Ubuntu配置硬盘分区和挂载（扩盘）

2024/05/14
## 简介 Ubuntu系统是如何管理硬盘的？一般硬盘操作有两种： - 分区管理：分区增加或减少空
月上老狗
@dingdangdog
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## 简介

Ubuntu系统是如何管理硬盘的？

一般硬盘操作有两种：
- 分区管理：分区增加或减少空间
- 磁盘管理：挂载新磁盘

**重要提醒：在进行分区/磁盘调整和扩展之前，请务必备份重要数据，以防出现意外情况。**

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## 分区扩展

当一个新安装的Ubuntu系统中，如果磁盘空间充足，一般会默认分配一部分硬盘空间给根目录 `/`，但并不会将全部空间分配出来，此时如果想要将全部空间都分配出来，则需要进行分区扩展相关操作。一般分区扩展有三步：
1. 确定磁盘分区剩余空间
2. 分配逻辑卷空间（重新分配分区）
3. 扩展分区，使重新分配的空间生效

### 注意
- 备份数据：在进行分区调整和扩展之前，请务必备份重要数据，以防出现意外情况。
- 分区类型：确保您知道要调整的分区类型（例如，物理分区或 LVM 逻辑卷），并使用相应的工具。
- 挂载状态：有些操作需要在分区未挂载的状态下进行，因此可能需要在单用户模式或从 Live CD/USB 启动系统进行操作。
- 系统稳定性：在生产环境中进行此类操作时，请谨慎操作，并在维护窗口期内进行。


### 查看当前磁盘占用

这是一个磁盘维护常用操作，可以使用 `df -h`  命令查看当前硬盘分区及其占用情况：

```bash
# 执行 df -h 输出如下
Filesystem                         Size  Used Avail Use% Mounted on
tmpfs                              787M  2.5M  785M   1% /run
efivarfs                           100K   94K  1.5K  99% /sys/firmware/efi/efivars
/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv   98G   13G   81G  14% /
tmpfs                              3.9G     0  3.9G   0% /dev/shm
tmpfs                              5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
/dev/sda2                          2.0G   96M  1.7G   6% /boot
/dev/sda1                          1.1G  6.2M  1.1G   1% /boot/efi
tmpfs                              787M   12K  787M   1% /run/user/1000
```

其中 `/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv` 即为一个安装系统时自动分配的一个分区，挂载在根目录 `/`。

但是我的硬盘空间时 `500G` 左右，此时应该如何扩充这个分区呢？

如我的 `/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv` 分区，这一般是使用的 **LVM**（逻辑卷管理器）管理的分区。LVM 提供了一种灵活的硬盘分区管理方式，可以轻松调整分区大小、添加新分区等。在这个例子中：

- `ubuntu--vg` 是卷组（Volume Group）的名称。
- `ubuntu--lv` 是逻辑卷（Logical Volume）的名称。
- `/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv` 是逻辑卷的设备文件。

### 查看剩余空间

一般Ubuntu管理磁盘使用的都是 LVM ，执行 `sudo vgdisplay` 即可查看逻辑卷分组情况：

```bash
# 运行 sudo vgdisplay 输出如下信息
  --- 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               <444.08 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              113684
  Alloc PE / Size       25600 / 100.00 GiB
  Free  PE / Size       88084 / <344.08 GiB
  VG UUID               vqm4ii-2T7p-OaZx-Soq3-nfjq-OW22-iE2u7r
```
 
可以看到我的硬盘还有 `<344.08 GiB` 的剩余空间，我想把全部剩余空间都给到 `/dev/mapper/ubuntu--vg-buntu--lv` 分区，应该如何操作？

### 分配空间

根据上面的输出信息可知，我的逻辑卷组名是 `ubuntu-vg`，则逻辑卷名是 `ubuntu--lv`，则运行如下命令分配全部剩余空间给 `/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv` 设备对应的逻辑卷

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

> 命令解析：这个命令用于扩展 LVM（逻辑卷管理器）中的逻辑卷。
>
> `sudo`：以超级用户权限运行该命令。  
> `lvextend`：这是一个 LVM 命令，用于扩展逻辑卷。  
> `-l +100%FREE`：这是一个参数，指定将所有剩余的空闲空间分配给逻辑卷。  
> `-l` 表示扩展到指定的逻辑块数（extents），而不是直接指定大小。  
> `+100%FREE` 表示使用卷组（volume group）中所有可用的剩余空间，可以替换为确定的空间，如 `+100G`。  
> `/dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv`：这是要扩展的逻辑卷的路径。  
> `ubuntu-vg` 是卷组的名称。  
> `ubuntu-lv` 是逻辑卷的名称。

运行成功后输出：
```
  Size of logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv changed from 100.00 GiB (25600 extents) to <444.08 GiB (113684 extents).
  Logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv successfully resized.
```

此时再次查磁盘容器卷情况，可以看到剩余空间归零了：

```bash
# 运行 sudo vgdisplay
  --- Volume group ---
  VG Name               ubuntu-vg
  System ID             
  Format                lvm2
  Metadata Areas        1
  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                1
  Act PV                1
  VG Size               <444.08 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              113684
  Alloc PE / Size       113684 / <444.08 GiB
  Free  PE / Size       0 / 0   
  VG UUID               vqm4ii-2T7p-OaZx-Soq3-nfjq-OW22-iE2u7r
```

但此时并没有结束，如果此时使用 `df -h` 命令，你可以看到 `/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv` 空间并没有改变：
```bash
# df -h
Filesystem                         Size  Used Avail Use% Mounted on
tmpfs                              787M  2.5M  785M   1% /run
efivarfs                           100K   94K  1.5K  99% /sys/firmware/efi/efivars
/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv   98G   13G   81G  14% /
tmpfs                              3.9G     0  3.9G   0% /dev/shm
tmpfs                              5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
/dev/sda2                          2.0G   96M  1.7G   6% /boot
/dev/sda1                          1.1G  6.2M  1.1G   1% /boot/efi
tmpfs                              787M   12K  787M   1% /run/user/1000
```

这是因为还没有将空间拓展到改逻辑卷

### 扩展文件系统

无论使用哪种方法调整分区大小，都需要扩展文件系统以使用新分配的空间。

使用下面的命令扩展文件系统：

```bash
sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
```

> 命令解析：这个命令用于调整 ext4 文件系统的大小，以匹配逻辑卷的新大小。
> 
> `sudo`：以超级用户权限运行该命令。  
> `resize2fs`：这是一个命令，用于调整 ext2/ext3/ext4 文件系统的大小。  
> `/dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv`：这是要调整大小的文件系统所在的设备路径。

执行该命令后，如果执行成功，将会输出如下信息：
```
resize2fs 1.47.0 (5-Feb-2023)
Filesystem at /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is mounted on /; on-line resizing required
old_desc_blocks = 13, new_desc_blocks = 56
The filesystem on /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is now 116412416 (4k) blocks long.
```

此时再查看 `df -h`，可以发现空间已生效：

```
Filesystem                         Size  Used Avail Use% Mounted on
tmpfs                              787M  2.5M  785M   1% /run
efivarfs                           100K   94K  1.5K  99% /sys/firmware/efi/efivars
/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv  437G   13G  406G   3% /
tmpfs                              3.9G     0  3.9G   0% /dev/shm
tmpfs                              5.0M     0  5.0M   0% /run/lock
/dev/sda2                          2.0G   96M  1.7G   6% /boot
/dev/sda1                          1.1G  6.2M  1.1G   1% /boot/efi
tmpfs                              787M   12K  787M   1% /run/user/1000
```

至此，分区扩展完成。

## 磁盘挂载

待续……
END
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