LVM 的核心组件

1. 物理卷 (Physical Volume, PV): 底层的物理存储单元。这通常是整个硬盘（如 /dev/sda, /dev/nvme0n1）或一个硬盘分区（如 /dev/sda2, /dev/nvme0n1p3）。你需要先将这些设备初始化为 PV，才能被 LVM 使用。

2. 卷组 (Volume Group, VG): 一个或多个 PV 组合成的存储池。你可以把它想象成一个大的虚拟硬盘。例如，你可以将两个 1TB 的硬盘合并成一个 2TB 的 VG。在你的例子中，ubuntu-vg 就是卷组名。

3. 逻辑卷 (Logical Volume, LV): 从 VG 中划分出来的、可供使用的“虚拟分区”。你可以根据需要创建任意大小的 LV（只要 VG 中有足够空间），并在其上创建文件系统。LV 的大小可以动态调整。在你的例子中，ubuntu--vg-ubuntu--lv 就是一个挂载在 / 上的 LV。

为什么要使用 LVM？（核心优势）

1. 无与伦比的灵活性 (Resizing): 这是 LVM 最吸引人的特点。
• 在线扩大: 你可以轻松地扩大 LV 的大小，通常无需卸载文件系统（对于 ext4/xfs 等）。如果 VG 中有可用空间，只需 lvextend 和 resize2fs/xfs_growfs 两条命令即可。
• 缩小 (需谨慎): 缩小 LV 也是可能的（XFS 不支持缩小文件系统），但通常需要先缩小文件系统，并且建议在离线状态下（如 Live CD）操作，以防数据丢失。
• 跨越物理界限: 当 VG 空间不足时，你可以添加新的硬盘（或分区）作为 PV 加入到现有的 VG 中，然后继续扩大 LV。你的根目录 / 可以跨越多个物理磁盘！

2. 聚合存储空间 (Spanning Disks): 将多个物理磁盘或分区合并到一个 VG 中，创建一个统一的大存储池，简化空间管理。

3. 快照 (Snapshots): LVM 允许你为 LV 创建即时的时间点快照。这对于备份前的准备、测试系统更新或回滚操作非常有用，而且创建快照几乎是瞬时的，占用的空间仅为更改的数据量（写时复制）。

4. 精简置备 (Thin Provisioning): 允许你创建超额分配的 LV。LV 看似很大，但实际只占用写入数据所需的空间。这在虚拟化等场景中很有用，但需要监控实际使用情况以防 VG 空间耗尽。

5. 数据迁移 (PV Migration): 你可以在 VG 保持在线的情况下，将数据从一个 PV（比如一个旧硬盘）迁移到同一 VG 中的另一个 PV（比如一个新硬盘），然后移除旧的 PV。

LVM 最佳实践

1. 提前规划，预留空间: 在创建 VG 时，不要立即将所有空间分配给 LV。在 VG 中保留一部分未分配的空间（比如 10-20%），这样未来需要扩大 LV 时就非常方便，无需立即添加新硬盘。

2. 使用有意义的命名: 避免使用系统默认的 lv001, vg_data 等。使用描述性的名称，如 vg-main, vg-backup, lv-root, lv-home, lv-docker-data。这在你管理多个 LV 和 VG 时至关重要。（你的 ubuntu--vg-ubuntu--lv 是安装程序默认的，虽然能用，但自己创建时可以更清晰）。

3. 将 OS 和数据适当分离: 可以考虑为操作系统 (/, /boot 通常不用 LVM) 创建一个 VG，为用户数据 (/home) 或特定应用数据（数据库、容器卷）创建另一个 VG。或者在同一个 VG 中创建不同的 LV。这有助于管理和备份。

4. 定期监控空间: 使用 pvs, vgs, lvs, df -h 等命令定期检查 PV、VG 和 LV 的使用情况，特别是在使用精简置备或快照时。

5. 备份！备份！备份！ LVM 提供了灵活性，但不是备份方案。在进行任何调整大小、迁移等操作前，务必备份重要数据。快照可以辅助备份，但不能替代完整的离线备份。

6. 了解文件系统限制: 记住 LVM 调整的是块设备大小，你还需要使用相应的文件系统工具 (resize2fs, xfs_growfs 等) 来调整文件系统。了解你使用的文件系统是否支持在线调整、是否支持缩小等。

7. 谨慎使用 LVM on /boot: /boot 分区包含引导加载程序（如 GRUB），它可能无法识别复杂的 LVM 配置。通常建议将 /boot 放在一个标准的、非 LVM 的分区上。/boot/efi (EFI 系统分区) 也必须是非 LVM 的 FAT32 分区。

8. 快照不是永久的: LVM 快照会随着源 LV 的数据变化而增长。如果源 LV 写入频繁，快照会迅速消耗 VG 空间。快照应用于短期目的（备份、测试），使用后应及时删除。

结论

LVM 实战演练：常见场景与命令运用

• 场景描述: 你发现服务器的根分区 (/) 使用率超过 90%，告警不断。通过 sudo vgs 查看，发现其所在的卷组 ubuntu-vg 还有不少剩余空间 (Free PE)。

• LVM 解决方案: 在线扩展根分区对应的逻辑卷 (ubuntu-lv)，然后扩展文件系统。

• 关键命令示例:

• 注意事项:
• 执行 resize2fs 或 xfs_growfs 之前，务必确认你的文件系统类型 (lsblk -f 或 mount | grep ' / ')。
• 对于 ext4 和 XFS，在线（即不卸载 /）扩展通常是安全的。

• 场景描述: 用户数据越来越多，挂载在 /home 的逻辑卷 (lv-home) 空间不足，其所在的卷组 (vg-data) 也满了。你添加了一块新的硬盘 (/dev/sdc)。

• LVM 解决方案: 将新硬盘初始化为物理卷 (PV)，将其添加到现有的卷组 (VG) 中，然后扩展 /home 对应的逻辑卷 (LV) 和文件系统。

• 关键命令示例:

• 注意事项:
• pvcreate 会清除目标设备上的数据，请再三确认设备名 (/dev/sdc1) 无误！
• 一个 VG 可以包含来自不同物理硬盘的 PV。

• 场景描述: 你计划进行一次可能存在风险的操作系统大版本升级（比如 Ubuntu 20.04 升级到 22.04）。你希望在升级失败时，能快速回滚到升级前的状态。

• LVM 解决方案: 在升级前，为根分区的逻辑卷创建一个 LVM 快照。

• 关键命令示例:

• 注意事项:
• 快照不是备份！它只记录了创建快照后源 LV 发生变化的数据块。如果源 LV 写入非常频繁，快照会迅速增长并可能耗尽 VG 空间。
• 快照主要用于短期操作（如升级、打补丁、测试前的状态保存），完成后应及时删除。
• 快照的回滚（特别是 -merge）需要谨慎操作，最好在离线状态下进行。

• 场景描述: 你希望将 Docker 的镜像、容器、卷等数据 (/var/lib/docker) 存放在一个独立的、可灵活调整大小的空间，而不是占用根分区。

• LVM 解决方案: 在一个卷组中创建一个新的逻辑卷，将其格式化并挂载到 /var/lib/docker。

• 关键命令示例:

• 注意事项:
• 操作 /var/lib/docker 前务必停止 Docker 服务。
• 修改 /etc/fstab 时要小心语法错误，以免系统无法启动。
• 如果 Docker 数据量很大，迁移会花费一些时间。