一、物理卷和逻辑卷

1.物理卷和逻辑卷的区别

逻辑卷（Logical Volume）和物理卷（Physical Volume）是Linux系统中LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理器）概念中的两个重要组成部分。

物理卷是由物理磁盘或分区组成的存储设备。在LVM中，物理卷被组合成一个或多个卷组（Volume Group），以提供更大的存储池。

逻辑卷则是由物理卷划分出来的一部分空间，类似于传统的分区概念。在LVM中，逻辑卷可以跨越多个物理卷扩展，从而允许您更灵活地管理和分配存储空间。

具体来说，LVM的工作流程如下：

1. 将一个或多个物理卷划分为一个或多个卷组。
2. 在卷组上创建一个或多个逻辑卷。
3. 将文件系统格式化为逻辑卷上，然后将其挂载到操作系统上。

2.在Linux系统中查看所有物理卷的信息

命令：pvdisplay

将显示系统上所有物理卷的信息，包括它们的名称、UUID、总大小等。如果物理卷已经被分配给卷组，则还会显示所属的卷组名称。如下图所示：

在LVM中，物理卷是由物理磁盘或分区组成的。上图中，/dev/vda2 是一个物理磁盘分区，被用作LVM物理卷。该物理卷属于VG（卷组） klas。

以下是每个字段的含义：

• PV Name：物理卷的名称。
• VG Name：物理卷所属的卷组的名称。
• PV Size：物理卷的总容量。
• Allocatable：指示物理卷是否可以分配给逻辑卷。
• PE Size：物理卷的物理扩展大小（通常为4MiB）。
• Total PE：物理卷中的总扩展数。
• Free PE：物理卷中当前未分配的扩展数。
• Allocated PE：物理卷中已分配的扩展数。
• PV UUID：物理卷的唯一标识符。

3.在Linux系统中查看所有逻辑卷的信息

命令：lvdisplay

将显示系统上所有逻辑卷的信息，包括它们的名称、UUID、大小等。如果逻辑卷已经被格式化为一个文件系统，则还会显示文件系统类型和挂载点。

参数说明：

• LV Path：逻辑卷的设备路径，这里是 /dev/klas/swap。
• LV Name：逻辑卷的名称，这里是 swap。
• VG Name：属于哪个卷组，这里是 klas 卷组。
• LV UUID：逻辑卷的唯一标识符。
• LV Write Access：读写权限，这里为可读写。
• LV Creation host, time：逻辑卷的创建主机和时间。LV Status：逻辑卷的状态，这里为 available 表示可用。
• open：当前打开了多少个文件描述符，这里为 2。
• LV Size：逻辑卷的大小，这里小于 3.92 GiB。
• Current LE：逻辑卷当前使用的物理区块数。
• Segments：逻辑卷的段数（由于这里只有一个物理区块，所以只有一个段）。
• Allocation：分配方式，这里继承自卷组设置。
• Read ahead sectors：预读区块数，这里设置为自动调整。
• Block device：逻辑卷对应的块设备文件，这里是 /dev/253:1。

二、文件系统

在Linux中，文件系统是挂载磁盘的重要概念。文件系统是指一种组织数据的方式，可以帮助我们在磁盘上存储和管理文件。常见的Linux文件系统有ext2、ext3、ext4、XFS等。

（1）ext2（第二扩展文件系统）：是 Linux 最早引入的日志文件系统之一。它使用索引节点（inode）来管理文件和目录，并使用位图来管理磁盘块的分配。然而，ext2 没有日志功能，这使得在发生意外掉电或系统崩溃时恢复文件系统变得较慢。

（2）ext3（第三扩展文件系统）：是 ext2 文件系统的升级版本。它引入了日志功能，使用日志记录（journaling）来跟踪文件系统操作。这样，在系统异常关机后可以更快地进行恢复，减少数据丢失的风险。与 ext2 相比，ext3 提供了更好的可靠性和性能。

（3）ext4（第四扩展文件系统）：是 ext3 文件系统的进一步改进和扩展。它增强了文件系统的大小和性能，并支持更大的文件和分区。ext4 引入了多块分配、延迟分配和其他改进，以提高文件系统的性能和可靠性。它是目前最常用的 Linux 文件系统之一。

（4）XFS：是一个高性能的日志文件系统，最初由 SGI 开发。它设计用于处理大型文件和大容量存储，并针对高吞吐量的工作负载进行了优化。XFS 支持快速分配和回收磁盘空间，并具有出色的可扩展性和鲁棒性。它被广泛用于服务器环境和高性能计算领域。

在挂载磁盘之前，我们需要先在磁盘上创建文件系统。创建文件系统的命令为mkfs。

查看系统某个目录使用的文件系统类型，如下图：

举例：查看系统根目录的文件类型：df -T /

并且可以看到根目录挂载卷组(klas)和逻辑分区（root）

三、实操-对root（/）目录进行扩容

1.使用lsblk命令查看新加入的磁盘信息

上述中我们可以看到vdb就是系统新增的磁盘，并且没有挂载任何目录。

2.fdisk -l命令查看系统中磁盘分区详细信息

包括磁盘设备名称、分区表类型、起始扇区、结束扇区、总扇区数等。

3.使用fdisk分区新磁盘，并将分区标记为Linux文件系统类型（83）

这里采用对这个磁盘（/dev/vdb）进行分区2个，1一个是100G，一个是200G，并将100G的磁盘大小扩展到 根目录下。

命令:sudo fdisk /dev/vdb

按照命令依次输入：

n (新建分区)p (主分区)1 (分区号，即vdb1)[回车] (默认起始扇区)

+100G (分区大小)

n (新建分区)p (主分区)2 (分区号，即vdb2)[回车] (默认起始扇区)

+200G (分区大小)

w (保存并退出)

具体操作如下：

Command (m for help): n

Partition type

p primary (0 primary, 0 extended, 4 free)

e extended (container for logical partitions)

Select (default p): p

Partition number (1-4, default 1): 1

First sector (2048-629145599, default 2048):

Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (2048-629145599, default 629145599): +100G

Created a new partition 1 of type 'Linux' and of size 100 GiB.

Command (m for help): n

Partition type

p primary (1 primary, 0 extended, 3 free)

e extended (container for logical partitions)

Select (default p): p

Partition number (2-4, default 2): 2

First sector (209717248-629145599, default 209717248):

Last sector, +/-sectors or +/-size{K,M,G,T,P} (209717248-629145599, default 629145599):

Created a new partition 2 of type 'Linux' and of size 200 GiB.

Command (m for help): t

Partition number (1,2, default 2): 1

Hex code (type L to list all codes): L

Hex code (type L to list all codes): 83

Changed type of partition 'Linux' to 'Linux'.

说明：

n: 创建新分区。出现选择分区类型的提示时，默认选择主分区（primary）。

p: 选择分区类型为 "p"，即主分区。

1: 输入分区号码为 "1"，表示创建第一个分区，如果不选默认就是1。

First sector: 输入第一个扇区的起始位置，默认值为 2048。你可以保持默认值（按 Enter 键），这样分区将从第一个可用扇区开始。

Last sector: 输入最后一个扇区的位置，可以输入结束位置或者分区大小。默认值为设备的最大扇区数（2048-209715199）。你可以输入具体的扇区数或者可选的单位表示分区大小（如 "100G" 表示 100GB）。根据你的输入，分区大小将为 100 GiB。例如：+100G 就是分区大小100G

t: 更改分区类型。选择分区编号为 1 的分区。

L: 查看当前系统的文件类型。根据前面序号选择。如图：

83: 设置分区类型为 83，表示 Linux 文件系统类型。

w: 保存并写入分区表更改。

最后几行提示分区表已经被修改，并且正在同步磁盘。

4.检查是否分区成功

lsblk

5.创建物理卷

pvcreate /dev/vdb1

6.将磁盘扩容到卷组

vgextend klas /dev/vdb1

说明：klas是系统有的一个卷组名称，并且它下面有个逻辑卷挂载到了根目录下，因此我们对根目录扩容，还是先将分好的磁盘大小先扩展到对应的卷组上。

7.扩展逻辑分区

说明：这一步就是将上一步加入的100G大小区域进行扩展到我们目前这个根目录的逻辑分区上，可自行选择将扩容到卷组大小的内存分配到逻辑卷中。

lvextend -l+100%FREE /dev/klas/root

/dev/klas/root:是目前系统已经存在的一个逻辑分区，可以用lvdisplay查看

其中100%是将所有的磁盘空间扩容到指定分区，也可以根据需要进行调整比例

也支持指定大小比如10G等等（指定固定值时参数-l需要修改为-L)

8.使其扩展生效（xfs_growfs）

xfs_growfs /dev/klas/root

说明：如果使用ext4文件系统，resize2fs替换xfs_growfs命令.

9.验证是否生效

（1）先检查磁盘使用情况df -h

（2）检查磁盘详细信息 lsblk

上图所示：磁盘root目录扩容成功，由原来的35.1G变成了135.1G,这是和步骤1之前的图片对比得来的结果。

四、物理卷、逻辑卷常用命令

1.物理卷

（1）创建物理卷

pvcreate 磁盘分区1 磁盘分区2 ...

如：pvcreate /dev/sdb1 # 创建一个名为 /dev/sdb1 的物理卷

（2）显示物理卷信息

pvdisplay # 显示所有物理卷的详细信息

（3）扩展物理卷

pvresize /dev/sdb1 # 调整 /dev/sdb1 物理卷的大小

（4）移除物理卷：

pvremove /dev/sdb1 # 移除 /dev/sdb1 物理卷的 LVM 标记

2.逻辑卷

（1）创建逻辑卷：****

lvcreate -L 10G -n my_volume my_vg

在名为 my_vg 的卷组中创建一个名为 my_volume 大小为 10G 的逻辑卷.

（2）显示逻辑卷信息：****

lvdisplay # 显示所有逻辑卷的详细信息

（3）扩展逻辑卷：

lvextend -L +5G /dev/my_vg/my_volume # 将名为 my_volume 的逻辑卷扩展 5G

（5）缩小逻辑卷：

lvreduce -L 5G /dev/my_vg/my_volume # 将名为 my_volume 的逻辑卷缩小至 5G

（6）移除逻辑卷：

lvremove /dev/my_vg/my_volume # 移除名为 my_volume 的逻辑卷