Linux之LVM模式下LV和VG扩容

一、LVM简介

  LVM (Logical Volume Manager) 是一个逻辑卷管理器，它允许用户将多个硬盘分区或者整个硬盘组成一个或多个逻辑卷。LVM 可以在运行时动态地改变逻辑卷的大小，而不需要关机或重新启动系统。它也可以将多个硬盘的存储空间组合在一起，形成一个大容量的存储池，使得数据的管理更加灵活和方便。LVM 已经成为了许多 Linux 发行版的标准功能之一，广泛应用于数据中心、服务器、虚拟化环境等场景中。如下图所示，简单来说LVM就是将分区或者磁盘逻辑转化为PV（Physical Volume），将PV加入到VG（Volume Group）中，再根据需求将VG中的存储空间分配到LV（Logical Volume）中。博文将以扩容/home分区磁盘空间为例介绍EXT4文件系统格式下LVM是如何进行磁盘扩容的。实际上LVM是支持动态调整的，包括扩容和减小，但实际操作中跟文件系统格式也有关系，ext4格式既可以扩容也可以减小（回收未使用的空间），xfs文件系统格式则只支持扩容。

  实验环境说明：

• 操作系统：centos7.9
• 文件系统格式：ext4

二、LV扩容

  LVM磁盘扩容时，我们先检查VG是否还有剩余空间，如果有我们从VG中分配所需磁盘空间给指定的LV即可。实验环境下/home分区大小为20G，使用的是LVM逻辑卷，假设我们需要调整/home分区大小为30G。

1、检查vg剩余空间

  使用vgdisplay命令我们可以看到vg名为centos_s178，已经分配的空间为42GB，剩余的空间为16.99GB。

[root@s178 ~]# vgdisplay
— Volume group —
VG Name centos_s178
…
Alloc PE / Size 10752 / 42.00 GiB
Free PE / Size 4350 / 16.99 GiB
…

2、查看LV逻辑卷名称和路径

  使用lvdisplay命令查看逻辑卷的情况，可以看到有多个逻辑卷，可以看到逻辑卷路径，逻辑卷名、所属VG、存储空间大小等。

[root@s178 ~]# lvdisplay
— Logical volume —
LV Path /dev/centos_s178/home
LV Name home
VG Name centos_s178
…
LV Size 20.00 GiB
…
— Logical volume —
LV Path /dev/centos_s178/root
LV Name root
VG Name centos_s178
…

3、扩容指定大小的存储空间到LV

  使用lvextend命令扩容逻辑卷大小，-L参数扩容指定大小。

[root@s178 ~]# lvextend -L +10G /dev/centos_s178/home
Size of logical volume centos_s178/home changed from 20.00 GiB (5120 extents) to 30.00 GiB (7680 extents).
Logical volume centos_s178/home successfully resized.

3、查看磁盘大小

4、扩容空间写入文件系统

  resize2fs 命令将扩容空间写入文件系统，如果是xfs格式则可以使用命令xfs_growfs代替。

[root@s178 ~]# resize2fs /dev/centos_s178/home
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/centos_s178/home is mounted on /home; on-line resizing required
old_desc_blocks = 3, new_desc_blocks = 4
The filesystem on /dev/centos_s178/home is now 7864320 blocks long.

5、再次验证

  使用df命令再次查看磁盘大小验证，发现/home分区已经调整为了30G大小。

三、PV扩容

  假设我们需要将/home分区扩容为40G，因为VG剩余空间只有16.99G，所以磁盘空间不足，需要先添加磁盘，将磁盘添加到VG中，再将指定空间分配到LV。

1、查看磁盘

  新添加或者插入一块磁盘/dev/sdb，使用fdisk命令可以看到。

[root@s178 ~]# fdisk -l
Disk /dev/sda: 64.4 GB, 64424509440 bytes, 125829120 sectors
…
Disk /dev/sdb: 42.9 GB, 42949672960 bytes, 83886080 sectors

2、磁盘分区

[root@s178 ~]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type ‘help’ to view a list of commands.
(parted) mklabel gpt
(parted) mkpart
Partition name? []? disk2
File system type? [ext2]? ext4
Start? 1
End? -1
(parted)

3、创建PV

[root@s178 ~]# pvcreate /dev/sdb1
Physical volume “/dev/sdb1” successfully created.

4、查看PV信息

[root@s178 ~]# pvs
PV VG Fmt Attr PSize PFree
/dev/sda2 centos_s178 lvm2 a-- 42.00g 0
/dev/sda3 centos_s178 lvm2 a-- 16.99g 6.99g
/dev/sdb1 lvm2 — <40.00g <40.00g
[root@s178 ~]# vgs
VG #PV #LV #SN Attr VSize VFree
centos_s178 2 3 0 wz–n- 58.99g 6.99g
[root@s178 ~]# vgscan
Reading volume groups from cache.
Found volume group “centos_s178” using metadata type lvm2

5、扩容VG

[root@s178 ~]# vgextend centos_s178 /dev/sdb1
Volume group “centos_s178” successfully extended

6、查看VG信息

[root@s178 ~]# vgdisplay
— Volume group —
VG Name centos_s178
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 3
Metadata Sequence No 7
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 3
Open LV 3
Max PV 0
Cur PV 3
Act PV 3
VG Size <98.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 25341
Alloc PE / Size 13312 / 52.00 GiB
Free PE / Size 12029 / <46.99 GiB
VG UUID tTBWJ4-BFKA-tP95-kRNh-kZ0G-nf51-d3XSUt

7、扩容LV

  使用命令lvextend LV PV可以将某PV全部分配给指定的LV。使用lvextend命令扩容逻辑卷大小，记得使用-L参数时不带+是将磁盘扩展到指定大小，带+号则是扩容指定大小的空间。lvreduce命令可以减小逻辑卷大小。

[root@s178 ~]# lvextend -L 40G /dev/centos_s178/home
Size of logical volume centos_s178/home changed from 36.99 GiB (9470 extents) to 40.00 GiB (10240 extents).
Logical volume centos_s178/home successfully resized.

8、扩容空间写入文件系统

[root@s178 ~]# resize2fs /dev/centos_s178/home
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/centos_s178/home is mounted on /home; on-line resizing required
old_desc_blocks = 4, new_desc_blocks = 5
The filesystem on /dev/centos_s178/home is now 10485760 blocks long.

9、验证扩容结果