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管理磁盤(pán)空間對(duì)系統(tǒng)管理員來(lái)說(shuō)是一件重要的日常工作。一旦磁盤(pán)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(pán)分區(qū)中可用的磁盤(pán)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(pán)、引導(dǎo)至恢復(fù)模式或者單用戶(hù)模式、在新硬盤(pán)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(lái)反映出新分區(qū)的正確設(shè)備名、以及重新引導(dǎo)來(lái)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）***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(pán)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(pán)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(pán)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(pán)空間數(shù)量，但是，這里有兩個(gè)要求，***，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(méi)有任何的致命的問(wèn)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(pán)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(pán)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(wèn)題所在的錯(cuò)誤信息。

請(qǐng)注意，這個(gè)問(wèn)題并不是虛擬機(jī)磁盤(pán)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(pán)在宿主機(jī)上的邏輯卷中沒(méi)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(pán)空間到適當(dāng)?shù)倪壿嬀?，然后即時(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(pán)，以及重新安裝操作系統(tǒng)或者甚至是重啟機(jī)器。我不過(guò)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(guò)程，就像什么問(wèn)題都沒(méi)有發(fā)生過(guò)一樣。

雖然這種問(wèn)題你可能從來(lái)也沒(méi)有遇到過(guò)，但是，許多人都遇到過(guò)重要程序在運(yùn)行過(guò)程中發(fā)生磁盤(pán)空間不足的問(wèn)題。而且，雖然許多程序，尤其是 Windows 程序，并不像 VirtualBox 一樣寫(xiě)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(guò)程。

LVM 結(jié)構(gòu)

邏輯卷管理的磁盤(pán)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(pán)和/或磁盤(pán)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(pán)和一個(gè)第三塊硬盤(pán)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(pán)到卷組中

在一個(gè)主機(jī)上增加磁盤(pán)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(pán)的 /home 文件系統(tǒng)被填滿(mǎn)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(pán)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(pán)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(pán)。
2. 可選： 在硬盤(pán)上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)。
3. 在硬盤(pán)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(lái)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(guò)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(pán)

如果在系統(tǒng)中現(xiàn)有硬盤(pán)上的卷組中沒(méi)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(pán)，然后創(chuàng)建空間增加到邏輯卷中。首先，安裝物理硬盤(pán)，然后，接著執(zhí)行后面的步驟。

從硬盤(pán)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(pán)已經(jīng)分配為 /dev/hdd。

pvcreate /dev/hdd

在新硬盤(pán)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(pán)或者一個(gè)類(lèi)型為 83 的 Linux 分區(qū)。如果你想去使用整個(gè)硬盤(pán)，創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)并沒(méi)有什么特別的好處，而且元數(shù)據(jù)所用的磁盤(pán)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(pán)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(wèn)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***個(gè)版本開(kāi)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(pán)。
2. 可選： 在硬盤(pán)上創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)。
3. 在硬盤(pán)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(lái)增大文件系統(tǒng)來(lái)填滿(mǎn)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(pán)

如果在系統(tǒng)中現(xiàn)有硬盤(pán)上的卷組中沒(méi)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(pán)，然后創(chuàng)建空間增加到邏輯卷中。首先，安裝物理硬盤(pán)，然后，接著執(zhí)行后面的步驟。

從硬盤(pán)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(pán)已經(jīng)分配為 /dev/hdd。

pvcreate /dev/hdd

在新硬盤(pán)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(pán)或者一個(gè)類(lèi)型為 83 的 Linux 分區(qū)。如果你想去使用整個(gè)硬盤(pán)，創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)并沒(méi)有什么特別的好處，而且元數(shù)據(jù)所用的磁盤(pán)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(lái)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(guò)去幾年來(lái)，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。

• 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(mǎn)足你的需要，它們（指的是文件系統(tǒng)參數(shù)）可以通過(guò)一位知識(shí)豐富的系統(tǒng)管理員來(lái)調(diào)優(yōu)它。
• 使用有意義的卷和卷組名字。
• 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(pán)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(kāi)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(xiě)了***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(kāi)源軟件工作了將近 20 年。