LVM : 扩展文件系统的容量

如果发现文件系统的容量不足了，可以通过 LVM 轻松的进行扩展(当然也可以进行缩减操作)。本文将紧接前文中的 demo 详细的介绍扩展文件系统的操作过程。说明：本文的演示环境为 ubuntu 16.04。

警报：可用磁盘空间不足

当我们收到可用磁盘空间不足的警报时，就需要去诊断磁盘空间相关的问题了。一般的结果是：增加磁盘容量(简单有效，清理掉一些看似没用的文件是件风险极大的事情)！
df 命令可以帮助我们查看文件系统的容量：

上图中的 LV nicklv00 的总容量为 15G，此时可用容量已经不足 1G了，我们接下来扩展这个 LV。

查看当前系统中磁盘的概况

在动手扩展文件系统的容量前，我们需要先搞清楚当前系统中磁盘的基本情况。lsblk 命令可以帮助我们查看系统上的所有块设备列表(下面命令中笔者通过 -e 选项排除了 loop 设备和光驱)：

$ lsblk -e ,

我们比较关注挂载点 /home/doc 对应的文件系统的情况：它的磁盘类型为 LVM，对应的 LV 名称为 nicklv00，LV 在名称为 nickvg 的 VG 中。其中磁盘的整个容量为 20G，而 LV 的容量只有 15G。我们先用 lvdisplay 命令来观察下 LV 的详细信息：

$ sudo lvdisplay nickvg/nicklv00

这里比较重要的两点是 LV 的容量为 15G，它所属的 VG 名称为 nickvg。接下来用  vgdisplay 命令查看名称为 nickvg 的 VG 的详细信息：

$ sudo vgdisplay nickvg

上图显示 VG 的容量为 19.97G，已经分配了 15G，还有 4.97G 是空闲的。如果我们的要求不高，可以直接把 VG 中空闲的 4.97G 分配给 LV nicklv00，但是我们希望给 nicklv00 多分些空间，比如 50G。所以我们需要继续查看 VG 的底层构成。
通过 pvs 可以查看 pv 与 vg 的组成关系：

$ sudo pvs

VG nickvg 是由 PV /dev/sdd1 构成的，/dev/sdd1 的容量为 19.97G。要查看 PV 的详细信息，可以使用 pvdisplay 命令：

$ sudo pvdisplay /dev/sdd1

至此我们已经搞清楚了系统当前的存储系统(忽略了我们不太关心的磁盘)，总结一下：硬盘设备 /dev/sdd 的容量为 20G，其上创建了一个 20G 的硬盘分区 /dev/sdd1，硬盘分区 /dev/sdd1 被创建为 LVM 的物理卷(PV，PV 的名称依然是 /dev/sdd1)，大小仍然为 20G。在物理卷 /dev/sdd1 上创建了容量为 20G 的卷组(VG) nickvg，在 nickvg 中有一个 15G大小的逻辑卷(LV) nickvg/nicklv00。文件系统就建立在 LV 上，挂载点为 /home/doc。

扩展方案

我们打算为 /home/doc 下挂载的文件系统增加 50G 的容量，因此仅仅利用 VG 中剩余的 4.97G 空间时不够的。简单起见，我们直接新增一块容量为 50G 的硬盘(此处为虚拟磁盘)，通过 LVM 添加到 VG 中，然后扩展 LV，并最终完成扩展文件系统的任务。

添加磁盘并创建物理卷(PV)

在虚拟机中添加虚拟磁盘并非难事，这里不再细说，笔者添加的磁盘设备文件为 /dev/sde：

接下来请参照前文《LVM : 简介》中的介绍创建磁盘分区，并用磁盘分区创建 LVM 物理卷(PV)。
笔者创建的磁盘分区为 /dev/sde1：

创建的物理卷如下所示：

扩展卷组(VG)

接下来我们需要通过 vgextend 命令扩展卷组。vgextend 命令可以把一个或多个物理卷(LV)加入到 VG 中：

$ sudo vgextend nickvg /dev/sde1

检查 VG nickvg 的详细信息：

此时 VG 的容量已经变成了 69.94G，可用的容量有 54.94G，扩展 VG 成功了！再看看 VG 与 PV 的关系：

VG nickvg 由 /dev/sdd1 和 /dev/sde1 两个 PV 组成，当前总的可用空间为 4.97G + 49.97G。

扩展逻辑卷(LV)

LVM 最主要的功能就是能动态地调整分区的大小，其实也就是修改逻辑(LV)的容量。修改 LV 容量的命令有 lvextend(扩展逻辑卷)和 lvreduce(缩减逻辑卷)，这两个命令的用法差不多，这里我们只介绍 lvextend 命令。lvextend 命令的格式如下：
lvextend [-L (+size) -l (+PE 数)] 逻辑卷名称
-L 选项表示为 LV 增加指定 size 的容量。
-l 选项表示为 LV 增加指定数目的 PE。
我们通过下面的命令来扩展 LV：

$ sudo lvextend -L 65G nickvg/nicklv00
或者：$ sudo lvextend -L 65G /dev/nickvg/nicklv00

然后检查下 LV 的详细信息：

nickvg/nicklv00 逻辑卷的大小已经变成了 65G。再看看 PV 的信息：

哈哈，居然不是直接用光 /dev/sde1 上的空间，而是先用光 /dev/sdd1 上的空间，然后从 /dev/sde1 上分配剩余的空间。

缩减逻辑卷的方式和扩展逻辑卷的方式差不多，只不过使用的是 lvreduce 命令。

扩展文件系统

resize2fs 命令用来扩展或收缩文件系统的容量，但是这个命令只支持 ext2、ext3、ext4 格式的文件系统。笔者的文件系统为 ext4，所以可以使用 resize2fs 命令进行扩展。这个命令还有一个特点，如果是扩展文件系统的容量，那么不管目标文件系统是否处于挂载状态都可以执行。如果是缩减文件系统的容量，则只能先卸载文件系统，缩减容量后再重新挂载文件系统。下面的命令把文件系统的容量扩展至 LV 的总容量：

$ sudo resize2fs /dev/nickvg/nicklv00

再去查看下文件系统的信息：

目标文件系统已经显示被扩展到了 64G(各种开销)，至此我们完成了文件系统的扩容任务。

总结

使用 LVM 管理磁盘让文件系统的扩展/缩减变得非常容易，特别是可以自由的组合硬件磁盘为更大的容量单位(VG)，使系统维护者的工作变得轻松不少。除此之外，LVM 还支持快照等特色功能，笔者将在接下来的文章中介绍如何使用 LVM 的快照。

参考：
在Linux中扩展/缩减LVM（第二部分）
vgextend man page
resize2fs man page