Linux LVM磁盤空間擴容的新方法

導讀

傳統LVM擴容方法須要增長PV磁盤，擴容屢次後，服務器的磁盤數量會愈來愈多，容易增長往後維護存儲和磁盤佈局的難度。當服務器是虛擬機，或者使用SAN/NAS存儲的物理機時，因爲分配給服務器磁盤空間能夠直接擴容，只需增長本來正在使用中的PV磁盤空間便可完成擴容，這樣分配給服務器的磁盤數量較少，磁盤佈局結構較簡單。

LVM擴容方法介紹

　　傳統的LVM擴容方法，是經過添加新的磁盤或者磁盤分區來創建新的PV，再將PV加入到VG中，從而擴大VG空間，再對相關的LV進行擴容，最後增長文件系統空間完成整個擴容工做。這種方法比較適合使用本地存儲的物理機，由於磁盤空間都是固定的，只能經過增長硬盤來增長磁盤空間，這種方法能夠在線完成，無需停機重啓。但擴容屢次後，VG中會存在多個PV，磁盤邏輯結構變得複雜，容易增長往後維護存儲和磁盤分區佈局的難度。

　　當服務器是虛擬機，或者使用SAN/NAS存儲的物理機時，因爲分配給服務器的磁盤空間能夠直接擴容，只需增長本來正在使用中的磁盤空間便可，無需再添加額外磁盤做爲PV，這樣分配給服務器的磁盤數量較少，磁盤佈局結構較簡單。

　　本文將介紹如何經過使用GParted分區軟件擴大PV空間的方式來擴容整個VG，從而最終擴大文件系統的使用空間。

　　

擴容PV步驟 

　　咱們以運行在ESXi虛擬機上的Centos/RHEL 7版本Linux爲例，該虛擬機安裝了兩塊硬盤，大小分別爲10GB和5GB，做爲PV，創建了一個VG。

1. 查看系統的磁盤分區結構佈局：

   
   

　　　　

進入parted分區管理界面，鍵入print all查看機器的分區狀況，能夠看到該機器有兩塊硬盤/dev/sda和/dev/sdb，其中sda有兩個分區，分區sda1爲boot啓動分區，分區sda2爲LVM PV分區，lvm的VG（centos）由兩個LV（root和swap）組成。另外，parted沒法識別/dev/sdb，顯示錯誤「unrecognised disk label」。

　　分別鍵入pvs、lvs和vgs命令查看LVM的具體狀況：

　　能夠看到，sda2和sdb均爲LVM VG中的PV，sda2位sda磁盤中的第二個分區，而對於使用sdb整塊硬盤創建的PV，parted是沒法識別的，由於該磁盤爲沒有創建文件系統的裸設備。LVM中有一個VG（centos），VG的大小爲14.5G，該VG由兩個LV，root和swap組成。

2. 增大虛擬機的兩塊硬盤大小。

使用Vsphere Client鏈接Vcenter，右鍵點擊該虛擬機選擇「編輯設置」，在「硬件」選項卡中，分別將硬盤1和硬盤2的大小各增長5GB：

　　

能夠鍵入如下命令系統可以立刻識別新增空間：

echo '1' > /sys/class/scsi_disk/0\:0\:0\:0/device/rescan 

echo '1' > /sys/class/scsi_disk/0\:0\:1\:0/device/rescan

又或者直接重啓系統，讓內核識別新增空間。

運行parted，鍵入print all free，發現磁盤大小已經增長，並且在磁盤/dev/sda尾部有5GB未分配空間。

3. 使用GParted分區軟件進行分區

訪問http://www.gparted.org 下載最新版GParted Live CD，好比筆者下載的GParted鏡像文件是gparted-live-0.21.0-1-i586.iso。

將該ISO文件上傳到ESX主機的數據存儲中，而後掛載到虛擬機的光驅中，接着調整啓動順序用該CD引導啓動該虛擬機。

Live CD啓動後能開到該機器硬盤的分區結構和未分配空間：

鼠標右鍵點擊/dev/sda2分區，用鼠標點擊右邊的三角符號，拉動鼠標將分區擴容5GB，點擊「調整大小/移動」，最後點擊工具欄上的「Apply」應用更改。

點擊工具欄最右邊的按鈕選擇/dev/sdb硬盤，會看到sdb硬盤全部的空間都是未分配，由於sdb磁盤是直接在上面創建PV的裸設備磁盤，這種磁盤沒有分區表和分區，GParted沒法識別並進行分區。

卸載光盤，重啓虛擬機進入本地系統，查看PV空間：

[root@user ~]# pvs

  PV        VG     Fmt  Attr PSize PFree

  /dev/sda2 centos lvm2 a--  14.51g 5.00g

  /dev/sdb  centos lvm2 a--   5.00g    0

使用GParted，sda2擴容成功。

鍵入pvresize命令擴容sdb：

[root@user ~]# pvresize -v /dev/sdb

    Using physical volume(s) on command line

    Archiving volume group "centos"metadata (seqno 6).

    Resizing volume "/dev/sdb" to10485760 sectors.

    Resizing physical volume /dev/sdb from 0 to2559 extents.

    Updating physical volume"/dev/sdb"

    Creating volume group backup"/etc/lvm/backup/centos" (seqno 7).

  Physical volume "/dev/sdb" changed

  1 physical volume(s) resized / 0 physicalvolume(s) not resized

鍵入pvs、vgs確認擴容後的空間：

[root@user ~]# pvs

  PV        VG     Fmt  Attr PSize PFree

  /dev/sda2 centos lvm2 a--  14.51g 5.00g

  /dev/sdb  centos lvm2 a--  10.00g 5.00g

[root@user ~]# vgs

  VG    #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree

  centos  2   2   0 wz--n- 24.50g 10.00g

能夠看到兩個PV和VG中都有可分配的剩餘空間了，PV擴容完畢。

LV及文件系統擴容

1. 擴容LV

   將LV swap擴容到3GB，另外的LV root則分配剩餘的所有空間。

   查看原來LV空間狀況：

[root@user ~]# lvs

  LV  VG     Attr       LSize Pool Origin Data%  Move LogCpy%Sync Convert

  root centos -wi-ao---- 13.50g                                            

  swap centos -wi-ao----  1.00g          

       

如今的root LV大小爲13.5G，swap LV大小爲1G。

將LV swap的空間增長2GB：

[root@user ~]# lvextend -L +2g /dev/centos/swap

  Extending logical volume swap to 3.00 GiB

  Logical volume swap successfully resized

查看VG剩餘PE數量：

 --- Volume group ---

  VG Name               centos

  System ID            

  Format                lvm2

  Metadata Areas        2

  Metadata Sequence No  8

  VG Access             read/write

  VG Status             resizable

  MAX LV                0

  Cur LV                2

  Open LV               2

  Max PV                0

  Cur PV                2

  Act PV                2

  VG Size               24.50 GiB

  PE Size               4.00 MiB

  Total PE              6273

  Alloc PE / Size       4225 / 16.50 GiB

  Free PE / Size       2048 / 8.00 GiB

  VG UUID              U8Io1J-a7CY-X81w-lpiA-wj5A-3XOa-vKlWFL

剩餘2048個PE。

擴容root LV:

[root@user ~]# lvextend -l +2048 /dev/centos/root

  Extending logical volume root to 21.50 GiB

  Logical volume root successfully resized

查看LV大小確認：

[root@user ~]# lvextend -l +2048 /dev/centos/root

  Extending logical volume root to 21.50 GiB

  Logical volume root successfully resized   

兩個LV已經擴容成功。

2. 擴容根文件系統

LV擴容後需文件系統尚未擴容，鍵入df –h查看空間：

[root@user ~]# df -h

Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/mapper/centos-root   14G 4.2G  8.5G  33% /

devtmpfs                 489M     0 489M   0% /dev

tmpfs                    498M   80K 498M   1% /dev/shm

tmpfs                    498M  7.0M 491M   2% /run

tmpfs                    498M    0  498M   0% /sys/fs/cgroup

/dev/sda1                477M   95M 354M  22% /boot

根分區如今大小是14GB。

使用resize2fs命令對跟分區文件系統進行在線擴容：

[root@user ~]# resize2fs -p /dev/centos/root

resize2fs 1.42.9(28-Dec-2013)

Filesystem at/dev/centos/root is mounted on /; on-line resizing required

old_desc_blocks = 2,new_desc_blocks = 3

The filesystem on/dev/centos/root is now 5637120 blocks long.

再次查看分區大小：

[root@user ~]# df -h

Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/mapper/centos-root   22G 4.2G   16G  21% /

devtmpfs                 489M     0 489M   0% /dev

tmpfs                    498M   80K 498M   1% /dev/shm

tmpfs                    498M  7.0M 491M   2% /run

tmpfs                    498M     0 498M   0% /sys/fs/cgroup

/dev/sda1                477M  95M  354M  22% /boot

分區大小已經擴容爲22GB。

3. 擴容swap分區

Swap分區不能直接擴容，需先將其刪除再重建。

分別使用free –m和swapon –s命令查看swap分區大小。能夠看到這時候swap分區大小仍是1GB。

[root@user ~]# free -m

            total       used       free    shared    buffers     cached

Mem:       994        635        358    7         55         204

-/+ buffers/cache:      375       618

Swap:       1023       0      1023

 

[root@user ~]# swapon -s

Filename                       Type           Size    Used   Priority

/dev/dm-0                      partition      1048572 0       -1

中止swap分區：

[root@user ~]# swapoff -v /dev/centos/swap

swapoff /dev/centos/swap

從新創建swap分區：

[root@user ~]# mkswap /dev/centos/swap

mkswap:/dev/centos/swap: warning: wiping old swap signature.

Setting up swapspaceversion 1, size = 3145724 KiB

no label,UUID=6dca44dc-9bf2-40b2-b0c8-d73cbe409002

啓用Swap分區：

[root@user ~]# swapon -v /dev/centos/swap

swapon /dev/centos/swap

swapon:/dev/mapper/centos-swap: found swap signature: version 1, page-size 4, samebyte order

swapon:/dev/mapper/centos-swap: pagesize=4096, swapsize=3221225472, devsize=3221225472

再次查看swap分區大小，swap分區已變成了3GB：

[root@user ~]# swapon -s

Filename                                Type            Size    Used   Priority

/dev/dm-0                               partition       3145724 0       -1

[root@user ~]# free -m

             total       used       free    shared    buffers     cached

Mem:         994        636       357          7         55        204

-/+ buffers/cache:      376        617

Swap:       3071          0       3071

注意事項：

　　創建LVM時,若使用整塊硬盤做爲PV，應先在磁盤上創建分區表和分區，再設置分區的lvm標誌位（Parted中使用set lvm on，fdisk中按t，而後設置8e ），否則的話就會出現本例子中sdb磁盤沒法被GParted或者其餘分區軟件識別的狀況，很容易被誤操做。另外，對任何分區操做前應先對分區數據進行備份。

經驗總結：

　　經過直接增大PV空間來對LVM磁盤分區進行擴容，能夠減小PV磁盤數量，使磁盤佈局簡單化，方便存儲以及磁盤往後的維護工做。但須要使用GParted光盤引導服務器重啓進行分區，若服務器不能停機則不太適合該方法。這種方法比較適合使用虛擬機或者共享存儲的機器，磁盤能夠直接擴容，加上虛擬機環境機器啓動速度較快，且GParted分區簡單快速，分區所需的停機時間比較短。

原文爲博主所著，並刊登於《網絡運維與管理》雜誌2015.07期。