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Linux 扩展磁盘空间
简介Linux 扩展磁盘空间
1. 为什么我的 Linux 磁盘空间不够用？/ 插入新的磁盘要怎么用？
[注]：第一节基本是一些啰里啰唆的内容，想直接看如何操作，请直接跳转至第二小节?
很多人遇到这样的问题，当给一台新的主机安装上 Linux 系统之后，没过多久发现自己的磁盘不够用了，但自己主机的磁盘原本很大应该没那么快就用满才对?。
这是由于大多数的同学在安装 Linux 系统的时候都选择的是由系统自动分配磁盘空间，很多时候引导程序仅仅使用某一个物理磁盘，或者使用固定大小（远小于实际磁盘空间）的磁盘空间来布局 Linux 系统仅保证系统的基本运行配置。这样子一来，等到我们正式使用系统的时候会发现，系统的空间比我们实际的空间小的多。
root@linux-im:~# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
tmpfs tmpfs 1.6G 1.3M 1.6G 1% /run
/dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root ext4 3.0T 267G 2.6T 10% /
tmpfs tmpfs 7.9G 0 7.9G 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
/dev/sda2 ext4 2.0G 244M 1.6G 14% /boot
tmpfs tmpfs 1.6G 8.0K 1.6G 1% /run/user/1000
就像下面这样，查看当前系统的磁盘空间基本上就是个 3TB 的样子。再来看看笔者实际上的物理磁盘。
root@linux-im:~# fdisk -l
Disk /dev/loop0: 61.96 MiB, 64970752 bytes, 126896 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk /dev/loop1: 46.96 MiB, 49242112 bytes, 96176 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk /dev/loop2: 79.95 MiB, 83832832 bytes, 163736 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk /dev/loop3: 61.96 MiB, 64966656 bytes, 126888 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk /dev/loop4: 46.95 MiB, 49233920 bytes, 96160 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk /dev/sda: 3 TiB, 3298534883328 bytes, 6442450944 sectors
Disk model: Virtual disk
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: 1207CE68-7484-4012-9AB3-F7782443D93A
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sda1 2048 4095 2048 1M BIOS boot
/dev/sda2 4096 4198399 4194304 2G Linux filesystem
/dev/sda3 4198400 6442448895 6438250496 3T Linux filesystem
#========================================================================
Disk /dev/sdb: 10 TiB, 10995116277760 bytes, 21474836480 sectors
Disk model: Virtual disk
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: dos
Disk identifier: 0x9e4ba441
#========================================================================
Disk /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root: 3 TiB, 3296383205376 bytes, 6438248448 sectors
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
上述系统输出中笔者特意用双横线圈起来的一块物理磁盘，即为系统没有使用的物理磁盘（我这么大的磁盘，你不用？？纯纯浪费！），还在想这么大的空间是怎么一下子突然满的，原来是人家系统根本没有用到哦（hh）。
以上描述同样适用于新插入磁盘，当系统新插入磁盘后不会自动为我们分配空间到实际使用的目录中，而是仅作为未分配状态存在。参考 Windows 即就是如下图这样的状态。
2. 扩展磁盘空间
Tips: 如果想要将 /home 目录的空间和 / 根目录的磁盘空间合并，可参考这篇博客《Linux 将 /home 目录与 / 根目录磁盘合并》。
好了，言归正传，下面我们看实操部分。在上文中我们看到有一个未分配的 10TB 大小的磁盘，其设备节点为 /dev/sdb。接下来我们需要先将其分区（分配为可用空间）。
2.1. 分区
执行 fdisk <设备节点>，这里需要注意的是若磁盘大于 2TB，则需要使用 gdisk 命令，二者用法相同。（笔者这里的磁盘已经超过 2TB，因此使用 gdisk）。下面是详细的使用过程输出，简单来讲就是：
(1) 执行 gdisk /dev/sdb，（小于 2TB 大小的磁盘使用 fdisk /dev/sdb）；
(2)敲 p，将磁盘分区，并且一路回车即可；
(3)敲 w，保存设置。
root@linux-im:~# gdisk /dev/sdb
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.8
Partition table scan:
MBR: MBR only
BSD: not present
APM: not present
GPT: not present
***************************************************************
Found invalid GPT and valid MBR; converting MBR to GPT format
in memory. THIS OPERATION IS POTENTIALLY DESTRUCTIVE! Exit by
typing 'q' if you don't want to convert your MBR partitions
to GPT format!
***************************************************************
Command (? for help): ?
b back up GPT data to a file
c change a partition's name
d delete a partition
i show detailed information on a partition
l list known partition types
n add a new partition
o create a new empty GUID partition table (GPT)
p print the partition table
q quit without saving changes
r recovery and transformation options (experts only)
s sort partitions
t change a partition's type code
v verify disk
w write table to disk and exit
x extra functionality (experts only)
? print this menu
Command (? for help): p
Disk /dev/sdb: 21474836480 sectors, 10.0 TiB
Model: Virtual disk
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): AE9E9686-8757-4A17-B3F5-EFC7CEB9B9E1
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 34, last usable sector is 21474836446
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 21474836413 sectors (10.0 TiB)
Number Start (sector) End (sector) Size Code Name
Command (? for help): n
Partition number (1-128, default 1):
First sector (34-21474836446, default = 2048) or {+-}size{KMGTP}:
Last sector (2048-21474836446, default = 21474836446) or {+-}size{KMGTP}:
Current type is 8300 (Linux filesystem)
Hex code or GUID (L to show codes, Enter = 8300):
Changed type of partition to 'Linux filesystem'
Command (? for help): p
Disk /dev/sdb: 21474836480 sectors, 10.0 TiB
Model: Virtual disk
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): AE9E9686-8757-4A17-B3F5-EFC7CEB9B9E1
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 34, last usable sector is 21474836446
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 2014 sectors (1007.0 KiB)
Number Start (sector) End (sector) Size Code Name
1 2048 21474836446 10.0 TiB 8300 Linux filesystem
Command (? for help): w
Final checks complete. About to write GPT data. THIS WILL OVERWRITE EXISTING
PARTITIONS!!
Do you want to proceed? (Y/N): y
OK; writing new GUID partition table (GPT) to /dev/sdb.
The operation has completed successfully.
小知识：
fdisk 与 gdisk 的区别
使用 fdisk 命令的磁盘分区格式为 DOS 分区表格式；
使用 gdisk 命令的磁盘分区格式为 GUID 分区表格式。使用 fdisk 分配大于 2TB 大小的磁盘会弹出这样的提示信息：
DOS partition table format cannot be used on drives for volumes larger than 2199023255040 bytes for 512-byte sectors. Use GUID partition table format (GPT).
2.2. 建立 ext4 文件系统
目前 Linux 系统中常用的文件系统格式为 ext4，这里将上述分配的磁盘分区创建为 ext4 文件系统格式。
(1) 执行 mkfs -t ext4 /dev/sdb1
root@linux-im:~# mkfs -t ext4 /dev/sdb1
mke2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)
Creating filesystem with 2684354299 4k blocks and 335544320 inodes
Filesystem UUID: c996ee7c-7f19-41d6-ae71-60534b3b4ea5
Superblock backups stored on blocks:
32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968,
102400000, 214990848, 512000000, 550731776, 644972544, 1934917632,
2560000000
Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (262144 blocks):
done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
2.3. 查看当前物理卷标
执行 pvdisplay 命令查看系统当前磁盘的物理卷标名称是什么。这里主要看 VG Name 的信息，这里笔者的系统物理卷名为 ubuntu-vg。如果是 centos8 及以上系统，这里的物理卷标名应该是 cl，具体按照实际情况来确定。
root@linux-im:~# pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda3
VG Name ubuntu-vg
PV Size <3.00 TiB / not usable 0
Allocatable yes (but full)
PE Size 4.00 MiB
Total PE 785919
Free PE 0
Allocated PE 785919
PV UUID 8RysFf-u2YW-18O9-jCSI-Fyfk-ngws-tg7KTP
2.4. 创建物理卷
将建立好文件系统格式的分区创建为可用物理卷。
(1) 执行 pvcreate /dev/sdb1，创建物理卷；
(2) 执行 vgextend ubuntu-vg /dev/sdb1，添加物理卷到卷组。(若是 centos8 以上系统则应该是 cl，具体按照实际情况来确定)
root@linux-im:~# pvcreate /dev/sdb1
WARNING: ext4 signature detected on /dev/sdb1 at offset 1080. Wipe it? [y/n]: y
Wiping ext4 signature on /dev/sdb1.
Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.
root@linux-im:~# pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda3
VG Name ubuntu-vg
PV Size <3.00 TiB / not usable 0
Allocatable yes (but full)
PE Size 4.00 MiB
Total PE 785919
Free PE 0
Allocated PE 785919
PV UUID 8RysFf-u2YW-18O9-jCSI-Fyfk-ngws-tg7KTP
"/dev/sdb1" is a new physical volume of "<10.00 TiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sdb1
VG Name
PV Size <10.00 TiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID EZffYg-uZY4-Rm4h-B1E3-m7by-nnU8-Y3S1VG
添加到物理卷组
# 查看卷组名称
root@linux-im:~# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name ubuntu-vg
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 1
Metadata Sequence No 2
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 1
Open LV 1
Max PV 0
Cur PV 1
Act PV 1
VG Size <3.00 TiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 785919
Alloc PE / Size 785919 / <3.00 TiB
Free PE / Size 0 / 0
VG UUID ewSMf0-ckFt-0QKF-4hUe-2EgC-1CSx-NVNEfe
#添加到卷组
root@linux-im:~# vgextend ubuntu-vg /dev/sdb1
Volume group "ubuntu-vg" successfully extended
root@linux-im:~# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name ubuntu-vg
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 3
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 1
Open LV 1
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size <13.00 TiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 3407358
Alloc PE / Size 785919 / <3.00 TiB
Free PE / Size 2621439 / <10.00 TiB
VG UUID ewSMf0-ckFt-0QKF-4hUe-2EgC-1CSx-NVNEfe
2.5. 将可用空间扩展到 / 根目录
将上述做好的物理卷分配到根目录空间中。首先要知道自己想要扩展的是哪个挂载点。
(1) 执行 du -hT，查看根目录挂载的绝对路径；
root@linux-im:~# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
tmpfs tmpfs 1.6G 1.3M 1.6G 1% /run
/dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root ext4 3.0T 267G 2.6T 10% /
tmpfs tmpfs 7.9G 0 7.9G 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
/dev/sda2 ext4 2.0G 244M 1.6G 14% /boot
tmpfs tmpfs 1.6G 8.0K 1.6G 1% /run/user/1000
笔者这里想要扩展的挂载点是 / 根目录，其物理路径为 /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root，不同系统挂载点不同，根据实际情况修改即可。
(2) 执行 lvresize -L +9.9T /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root 为挂载点增加 9.9TB 磁盘空间；
[注]：这里的 9.9T 为扩展的大小，尤为注意这里的 +，必须添加，如果忘记写这个加号，将会导致严重的后果，虽然也是有办法补救，但很麻烦。
root@linux-im:~# lvresize -L +9.9T /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root
Rounding size to boundary between physical extents: 9.90 TiB.
Size of logical volume ubuntu-vg/sys_root changed from <3.00 TiB (785919 extents) to <12.90 TiB (3381145 extents).
Logical volume ubuntu-vg/sys_root successfully resized.
[注]：其实很难一次性将可用空间全部增加完，添加完之后可以根据估计所剩空间来减少增加内存大小来继续扩展，即这里的 9.9T 可改为 10G，继续执行扩展命令。
2.6. 更新文件系统
到此其实已经将磁盘分配好了，不过还有一步很重要的事情要做，那就是更新系统文件系统，不做这一步将不会看到系统空间的实际增加。
(1) 执行 resize2fs /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root（centos 系统执行 xfs_growfs 命令）
#同步文件系统
# centos：：xfs_growfs /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root
root@linux-im:~# resize2fs /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root
resize2fs 1.46.5 (30-Dec-2021)
Filesystem at /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root is mounted on /; on-line resizing required
old_desc_blocks = 384, new_desc_blocks = 1664
The filesystem on /dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root is now 3488769024 (4k) blocks long.
执行 df -hT，这个时候会发现，自己扩展的空间生效了！！
rootlinux-im:~# df -hT
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
tmpfs tmpfs 1.6G 1.3M 1.6G 1% /run
/dev/mapper/ubuntu--vg-sys_root ext4 13T 267G 12T 3% /
tmpfs tmpfs 7.9G 0 7.9G 0% /dev/shm
tmpfs tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
/dev/sda2 ext4 2.0G 244M 1.6G 14% /boot
tmpfs tmpfs 1.6G 8.0K 1.6G 1% /run/user/1000
#本文完
风语者！平时喜欢研究各种技术，目前在从事后端开发工作，热爱生活、热爱工作。
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