Linux LVM 邏輯卷管理完整指南：架構、操作與進階應用

什麼是 LVM？

LVM（Logical Volume Manager） 是 Linux 核心提供的邏輯卷管理機制，在實體儲存裝置與檔案系統之間建立一層抽象層。它將多個實體分區或磁碟整合為卷組（VG），再從中切割出邏輯卷（LV），實現儲存空間的彈性配置與線上調整。

LVM 核心優勢

• 彈性容量：跨磁碟聚合空間，單一邏輯卷可超越單顆實體磁碟大小
• 線上縮擴：無需卸載檔案系統即可調整邏輯卷大小
• 資料遷移：支援熱插拔磁碟下的線上資料重新分佈
• 快照功能：瞬間凍結檔案系統狀態，供備份或測試使用
• 鏡像與條帶：提供 RAID 類似的冗餘與效能提升

核心元件架構

• PV（Physical Volume）：實體卷，經 pvcreate 初始化的分區或磁碟
• VG（Volume Group）：卷組，由一或多個 PV 組成的儲存池
• LV（Logical Volume）：邏輯卷，從 VG 切割出來的可格式化、掛載單元
• PE（Physical Extent）：PV 中最小可定址單位，預設 4MB
• LE（Logical Extent）：LV 中對應 PE 的邏輯單位，大小與 PE 相同

LVM 邏輯卷類型

安裝與啟動

# 確認核心支援
grep -i lvm /boot/config-$(uname -r)
# 安裝管理工具
# RHEL/CentOS
yum install lvm2
# Ubuntu/Debian
apt-get install lvm2
# 設定開機自動啟用
systemctl enable lvm2-lvmetad.service

建立 LVM 完整流程

1. 分區準備：fdisk /dev/sdb 建立分區，類型設為 8e (Linux LVM)
2. 建立 PV：pvcreate /dev/sdb1
3. 建立 VG：vgcreate vg_data /dev/sdb1
4. 建立 LV：lvcreate -L 10G -n lv_web vg_data
5. 格式化與掛載：mkfs.ext4 /dev/vg_data/lv_web → mount /dev/vg_data/lv_web /var/www

常用管理指令

# 查看資訊
pvs / vgs / lvs
pvdisplay / vgdisplay / lvdisplay

# 擴充 LV（線上）
lvextend -L +5G /dev/vg_data/lv_web
resize2fs /dev/vg_data/lv_web   # ext4 檔案系統

# 縮減 LV（需離線）
umount /var/www
e2fsck -f /dev/vg_data/lv_web
resize2fs /dev/vg_data/lv_web 5G
lvreduce -L 5G /dev/vg_data/lv_web

# 建立快照
lvcreate -L 2G -s -n lv_web_snap /dev/vg_data/lv_web

# 移除 LV
lvremove /dev/vg_data/lv_web