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centos存储扩容配置（基于LVM）

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本文字数： 4.9k 阅读时长 ≈ 4 分钟

  在全栈开发项目中，当项目已经部署到服务器（虚拟机、物理机或者云主机）后，有些分区若空间分配不合理，数据库以及相关日志文件将很快占满磁盘空间，因此需在后期手动为项目所在服务器空间进行扩容。

步骤
  1. 查看
  2. 分区
  3. 格式化
  4. 挂载到相应目录上

  • 查看fdisk -l

    确认容量不足，可以使用dd命令创建一个1G文件看看

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    [root@nn ~]# dd if=/dev/zero of=1.0G.img bs=1M count=1000
    dd: error writing ‘1.0G.img’: No space left on device
    134+0 records in
    133+0 records out
    139460608 bytes (139 MB) copied, 0.471449 s, 296 MB/s

    dd: error writing ‘1.0G.img’: No space left on device

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     [root@nn ~]# fdisk -l
    Disk /dev/sda: 4294 MB, 4294967296 bytes, 8388608 sectors
    Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
    I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
    Disk label type: dos
    Disk identifier: 0x000cef21

       Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
    /dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
    /dev/sda2         2099200     8388607     3144704   8e  Linux LVM

    Disk /dev/sdb: 5368 MB, 5368709120 bytes, 10485760 sectors
    Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
    I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

    Disk /dev/mapper/centos-root: 2785 MB, 2785017856 bytes, 5439488 sectors
    Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
    I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

    Disk /dev/mapper/centos-swap: 432 MB, 432013312 bytes, 843776 sectors
    Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
    I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes

    以上指：
    两个存储（硬盘）设备分别sda和sdb
    Disk /dev/sda: 4294 MB，该硬盘已分区：sda1,sda2，原系统使用4G的存储空间
    Disk /dev/sdb: 5368 MB，==该硬盘未分区，5G硬盘为新增==
    ==以下信息，扇区有分逻辑扇区和物理扇区，对应512字节和4096字节，为何如此规划？==
    Disk /dev/sda: 4294 MB, 4294967296 bytes, 8388608 sectors
    Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
    Sector size (logical/physical): 512 bytes / 4096 bytes
    参考IBM官网开发者论坛的解释：
    解释得挺通俗易懂

  • 大致意思：原计算机界存储底层设计一个物理扇区对应512字节，里面包括数据和纠错冗余码，但现在需要存储大量数据，需要 ==提高每个物理扇区的字节容量，才能从整体上扩大硬盘容量，也让每个扇区放入更强大的纠错算法==，从而达到增加磁盘容量+提高可靠性两方面提升
  • 在以往计算机的软件产业链里面，都是基于512 字节扇区来设计和实现，例如在基本输入/输出系统（BIOS）、引导装载程序、操作系统内核、文件系统代码和磁盘工具等工具中，也就是“软件层”只认512标准，物理扇区却提供4096，如何处理这种矛盾？
  • 采用“中间件（内核驱动？）”软件层， ==将底层物理扇区划分为8个512字节的扇区，对于“软件层”来说，它们还是基于在512字节的扇区去操作数据==，西部数据是第一家生产这种磁盘的制造商，它用“ Advanced Format ”来代表带 4096 字节物理扇区且向 512 字节逻辑扇区转换的磁盘
    既然涉及到数据写入4096字节物理扇区的的磁盘，中间需要分8个逻辑扇区去写入，那么这个过程是性能损耗的，具体说明如下：
    最新的文件系统使用 4096 字节或更大尺寸的数据结构，因此，大部分磁盘 I/O 操作占用4k倍数的大小扇区，假设现在Linux系统要将一个文件写入到磁盘，
    （1）当文件系统数据结构正好与底层物理分区4k大小一致，对 4k字节数据结构的读，就是直接对单一扇区的读写，因此硬盘的固件不需要做其他操作，不影响性能；
    （2） 但当文件系统数据结构与底层物理扇区4k不完全一致时，例如文件为7k大小，读写操作必须使用两个物理扇区，对于读操作，因为读写头总是以大概率扫过连续两个扇区，不会消耗而外时间，==而对于写操作，磁盘的固件首先读取两个物理扇区，修改两个扇区的分区（分成2*8=16个逻辑扇区），然后入两个物理扇区。该操作所需时间比 4k占用一个扇区时所需时间多。因此，性能下降。==
    （3）如何判断文件数据结构是否得到合理对齐（放置到扇区上）？ 大多数文件系统将其数据结构与包含其本身的分区开头对齐。因此，如果一个分区起始于以一个 4096 字节（或8 个扇区的分界）边界，例如下表所示，则表示它得到合理对齐
分区 start end
sda1 2048 4096
sda2 4096 8192
sda3 8192 (8192+4096*10000)

  • 分区

    在使用fdisk /dev/sdb 进行分区时，由于centos已经默认第一个分区的边界时从2048开始，而是不是从0，128等小值开始，以下是以4096作为分区的起始值，为何要以一个大值作为第一个扇区边界值：==为 MBR 与第一个分区之间的未分配空间中的装载引导程序代码留出空间==
    Partition number (1-4, default 1):
    First sector ==(2048-10485759, default 2048)== 4096
    Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (4096-10485759, default 10485759):
    Using default value 10485759
    Partition 1 of type Linux and of size 5 GiB is set
    ==要设为LVM分区，t命令更改==
    Command (m for help): t
    Selected partition 1
    Hex code (type L to list all codes): 8e
    Changed type of partition ‘Linux’ to ‘Linux LVM’

Command (m for help): w
The partition table has been altered!
查看最新分区

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   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    10485759     5241856   8e  Linux LVM

5G硬盘已经被分区sdb1，LVM类型

  • 格式化

    格式化为一定格式的文件系统，与目标挂载目录的文件系统一致
    通过命令查看
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    [root@dn1 ~]# df -Th
    Filesystem              Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
    /dev/mapper/centos-root xfs       2G  1.9G  1  80% /
    devtmpfs                devtmpfs  482M     0  482M   0% /dev
    tmpfs                   tmpfs     494M     0  494M   0% /dev/shm
    tmpfs                   tmpfs     494M  7.0M  487M   2% /run
    tmpfs                   tmpfs     494M     0  494M   0% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1               xfs      1014M  162M  853M  16% /boot
    tmpfs                   tmpfs      99M     0   99M   0% /run/user/0  
    ....
    以上可以看到根目录/ 文件系统格式为 xfs
    故将sdb1格式为xfs
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    # 可以看到mkfs有常见的文件系统格式
    [root@nn ~]# mkfs
    mkfs         mkfs.btrfs   mkfs.cramfs  mkfs.ext2    mkfs.ext3    mkfs.ext4    mkfs.minix   mkfs.xfs 
    # 将新分区格式为xfs
    [root@nn ~]# mkfs.xfs /dev/sdb1
  • 调整目标LVM大小
    （1）查看现有Volume Group名称
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[root@nn ~]# vgdisplay 
  --- Volume group ---
  VG Name               centos
  System ID             
  Format                lvm2
  .....

这里vg名称为默认值：centos
（2）对新分区sdb1创建对应的物理卷

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pvcreate /dev/sdb1

(3) 用以上物理卷扩展VG：centos
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vgextend centos /dev/sdb1
# No physical volume label read from /dev/sdb1 Writing physical volume 
#data to disk "/dev/sdb1" 
#Physical volume "/dev/sdb1" successfully created 
#Volume group "centos" successfully extended

(4) 扩展 LVM 的逻辑卷 centos-root
查看有哪些LVM逻辑卷
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[root@nn ~]# lvdisplay 
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/swap
  LV Name                swap
  VG Name                centos
  LV Size                412.00 MiB
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/centos/root
  LV Name                root
  VG Name                centos
  LV Size                2.59 GiB

截取关键行，以上显示有两个逻辑卷，swap和root，都归属于VG：centos
现在要用sdb1增加的容量来扩展的root 逻辑卷，对于的LV path：/dev/centos/root
==扩展==
==lvextend /dev/centos/root /dev/sdb1==
==调整大小==
==xfs_growfs /dev/centos/root==

(5) 查看扩展效果

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[root@nn ~]# lvscan 
  ACTIVE            '/dev/centos/swap' [412.00 MiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/centos/root' [<7.59 GiB] inherit

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[root@nn ~]# df -Th
Filesystem              Type      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root xfs       7.6G  2.9G  4.8G  38% /
devtmpfs                devtmpfs  482M     0  482M   0% /dev
tmpfs                   tmpfs     494M     0  494M   0% /dev/shm
tmpfs                   tmpfs     494M  7.0M  487M   2% /run
tmpfs                   tmpfs     494M     0  494M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               xfs      1014M  162M  853M  16% /boot
tmpfs                   tmpfs      99M     0   99M   0% /run/user/0

以上都说明逻辑卷root对于根目录，容量从2.6G，扩展到7.6G