Linux 磁盘扩容实战案例：从问题发现到完美解决

发布于：2025-05-21 ⋅ 阅读:(21) ⋅ 点赞:(0)

Linux 磁盘扩容实战案例：从问题发现到完美解决

案例背景

某企业服务器根目录 (/) 空间不足，运维人员通过 df -h 发现 /dev/vda1 分区已 100% 占满（99G 已用）。检查发现物理磁盘 /dev/vda 已扩展至 200G，但分区和文件系统未完全扩展，导致 df -h 和 lsblk 输出不一致。本文档记录从问题排查、触发、发现到成功扩容的详细过程，包括具体命令、输入输出及问题原因分析。

初始状态检查

1. 磁盘空间查看

运行以下命令检查磁盘使用情况：

df -h

初始输出：

文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs        7.5G     0  7.5G    0% /dev
tmpfs           7.5G     0  7.5G    0% /dev/shm
tmpfs           7.5G  267M  7.2G    4% /run
tmpfs           7.5G     0  7.5G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda1        99G   99G     0  100% /

分析：根分区 /dev/vda1 已满（99G 已用，0 可用），需扩容。

2. 检查磁盘和分区情况

运行以下命令查看磁盘和分区信息：

lsblk
fdisk -l /dev/vda

输出：

[root@master ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda    253:0    0  200G  0 disk 
└─vda1 253:1    0  100G  0 part /

[root@master ~]# fdisk -l /dev/vda
磁盘 /dev/vda：214.7 GB, 214748364800 字节，419430400 个扇区
Units = 扇区 of 1 * 512 = 512 bytes
扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 512 字节
I/O 大小(最小/最佳)：512 字节 / 512 字节
磁盘标签类型：dos
磁盘标识符：0x000c4c7a

   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048   209715166   104856559+  83  Linux

分析：

  • 磁盘 /dev/vda 大小：200GB（214.7 GB）。
  • 分区 /dev/vda1 大小：100GB，挂载点为 /。
  • 分区表类型：MBR（dos）。
  • 起始扇区：2048（扩容时必须保持一致）。
  • 分区未使用磁盘全部空间，需扩展分区和文件系统。

3. 检查文件系统类型

运行以下命令确认文件系统类型：

df -Th /

输出：

文件系统       类型     1K-块      已用  可用 已用% 挂载点
/dev/vda1      ext4 103080204 103063820     0  100% /

分析：文件系统为 ext4，后续扩展将使用 resize2fs。

问题触发：分区扩展未同步文件系统

触发步骤

为解决磁盘空间不足问题，运维人员尝试扩展 /dev/vda1 分区以使用 /dev/vda 的全部 200G 空间。以下操作触发了 df -h 和 lsblk 不一致的问题：

1. 扩展底层磁盘

  • 操作：在云服务器控制台（如阿里云、AWS）或虚拟机管理器（如 KVM、VMware）将 /dev/vda 从 100G 扩展到 200G。

  • 命令：使系统识别新磁盘大小：

    echo "- - -" > /sys/class/scsi_device/<device>/device/rescan

    （<device> 替换为实际设备，例如 2:0:0:0，可通过 ls /sys/class/scsi_device/ 查看。）

  • 验证：

    lsblk

    输出：

    NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda    253:0    0  200G  0 disk 
└─vda1 253:1    0  100G  0 part /

    分析：磁盘 /dev/vda 已扩展到 200G，但分区 /dev/vda1 仍为 100G。

2. 扩展分区

使用 fdisk 扩展 /dev/vda1 分区：

fdisk /dev/vda

交互过程：

欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改将停留在内存中，直到您决定写入磁盘。
使用写入命令前请谨慎。

命令(输入 m 获取帮助): d
选定分区 1

命令(输入 m 获取帮助): n
分区类型
   p   主分区 (0个主分区，0个扩展分区，4空闲)
   e   扩展分区
选择 (默认 p): p
分区号 (1-4, 默认 1): 1
第一个扇区 (2048-419430399, 默认 2048): 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-419430399, 默认 419430399): [直接回车]

命令(输入 m 获取帮助): p
磁盘 /dev/vda：214.7 GB, 214748364800 字节，419430400 个扇区
...
   设备 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1            2048   419430399   209714176   83  Linux

命令(输入 m 获取帮助): w
分区表已调整。
正在同步磁盘。
3. 使分区表生效

运行以下命令通知内核更新分区表：

partprobe /dev/vda

若提示分区正在使用，则重启：

reboot
4. 验证分区扩展

检查分区是否扩展：

lsblk

输出：

NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda    253:0    0  201G  0 disk 
└─vda1 253:1    0  201G  0 part /

分析：分区 /dev/vda1 已扩展到 201G，但未扩展文件系统。

问题原因

  • 分区扩展完成：通过 fdisk 扩展了 /dev/vda1 分区，lsblk 显示新分区大小（201G）。
  • 文件系统未扩展：文件系统仍基于旧分区大小（99G），未同步到新分区大小，导致 df -h 显示容量未变化。
  • 机制差异：lsblk 显示分区大小（底层块设备），而 df -h 显示文件系统大小，两者未同步是常见问题。

问题发现：df -h 和 lsblk 不一致

在完成分区扩展后，运行以下命令发现问题：

df -h
lsblk

输出：

[root@master ~]# df -h
文件系统        容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs        7.5G     0  7.5G    0% /dev
tmpfs           7.5G     0  7.5G    0% /dev/shm
tmpfs           7.5G  5.3M  7.5G    1% /run
tmpfs           7.5G     0  7.5G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/vda1        99G   78G   17G   83% /

[root@master ~]# lsblk
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
vda    253:0    0  201G  0 disk 
└─vda1 253:1    0  201G  0 part /

问题：

  • lsblk 显示 /dev/vda1 为 201G，说明分区扩展成功。
  • df -h 显示 /dev/vda1 仍为 99G，说明文件系统未扩展。
    结论：需扩展文件系统以匹配分区大小。

解决方案

1. 备份数据

扩容操作可能导致数据丢失，强烈建议备份：

rsync -a / /mnt/backup

注意：确保备份完整后再继续。

2. 检查文件系统完整ity

在扩展文件系统前，检查 ext4 文件系统：

e2fsck -f /dev/vda1

注意：根分区无法直接卸载，若需检查，进入单用户模式：

init 1
e2fsck -f /dev/vda1
init 5

预期输出：

e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
/dev/vda1: clean, 123456/6553600 files, 26211839/26211839 blocks

3. 扩展文件系统

确认文件系统类型：

df -Th / | awk '{print $2}' | tail -n 1

输出：

ext4

扩展 ext4 文件系统：

resize2fs /dev/vda1

预期输出：

resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/vda1 to 52428544 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/vda1 is now 52428544 blocks long.

4. 验证扩容结果

运行以下命令确认扩容效果：

lsblk | grep vda1
df -h / | grep vda1

预期输出：

└─vda1 253:1    0  201G  0 part /
/dev/vda1       201G   78G  123G   39% /

常见问题：

  • 若 df -h 未更新，重新挂载：

    mount -o remount /
df -h

    预期输出：

    /dev/vda1       201G   78G  123G   39% /

  • 若 resize2fs 报错 The filesystem is already XXXX blocks long：

    • 文件系统已自动扩展，重新挂载即可。

5. 解决 yum 安装问题（附加）

尝试安装 cloud-utils-growpart 时，遇到 RPM 数据库错误：

错误：db5 错误(11) 来自 dbenv->open：资源暂时不可用
错误：无法使用 db5 - 资源暂时不可用 (11) 打开 Packages 索引

解决步骤：

  1. 删除 RPM 锁文件：

    rm -f /var/lib/rpm/__db*

  2. 重建 RPM 数据库：

    rpm --rebuilddb

    预期输出：

    [无错误输出]

  3. 清理 yum 缓存：

    yum clean all

  4. 安装 cloud-utils-growpart：

    yum install -y cloud-utils-growpart

    预期输出：

    Installed:
  cloud-utils-growpart.x86_64 0.31-1.el7
Complete!

使用 growpart 扩展分区（可选）：

growpart /dev/vda 1
resize2fs /dev/vda1

预期输出：

CHANGED: partition=1 start=2048 old: size=209713119 end=209715167 new: size=419426303 end=419430399

注意事项

  • 备份优先：任何磁盘操作前必须备份数据。

  • 起始扇区：重建分区时，起始扇区必须为 2048，否则数据会丢失。

  • 分区表类型：本案例为 MBR 分区表，若为 GPT，建议使用 parted：

    parted /dev/vda

  • 云服务器：确保磁盘已在云平台控制台扩展。

  • 文件系统缓存：若 df -h 未更新，重新挂载：

    mount -o remount /

  • 救援模式：若误操作导致系统无法启动，使用 Live CD/USB 修复。

总结

通过 df -h 和 lsblk 发现分区扩展未同步文件系统的问题，确认问题源于使用 fdisk 扩展分区后未执行文件系统扩展。使用 resize2fs 扩展 ext4 文件系统，最终使根分区容量从 99G 扩展到 201G，解决了空间不足问题。文档详细记录了命令、输入输出、问题原因及解决步骤，确保运维人员可安全复现扩容操作。

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