CentOS/RHEL LVM 磁盘扩展完整教程

📝 前言

在Linux系统管理中，磁盘空间不足是经常遇到的问题。特别是在生产环境中，当根分区空间告急时，我们需要通过添加新磁盘来扩展存储空间。本教程将详细介绍如何在CentOS/RHEL系统中使用LVM（Logical Volume Manager）来扩展现有的逻辑卷。

🎯 适用场景

根分区磁盘空间不足（使用率超过80%）
系统使用LVM管理磁盘
需要在线扩展磁盘空间而不停机
有新的物理磁盘可以添加到系统

📚 LVM 基础概念

LVM 三层架构

复制代码

物理磁盘 → 物理卷(PV) → 卷组(VG) → 逻辑卷(LV) → 文件系统

物理卷（Physical Volume, PV）：实际的物理磁盘或分区
卷组（Volume Group, VG）：多个物理卷组成的存储池
逻辑卷（Logical Volume, LV）：从卷组中分配的逻辑存储单元

LVM 的优势

灵活性：可以动态调整分区大小
扩展性：可以跨多个物理磁盘
快照功能：支持创建快照备份
在线操作：大多数操作可以在不停机的情况下进行

🔍 准备工作：识别可用磁盘

1. 查看系统磁盘状态

bash 复制代码

# 查看磁盘分区信息
lsblk -l

# 查看磁盘使用情况
df -h

# 查看磁盘详细信息
fdisk -l

命令说明：

lsblk -l：以列表形式显示所有块设备
df -h：显示文件系统磁盘使用情况，-h 参数以可读格式显示
fdisk -l：列出所有磁盘和分区的详细信息

2. 识别可扩展的磁盘

查看 lsblk 输出，寻找以下特征的磁盘：

未挂载的磁盘：MOUNTPOINT 列为空
未分区的磁盘：只显示磁盘本身，没有分区（如 sdc 但没有 sdc1）
足够大的磁盘：SIZE 列显示的容量满足需求

3. 查看当前LVM状态

bash 复制代码

# 查看物理卷
pvs
pvdisplay

# 查看卷组
vgs  
vgdisplay

# 查看逻辑卷
lvs
lvdisplay

命令说明：

pvs/pvdisplay：显示物理卷信息，pvs 简洁格式，pvdisplay 详细格式
vgs/vgdisplay：显示卷组信息和可用空间
lvs/lvdisplay：显示逻辑卷信息和使用情况

🛠️ 磁盘扩展详细步骤

步骤1：确认文件系统类型

bash 复制代码

# 方法1：查看挂载信息
mount | grep " / "

# 方法2：显示文件系统类型
df -T /

# 方法3：显示块设备文件系统
lsblk -f

为什么需要确认文件系统类型？

不同文件系统使用不同的扩展命令
XFS 使用 xfs_growfs
EXT4 使用 resize2fs

步骤2：对新磁盘进行分区

bash 复制代码

# 使用 fdisk 对磁盘进行分区（假设新磁盘为 /dev/sdc）
fdisk /dev/sdc

在 fdisk 交互界面中的操作：

复制代码

命令 (m 为帮助): n        # 创建新分区
分区类型: p              # 主分区
分区号: 1                # 分区号为1
起始扇区: 回车            # 使用默认值
结束扇区: 回车            # 使用整个磁盘
命令 (m 为帮助): t        # 修改分区类型
分区号: 1                # 选择分区1
分区类型: 8e             # LVM类型
命令 (m 为帮助): w        # 写入分区表并退出

步骤作用：

创建分区表，让系统能够识别磁盘
设置分区类型为 LVM (8e)，便于后续操作
建议使用整个磁盘作为一个分区

步骤3：创建物理卷

bash 复制代码

# 创建物理卷
pvcreate /dev/sdc1

# 验证物理卷创建成功
pvs

命令作用：

pvcreate：将分区初始化为LVM物理卷
在分区上创建LVM元数据
使分区能够被LVM管理

步骤4：扩展卷组

bash 复制代码

# 查看现有卷组名称
vgdisplay

# 将新物理卷添加到卷组（假设卷组名为 centos_centos）
vgextend centos_centos /dev/sdc1

# 验证卷组扩展成功
vgs

命令作用：

vgextend：将新的物理卷添加到现有卷组
增加卷组的总容量
为后续逻辑卷扩展提供空间

步骤5：扩展逻辑卷

bash 复制代码

# 查看卷组可用空间
vgdisplay centos_centos

# 方法1：使用所有可用空间扩展逻辑卷
lvextend -l +100%FREE /dev/mapper/centos_centos-root

# 方法2：指定扩展大小（例如500G）
# lvextend -L +500G /dev/mapper/centos_centos-root

# 验证逻辑卷扩展成功
lvs

参数说明：

-l +100%FREE：使用卷组中所有可用空间
-L +500G：指定增加500G空间
-L 1T：指定总大小为1T

步骤6：扩展文件系统

bash 复制代码

# 对于 XFS 文件系统（CentOS 7/8 默认）
xfs_growfs /

# 对于 EXT4 文件系统
# resize2fs /dev/mapper/centos_centos-root

命令作用：

xfs_growfs：扩展XFS文件系统到逻辑卷的完整大小
resize2fs：扩展EXT4文件系统
必须在逻辑卷扩展后执行，否则新空间无法使用

步骤7：验证扩展结果

bash 复制代码

# 查看磁盘使用情况
df -h

# 查看LVM状态
lvs
vgs
pvs

# 查看详细的挂载信息
mount | grep mapper

📊 操作前后对比示例

扩展前：

bash 复制代码

[root@centos ~]# df -h
/dev/mapper/centos_centos-root  641G  601G   41G  94% /

[root@centos ~]# vgs
VG            #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
centos_centos   2   2   0 wz--n- 648.99g    0

扩展后：

bash 复制代码

[root@centos ~]# df -h
/dev/mapper/centos_centos-root  1.2T  601G  541G  53% /

[root@centos ~]# vgs
VG            #PV #LV #SN Attr   VSize VFree
centos_centos   3   2   0 wz--n- 1.12t    0

⚠️ 重要注意事项

1. 备份数据

bash 复制代码

# 创建重要数据备份
tar -czf /tmp/important_data_backup.tar.gz /path/to/important/data

# 或使用 rsync 同步到其他服务器
rsync -avz /important/data/ user@backup-server:/backup/path/

2. 确认磁盘没有被使用

bash 复制代码

# 检查磁盘是否被挂载
mount | grep sdc

# 检查磁盘是否有文件系统
blkid /dev/sdc

# 确认磁盘不在fstab中
grep sdc /etc/fstab

🔧 故障排除

常见错误及解决方案

1. 分区表错误

bash 复制代码

错误：Device or resource busy
解决：umount /dev/sdc1 或重启系统

2. 物理卷创建失败

bash 复制代码

错误：Device /dev/sdc1 not found or ignored by filtering
解决：partprobe /dev/sdc  # 重新读取分区表

3. 文件系统扩展失败

bash 复制代码

错误：xfs_growfs: /dev/mapper/centos_centos-root is not a mounted XFS filesystem
解决：确认文件系统类型和挂载点正确

回滚操作（如果需要）

bash 复制代码

# 如果需要移除新添加的磁盘
vgreduce centos_centos /dev/sdc1
pvremove /dev/sdc1

📝 一键脚本示例

bash 复制代码

#!/bin/bash
# LVM 扩展自动化脚本

DISK="/dev/sdc"
VG_NAME="centos_centos"
LV_PATH="/dev/mapper/centos_centos-root"

echo "开始LVM磁盘扩展..."

# 1. 分区
echo "正在对 $DISK 进行分区..."
(
echo n
echo p
echo 1
echo
echo
echo t
echo 8e
echo w
) | fdisk $DISK

# 2. 创建物理卷
echo "创建物理卷..."
pvcreate ${DISK}1

# 3. 扩展卷组
echo "扩展卷组..."
vgextend $VG_NAME ${DISK}1

# 4. 扩展逻辑卷
echo "扩展逻辑卷..."
lvextend -l +100%FREE $LV_PATH

# 5. 扩展文件系统
echo "扩展文件系统..."
xfs_growfs /

echo "扩展完成！"
df -h /

🎉 总结

LVM磁盘扩展是Linux系统管理中的常见操作，掌握这项技能对系统管理员来说非常重要。通过本教程，你应该能够：

理解LVM架构：掌握PV、VG、LV的概念和关系
识别可用磁盘：使用各种命令查看和分析磁盘状态
执行扩展操作：按步骤完成完整的磁盘扩展过程
处理常见问题：识别和解决扩展过程中的常见错误

磁盘操作具有一定风险，建议在生产环境操作前先在测试环境中练习