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公有云之 磁盘热扩容

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背景

云服务器的磁盘扩容是常见的运维场景，已经操作过很多次。

公有云厂商对于云服务器的磁盘，通常都支持热扩容，在 Linux 操作系统下，一般的操作流程是：

  1. 公有云扩容硬盘容量规格
  2. 操作系统内扩容

‍

今天遇到一起非典型场景（单硬盘多分区），之前执行的操作系统内扩容流程失败了，下文会介绍。

‍

场景

我们常见的分区实践方式，是单硬盘单分区，这次遇到的场景是单硬盘多分区，下面分别介绍。

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非 LVM

公有云 和 传统IDC 不同。云的一大好处是 弹性​。

在公有云上，云服务器磁盘一般以 ebs 的方式提供，即网络硬盘。单盘容量上限极大，而且可以很方便的进行热扩容、快照等。

所以在云上使用传统分区管理磁盘更合适。LVM 会增加管理的复杂度，核心的动态变更优势基本无法体现。

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单分区

单分区的实践很简单，不同云厂对于硬盘的规格变更，此处不进行赘述，只简单介绍如何在操作系统下执行扩容。

详实步骤参考链接：华为云 – 磁盘扩容

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单分区示例如下：

磁盘映射路径：/dev/vda

分区：/dev/vda1

文件系统：ext4

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扩容分区

# growpart -h
growpart磁盘分区
   重写分区表，使分区占用它能占用的所有空间 
   options:
    -h | --help       打印使用和退出
         --fudge F    如果部分可以调整大小，但改变会小于'F'，不要调整大小(默认值:20480) 
    -N | --dry-run    只报告将要执行的操作，并显示新的'sfdisk -d' 
    -v | --verbose    增加详细信息/调试
    -u | --update  R  增长后更新内核分区表信息 
                      这需要内核支持 and 'partx --update'
                      R is one of:
                       - 'auto'  : [default] 尽可能更新分区
                       - 'force' : 尽管进行了健全检查，仍然尝试(每次失败都失败)
                       - 'off'   : 不要尝试
                       - 'on'    : 如果完整性检查表明不支持，则失败
   Example:
    - growpart /dev/sda 1       在/dev/sda上调整分区1的大小

# 调整分区大小
# growpart /dev/vda 1

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扩容文件系统

常用的文件系统有 ext4​ 和 xfs​，可分别执行如下命令扩容：

ext4
# resize2fs /dev/vda1

xfs
# xfs_growfs  /dev/vda1

至此已经调整完毕。

‍

多分区

这次遇到的问题，就是单硬盘多分区下无法成功执行第一个分区的扩容。

多分区示例如下：

磁盘：/dev/nvme1n1

分区1：/dev/nvme1n1p1

分区2：/dev/nvme1n1p2

文件系统：ext4

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[root@ip-10-76-47-100 ~]# df -h|grep nvme1n
/dev/nvme1n1p1   30G   45M   28G   1% /disk-test-1
/dev/nvme1n1p2   30G   45M   28G   1% /disk-test-2

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当我们在云厂上调整磁盘规格后，执行分区1扩容，会报错，而执行分区2扩容可以成功：

[root@ip-10-76-47-100 ~]# growpart /dev/nvme1n1 1
NOCHANGE: partition 1 is size 62914560. it cannot be grown
[root@ip-10-76-47-100 ~]# growpart /dev/nvme1n1 2
CHANGED: partition=2 start=62916608 old: size=62914560 end=125831168 new: size=146798559,end=209715167

原因是 growpart​ 操作的是将新增容量扩展至磁盘的尾部分区，对于非尾部分区，将不能执行成功。

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所以如果我们想扩容首个分区时，需要移除尾部的其他分区才可以执行成功，流程如下：

‍

  1. 移除分区是高危操作，请先在云厂进行磁盘备份后再进行后续具体实施。
  2. 确保被移除的分区 /dev/nvme1n1p2​ ，没有被任何进程和用户所占用
  3. 将 /dev/nvme1n1p2​ 分区数据全量备份至其他分区或其他硬盘
  4. ​umount​ 卸载 /dev/nvme1n1p2​ 分区，将备份的数据回滚到挂载点 /disk-test-2​。
  5. 删除/dev/nvme1n1p2​ 分区。 
    # fdisk 删除分区
[root@ip-10-76-47-100 ~]# fdisk /dev/nvme1n1 
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.


Command (m for help): p

Disk /dev/nvme1n1: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x03cb1dc0

        Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/nvme1n1p1            2048    62916607    31457280   83  Linux
/dev/nvme1n1p2        62916608   209715166    73399279+  83  Linux

Command (m for help): d
Partition number (1,2, default 2): 2
Partition 2 is deleted

Command (m for help): p

Disk /dev/nvme1n1: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 4096 bytes / 4096 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x03cb1dc0

        Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/nvme1n1p1            2048    62916607    31457280   83  Linux

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.

WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: Device or resource busy.
The kernel still uses the old table. The new table will be used at
the next reboot or after you run partprobe(8) or kpartx(8)
Syncing disks.

# lsblk 查看分区，此时尚未被完全删除
[root@ip-10-76-47-100 ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
nvme0n1     259:0    0   50G  0 disk 
└─nvme0n1p1 259:1    0   50G  0 part /
nvme1n1     259:2    0  100G  0 disk 
├─nvme1n1p2 259:5    0   70G  0 part 
└─nvme1n1p1 259:3    0   30G  0 part /disk-test-1

# partprobe 重新加载分区表
[root@ip-10-76-47-100 ~]# partprobe

# 再次查看分区
[root@ip-10-76-47-100 ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
nvme0n1     259:0    0   50G  0 disk 
└─nvme0n1p1 259:1    0   50G  0 part /
nvme1n1     259:2    0  100G  0 disk 
└─nvme1n1p1 259:3    0   30G  0 part /disk-test-1
  6. 执行首个分区扩容和文件系统扩容。 
    # 分区扩容
[root@ip-10-76-47-100 ~]# growpart /dev/nvme1n1 1
CHANGED: partition=1 start=2048 old: size=62914560 end=62916608 new: size=209713119,end=209715167

# 文件系统扩容
[root@ip-10-76-47-100 ~]# resize2fs /dev/nvme1n1p1 
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/nvme1n1p1 is mounted on /disk-test-1; on-line resizing required
old_desc_blocks = 4, new_desc_blocks = 13
The filesystem on /dev/nvme1n1p1 is now 26214139 blocks long.

# 查看分区状态
[root@ip-10-76-47-100 ~]# lsblk
NAME        MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
nvme0n1     259:0    0   50G  0 disk 
└─nvme0n1p1 259:1    0   50G  0 part /
nvme1n1     259:2    0  100G  0 disk 
└─nvme1n1p1 259:3    0  100G  0 part /disk-test-1

# 查看挂载状态
[root@ip-10-76-47-100 ~]# df -h|grep disk-test-1
/dev/nvme1n1p1   99G   60M   94G   1% /disk-test-1

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LVM

单分区

单分区的扩容对比 非lvm方式​，只需要在 growpart​ 分区扩容后，额外执行 物理卷​ 和 逻辑卷​ 扩容。最后再执行文件系统扩容。

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磁盘示例如下：

磁盘：/dev/vda

分区：/dev/vda1

逻辑卷：/dev/mapper/centos-root

文件系统：ext4

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物理卷扩容

# pvresize /dev/vda1

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逻辑卷扩容

# 添加物理机所有剩余可用空间
# lvextend -l +100%FREE /dev/mapper/centos-root

# 添加 指定大小 可用空间
# lvextend -L +10G /dev/mapper/centos-root

‍

文件系统扩容

参考上文。

‍

多分区

LVM 单硬盘多分区的场景暂时未遇到，不花费时间展开实验。

‍

总结

  1. 分区扩容和文件系统扩容的命令，理论上不存在破坏数据的风险。
  2. 移除分区是高风险操作，执行前务必先备份硬盘。
  3. 云已经提供了弹性，所以没有必要单盘多分区或使用 lvm 来增加复杂度。最佳实践是单盘单分区方式管理硬盘。如果有多分区需求，请用多硬盘来实现，而不是在单一盘上绣花。
  4. 初始设计很重要，设计不当事后变更非常痛苦。所以多总结多思考，形成最佳实践规范。

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‍

引用链接

正文完
公有云 磁盘扩容
发表至： 公有云
2023-12-05
 
pengyinwei
版权声明：本站原创文章，由 pengyinwei 2023-12-05发表，共计4463字。
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