在Linux系统中,存储管理是系统运维的核心环节之一，而LVM（Logical Volume Manager，逻辑卷管理）技术通过提供灵活的存储管理方式，成为管理员高效管理磁盘空间的利器，LVM的核心组件包括物理卷（Physical Volume，PV）、卷组（Volume Group，VG）和逻辑卷（Logical Volume，LV），其中PV和VG是构建LVM存储架构的基础，理解其原理与操作对于掌握LVM至关重要。
物理卷（PV）：LVM的存储基石
物理卷是LVM的基本存储单元,可以是整个磁盘、磁盘分区或软件RAID设备，PV的作用是将底层物理存储空间转化为LVM能够识别和管理的格式，类似于为LVM构建“原材料仓库”，在创建PV时，LVM会在物理设备上写入特定的元数据，包括PV的UUID、大小、所属卷组信息等，这些元数据存储在设备的起始位置，用于系统识别和管理。
创建PV的主要命令是pvcreate，例如将/dev/sdb1分区初始化为PV：pvcreate /dev/sdb1，执行后，可通过pvdisplay命令查看PV的详细信息，包括PV名称、大小、PE大小（Physical Extent，物理扩展块，LVM的基本分配单位）、已分配空间等，若需移除PV，可使用pvremove /dev/sdb1，但需确保该PV未被卷组使用，否则会导致数据丢失。
PV的状态分为多种,如active（活跃，已加入卷组）、inactive（非活跃，未加入卷组）、missing（设备丢失）等，管理员需定期检查PV状态，例如使用pvscan命令扫描系统中的所有PV，并列出其所属卷组及状态，确保存储设备的可用性。
卷组（VG）：PV的集合与管理者
卷组是由一个或多个物理卷组成的逻辑存储池,相当于将多个“原材料仓库”（PV）整合为一个“大型仓储中心”（VG），VG的作用是对PV进行统一管理，为逻辑卷（LV）提供连续的存储空间，屏蔽底层物理设备的差异，实现存储资源的灵活调配。
创建VG的命令是vgcreate，例如将两个PV（/dev/sdb1和/dev/sdc1）合并为一个名为vg_data的卷组：vgcreate vg_data /dev/sdb1 /dev/sdc1，创建时可指定PE大小，如-s 16M设置PE大小为16MB（默认为4MB），PE大小影响VG的存储分配效率，需根据实际需求调整。
VG的管理命令丰富多样,通过vgdisplay可查看VG的详细信息，包括VG名称、大小、PE数量、已分配PE数量、PV数量等，若需扩展VG容量，可使用vgextend命令添加新的PV，例如vgextend vg_data /dev/sdd1；若需缩减VG，则使用vgreduce，但需确保PV中的数据已迁移或无需保留。vgscan用于扫描系统中的所有VG，并更新卷组列表。
VG的状态管理同样重要,常见的状态包括writable（可读写）、readable（只读）、partial（部分PV丢失）等，当VG处于partial状态时，可通过vgcfgrestore或替换故障PV来恢复，管理员还可使用vgchange命令修改VG属性，如vgchange -a y vg_data激活VG，vgchange -a n vg_data停用VG。
PV与VG的协同工作机制
PV和VG的协同工作体现了LVM的分层管理思想：PV作为底层物理存储的抽象，提供标准化的存储单元；VG作为中间层，通过聚合PV实现资源的集中管理和分配，其工作流程可概括为：初始化PV → 创建VG并添加PV → 在VG中创建LV → 格式化并挂载LV使用。
在资源分配方面,VG将自身空间划分为多个PE，每个PE的大小固定（如默认4MB），当创建LV时，系统从VG中分配连续的PE数量给LV，若创建一个大小为100GB的LV，且PE大小为4MB，则需分配25600个PE（100GB/4MB≈25600），这种基于PE的分配方式确保了LV空间的连续性，同时简化了存储管理。
PV与VG的扩展性是LVM的核心优势之一,当存储空间不足时，管理员可动态添加新的PV到VG中，无需停机或中断服务，即可扩展VG的总容量，进而扩展LV的大小，这种“在线扩容”能力对于需要高可用性的业务系统至关重要，先使用pvcreate初始化新磁盘/dev/sde1，再通过vgextend vg_data /dev/sde1将其加入VG，最后使用lvextend扩展LV大小并调整文件系统，即可完成存储扩容。
PV与VG的常见操作与注意事项
（一）常见操作示例
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创建PV并加入VG
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 初始化两个PV vgcreate vg_storage /dev/sdb1 /dev/sdc1 # 创建VG并加入PV
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查看PV与VG信息
pvdisplay /dev/sdb1 # 查看单个PV详情 vgdisplay vg_storage # 查看VG详情 pvs # 简要列出所有PV信息 vgs # 简要列出所有VG信息
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移除PV（需确保PV无数据）
vgreduce vg_storage /dev/sdc1 # 从VG中移除PV pvremove /dev/sdc1 # 删除PV
（二）注意事项
- 数据安全：对PV或VG进行操作前，务必备份重要数据，误操作可能导致数据丢失。
- 设备选择：创建PV时，避免选择系统分区（如
/dev/sda1），防止破坏系统文件系统。 - 状态检查：执行
vgextend或vgreduce前，使用pvdisplay确认PV状态，避免操作异常的设备。 - PE大小优化：根据业务需求调整PE大小，小PE适合频繁小文件分配，大PE减少元数据开销，提高大文件存储效率。
物理卷（PV）和卷组（VG）作为LVM架构的核心组件，通过将底层物理存储抽象化、集中化，为Linux系统提供了灵活、可扩展的存储管理方案，PV的初始化与VG的聚合，使得存储资源的动态分配、扩容和缩减变得简单高效，极大地提升了系统运维的便利性，管理员熟练掌握PV与VG的原理、操作及注意事项，能够更好地应对存储需求变化，保障系统的稳定运行和数据安全。
