如何對Linux的預設LVM空間進行擴容

1.Linux LVM簡介

#Linux Logical Volume Manager(LVM)是一種用於管理磁碟和儲存空間的工具，透過磁碟區組和邏輯磁碟區提供了靈活的儲存管理方式。 LVM的核心概念包括實體磁碟區、磁碟區組和邏輯磁碟區。

• 物理磁碟區(Physical Volume, PV):實體磁碟區是實體硬碟或分割區, 被LVM用來儲存資料。 LVM將一個或多個實體磁碟區組合成磁碟區組。
• 卷組(Volume Group, VG):卷組是由一個或多個實體磁碟區組成的邏輯儲存單元。在磁碟區組上建立邏輯磁碟區,它們可以動態分配和回收儲存空間。一個系統可以包含多個卷組。
• 邏輯磁碟區(Logical Volume, LV):邏輯磁碟區是在磁碟區組上建立的邏輯儲存單元。它們可以被格式化成檔案系統, 並像普通硬碟分割區一樣被掛載到檔案系統樹上。邏輯磁碟區的大小和位置是可以在運行時動態調整的, 而無需停機或重新啟動系統。

以下是一個可視化的LVM工作原理圖。假設有5個不同的磁碟，每個磁碟都有一個分割區映射到物理磁碟區(PV)，這些磁碟被組合成一個磁碟區組(VG)，該磁碟區組被分成兩個不同的邏輯磁碟區(LV)，每個LV用於一個檔案系統。

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假設在ubuntu系統上劃分了一個100GB空間的磁碟, 根據LVM原理,劃分層次如下:

2.Linux系統安裝程式預設設定

安裝Ubuntu系統時，會出現一個螢幕提示，需要批准儲存佈局。預設情況下，儲存佈局將包括幾個小的開機分割區和第三個分割區，LVM將使用該分割區來建立根檔案系統。

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3.使用預設可用空間

#在Ubuntu預設情況下，根檔案系統所使用的磁碟空間不足總空間的一半。可以使用df -h指令來檢查根檔案系統的可用空間。

如圖所示，目前僅使用了約49GB儲存空間的14%，在實際使用中，這部分空間可能很快就會被佔滿。因此，現在的任務是擴展這個49GB的磁碟區。

要檢查磁碟區組上現有的可用空間(安裝程式預設設定留下的空間), 可以執行: vgdisplay指令檢查可用空間,如圖:

從上圖中可以看到, 大約還有49.25GB的空間可使用, 當然, 這裡的可用空間也可能會不夠, 在下面會講到。

要使用根邏輯磁碟區(LV)的磁碟區組(VG)上的可用空間, 可以先執行: lvdisplay指令檢查邏輯磁碟區大小, 然後執行:

lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

將LV擴充到可用的最大大小, 之後再次運行lvdisplay以確保其更改成功,如圖:

此時已經增加了根檔案系統所在的區塊卷的大小, 但仍然需要在其之上擴展文件系統, 運行df -h來檢查根文件系統, 然後運行命令:

resize2fs /dev/mapper/ubuntu — vg-ubuntu — lv

擴展檔案系統, 並再次運行df -h確認，如圖:

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可以看到, 已經將系統預設留下的空間分配成功, 如果空間仍然不夠, 則需要擴展基礎磁碟來分配更多空間。

4.擴充實體磁碟空間

#假設擴展空間計劃是將現在的100GB擴展到200GB, 在實際應用中, 擴展的空間可能是虛擬機或RAID控制器或其它存儲系統, 首先執行:cfdisk命令檢查並查看是否列出了可用空間, 完成後使用q退出,如圖:

如果沒有看到列出的可用空間,可以使用:

echo 1>/sys/class/block/sda/device/rescan

啟動 /dev/sda 的重新掃描, 完成後, 重新運行cfdisk, 這時應該可以看到新的可用空間了,如圖:

從清單中選擇/dev/sda3分區,然後從底部選單中選擇」調整大小」。按下Enter鍵, 它會提示確認新大小, 再次按Enter鍵, 將看到/dev/sda3分割區擁有新的空間大小。

從底部選單中選擇”Write”, 輸入yes進行確認, 然後按Enter鍵, 輸入q退出程式。

現在/dev/sda3實體磁碟區(PV)的LVM分割區已經完成擴充, 接著需要擴充PV， 執行指令:

pvresize /dev/sda3

執行該操作, 然後使用pvdisplay檢查新大小,如圖:

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現在可以看到, PV已從98.5GB增加到198.5GB, 再次使用vgdisplay檢查卷組(VG)的可用空間,如圖:

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可以看到VG有100GB的可用空間, 繼續輸入指令:

lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

擴充LV以用完VG的所有可用空間, 然後執行lvdisplay指令確保變更成功,如圖:

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此時根檔案系統的區塊磁碟區已完成擴充, 但檔案系統本身還沒有調整大小來適應新的磁碟區, 首先df -h檢查一下檔案系統的目前大小, 然後執行指令:

resize2fs /dev/mapper/ubuntu — vg-ubuntu — lv

調整大小, 並再次運行df -h檢查新檔案系統可用空間,如圖:

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可以看到,已經成功擴展了物理磁碟,並將可用空間向上延續到LVM抽象層, 根檔案系統已經有足夠的空間使用。

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