos7 ~]# ls -l /dev/dbapp/data01 /dev/mapper/dbapp-data01
lrwxrwxrwx 1 root root 7 6月 17 18:26 /dev/dbapp/data01 -> ../dm-4
lrwxrwxrwx 1 root root 7 6月 17 18:26 /dev/mapper/dbapp-data01 -> ../dm-4

• 解析：
  • -n指定 LV 名称，-L指定大小（支持G/M/T单位）；
  • 跨盘 LV：data01大小 25G，而dbapp的单个 PV 仅 20G，LVM 自动将数据分散到/dev/sdc（用完 20G）和/dev/sdd（用 5G），实现跨盘存储；
  • LV 设备路径：/dev/VG名称/LV名称是最直观的路径，推荐使用。

3.4 步骤 4：格式化与挂载（投入使用）

bash

运行

# 1. 格式化LV为xfs文件系统（CentOS7默认）
[root@centos7 ~]# mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01

# 2. 创建挂载点并临时挂载（重启失效）
[root@centos7 ~]# mkdir /var/www/html
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html

# 3. 持久化挂载（修改/etc/fstab，重启自动挂载）
[root@centos7 ~]# echo '/dev/webapp/webapp01 /var/www/html xfs defaults 0 0' >> /etc/fstab
[root@centos7 ~]# mount -a  # 测试挂载（无报错则配置正确）

# 4. 验证挂载结果
[root@centos7 ~]# df -h /var/www/html
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/webapp-webapp01    5.0G  140M  4.9G   3% /var/www/html

• 解析：mount -a会读取/etc/fstab中所有配置并挂载，是验证持久化配置的关键命令，避免因配置错误导致重启后挂载失效。

四、实操模块 2：VG 的扩展与缩减

VG 的扩展 / 缩减本质是 “增减存储池中的 PV”，扩展直接添加新 PV，缩减需先迁移数据（确保 PV 空闲）。

4.1 扩展 VG（增加存储池容量）

bash

运行

# 环境准备：已创建VG webapp（包含/dev/sdb）和LV webapp01（10G）
[root@centos7 ~]# vgcreate webapp /dev/sdb
[root@centos7 ~]# lvcreate -n webapp01 -L 10G webapp

# 扩展VG：向webapp添加新PV（/dev/sdc、/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# vgextend webapp /dev/sd{c,d}
Physical volume "/dev/sdc" successfully created.  # 非PV设备会自动初始化为PV
Physical volume "/dev/sdd" successfully created.
Volume group "webapp" successfully extended

# 验证扩展结果（VG容量从20G扩展到60G）
[root@centos7 ~]# vgs webapp
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree 
  webapp   3   1   0 wz--n- 59.99g 49.99g  # 空闲容量=59.99G-10G=49.99G

• 解析：vgextend支持直接添加非 PV 设备，会自动执行pvcreate初始化，简化操作流程。

4.2 缩减 VG（移除空闲 PV）

bash

运行

# 1. 查看PV使用状态（/dev/sdb已被LV占用，/dev/sdc、/dev/sdd空闲）
[root@centos7 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <20.00g <10.00g  # 已使用10G（LV占用）
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g  # 完全空闲
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g  # 完全空闲

# 2. 直接移除已使用的PV（报错）
[root@centos7 ~]# vgreduce webapp /dev/sdb
Physical volume "/dev/sdb" still in use  # 报错：PV正在使用，无法移除

# 3. 迁移PV数据（将/dev/sdb的数据迁移到/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# pvmove /dev/sdb /dev/sdd
/dev/sdb: Moved: 100.00%  # 迁移完成

# 4. 再次查看PV状态（/dev/sdb变为空闲）
[root@centos7 ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree 
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g  # 数据已迁移，完全空闲
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <20.00g <10.00g  # 承接/dev/sdb的10G数据

# 5. 成功移除PV（/dev/sdb）
[root@centos7 ~]# vgreduce webapp /dev/sdb
Removed "/dev/sdb" from volume group "webapp"

# 验证结果（VG仅剩/dev/sdc、/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# vgs webapp
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree 
  webapp   2   1   0 wz--n- 39.99g 29.99g

• 解析：pvmove是缩减 VG 的关键命令，用于迁移目标 PV 上的所有数据到 VG 内其他 PV，确保目标 PV 变为空闲后才能移除。

五、实操模块 3：LV 与文件系统的扩展 / 缩减

LV 的扩展 / 缩减是 LVM 的核心优势，需注意：xfs 文件系统仅支持扩展，ext4 支持扩展和缩减。

5.1 扩展 LV（xfs/ext4 通用）

场景 1：扩展 xfs 文件系统（CentOS7 默认）

bash

运行

# 环境准备：LV webapp01（10G）已挂载到/var/www/html（xfs格式）
[root@centos7 ~]# mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html

# 方法1：分步扩展（先扩LV，再扩文件系统）
# 1. 扩展LV（增加2G，总大小12G）
[root@centos7 ~]# lvextend -L +2G /dev/webapp/webapp01
Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 10.00 GiB to 12.00 GiB.
Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.

# 2. 扩展xfs文件系统（必须指定挂载点）
[root@centos7 ~]# xfs_growfs /var/www/html

# 验证结果
[root@centos7 ~]# df -h /var/www/html
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/webapp-webapp01    12G  140M  11.9G   2% /var/www/html

# 方法2：一键扩展（-r选项自动扩文件系统，推荐）
[root@centos7 ~]# lvextend -rL 20G /dev/webapp/webapp01  # 直接扩到20G
[root@centos7 ~]# df -h /var/www/html
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/webapp-webapp01    20G  176M  19.8G   1% /var/www/html

• 解析：xfs_growfs仅支持扩展，需指定挂载点（而非 LV 设备）；lvextend -r会自动识别文件系统类型并扩展，简化操作。

场景 2：扩展 ext4 文件系统

bash

运行

# 环境准备：格式化LV为ext4并挂载
[root@centos7 ~]# umount /var/www/html
[root@centos7 ~]# mkfs.ext4 /dev/webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html

# 一键扩展LV到30G（-r自动扩ext4文件系统）
[root@centos7 ~]# lvextend -rL 30G /dev/webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# df -h /var/www/html
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/webapp-webapp01    30G   36K  28G   1% /var/www/html

5.2 缩减 LV（仅支持 ext4 文件系统）

注意事项：缩减有数据丢失风险，需先卸载文件系统，且缩减后容量不能小于当前已用容量。

bash

运行

# 步骤1：卸载文件系统
[root@centos7 ~]# umount /var/www/html

# 步骤2：检查文件系统（修复潜在错误，必须执行）
[root@centos7 ~]# e2fsck -f /dev/webapp/webapp01
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
第一步: 检查inode,块,和大小
第二步: 检查目录结构
第3步: 检查目录连接性
Pass 4: Checking reference counts
第5步: 检查簇概要信息
/dev/webapp/webapp01:14/1966080 文件(0.0% 为非连续的), 167445/7864320 块

# 步骤3：缩减ext4文件系统到10G
[root@centos7 ~]# resize2fs /dev/webapp/webapp01 10G
resize2fs 1.45.6 (20-Mar-2020)
将 /dev/webapp/webapp01 上的文件系统调整为 2621440 个块(每块 4k)｡

# 步骤4：缩减LV到10G（需与文件系统大小一致）
[root@centos7 ~]# lvreduce -L 10G /dev/webapp/webapp01
WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce webapp/webapp01? [y/n]: y  # 确认缩减
Size of logical volume webapp/webapp01 changed from 30.00 GiB to 10.00 GiB.
Logical volume webapp/webapp01 successfully resized.

# 步骤5：挂载验证
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html
[root@centos7 ~]# df -h /var/www/html
Filesystem                     Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/webapp-webapp01    9.7G   36K  9.3G   1% /var/www/html

• 解析：resize2fs用于调整 ext4 文件系统大小，e2fsck -f强制检查文件系统完整性，避免缩减时数据损坏。

六、实操模块 4：LV 快照（数据备份与恢复）

LVM 快照是 “只读 / 可写” 的逻辑卷副本，用于记录某一时刻的 LV 数据，支持快速恢复。

bash

运行

# 环境准备：LV webapp01（10G）已挂载，存储有数据
[root@centos7 ~]# ls /var/www/html
host.conf hostname hosts hosts.allow hosts.deny

# 1. 创建LV快照（名称webapp01-snap1，大小10G，与原LV容量一致）
[root@centos7 ~]# lvcreate -s -n webapp01-snap1 -L 10G /dev/webapp/webapp01
Logical volume "webapp01-snap1" created.

# 2. 挂载快照（只读挂载，避免修改快照数据）
[root@centos7 ~]# mount -o ro /dev/webapp/webapp01-snap1 /mnt/snap1

# 3. 验证快照数据（与原LV一致）
[root@centos7 ~]# ls /mnt/snap1
host.conf hostname hosts hosts.allow hosts.deny

# 4. 原LV数据变更（模拟误操作）
[root@centos7 ~]# rm -rf /var/www/html/*  # 删除原LV所有数据

# 5. 从快照恢复数据（卸载原LV和快照）
[root@centos7 ~]# umount /var/www/html /mnt/snap1
[root@centos7 ~]# lvconvert --merge /dev/webapp/webapp01-snap1  # 合并快照到原LV

# 6. 重新挂载原LV，验证恢复结果
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html
[root@centos7 ~]# ls /var/www/html
host.conf hostname hosts hosts.allow hosts.deny  # 数据已恢复

• 解析：lvcreate -s创建快照，快照容量需不小于原 LV 的变更数据量（推荐与原 LV 容量一致）；lvconvert --merge将快照数据合并到原 LV，实现快速恢复。

七、实操模块 5：RAID 逻辑卷（冗余 + 性能）

LVM 支持创建 RAID 类型的逻辑卷（如 RAID1/5），结合 LVM 的灵活性和 RAID 的冗余 / 性能优势。

7.1 创建 RAID1 逻辑卷（镜像冗余）

bash

运行

# 环境准备：VG webapp包含/dev/sdb、/dev/sdc、/dev/sdd
[root@centos7 ~]# vgcreate webapp /dev/sd{b,c,d}

# 1. 创建RAID1逻辑卷（名称webapp01，大小15G，镜像存储）
[root@centos7 ~]# lvcreate --type raid1 -n webapp01 -L 15G webapp
Logical volume "webapp01" created.

# 2. 格式化并挂载
[root@centos7 ~]# mkfs.xfs /dev/webapp/webapp01
[root@centos7 ~]# mount /dev/webapp/webapp01 /var/www/html
[root@centos7 ~]# cp /etc/ho* /var/www/html  # 复制测试数据

# 3. 模拟磁盘故障（破坏/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# dd if=/dev/zero of=/dev/sdd bs=1M count=256  # 覆盖磁盘开头

# 4. 验证数据可用性（故障后数据仍可访问）
[root@centos7 ~]# ls /var/www/html
host.conf hostname hosts hosts.allow hosts.deny  # 数据正常

# 5. 修复RAID1逻辑卷
# 5.1 移除故障PV（/dev/sdd）
[root@centos7 ~]# vgreduce --removemissing webapp --force
Removed "/dev/sdd" from volume group "webapp"

# 5.2 重新添加新PV（/dev/sdd，假设已更换新磁盘）
[root@centos7 ~]# vgextend webapp /dev/sdd

# 5.3 修复RAID1逻辑卷
[root@centos7 ~]# lvconvert --repair /dev/webapp/webapp01
Logical volume webapp/webapp01 successfully repaired.

# 6. 验证修复结果
[root@centos7 ~]# pvs | grep webapp
  /dev/sdb   webapp lvm2 a--  <20.00g 4.99g
  /dev/sdc   webapp lvm2 a--  <20.00g 4.99g
  /dev/sdd   webapp lvm2 a--  <20.00g <20.00g

• 解析：--type raid1指定创建镜像逻辑卷，数据会同步存储到多个 PV；lvconvert --repair用于修复故障的 RAID 逻辑卷，自动同步数据到新 PV。

7.2 创建 RAID5 逻辑卷（条带化 + 奇偶校验）

bash

运行

# 创建RAID5逻辑卷：可用容量5G，3个条带，条带大小64KiB，4个设备（含1个校验盘）
[root@centos7 ~]# lvcreate --type raid5 -L 5G -i 3 -I 64 -n mylv vg00
# 选项说明：
# -i 3：条带数量（数据分割为3块）；
# -I 64：条带大小64KiB；
# --type raid5：RAID5类型（需至少4个PV）

八、LVM 命令速查表

操作场景	核心命令
创建 PV	pvcreate /dev/sd{b,c,d}
创建 VG	vgcreate webapp /dev/sd{b,c,d}
创建 LV	lvcreate -n webapp01 -L 10G webapp
扩展 VG	vgextend webapp /dev/sde
缩减 VG	pvmove /dev/sdb /dev/sdc && vgreduce webapp /dev/sdb
扩展 LV（xfs）	lvextend -rL 20G /dev/webapp/webapp01
缩减 LV（ext4）	umount /var/www/html && e2fsck -f /dev/webapp/webapp01 && resize2fs /dev/webapp/webapp01 10G && lvreduce -L 10G /dev/webapp/webapp01
创建 LV 快照	lvcreate -s -n snap1 -L 10G /dev/webapp/webapp01
创建 RAID1 LV	lvcreate --type raid1 -n webapp01 -L 15G webapp
删除 LVM（反向流程）	umount /var/www/html && lvremove /dev/webapp/webapp01 && vgremove webapp && pvremove /dev/sd{b,c,d}