在实际工作中，经常会遇到磁盘扩容或分区等任务，但由于对相关概念不够了解，往往会感到不安，担心操作失误导致严重后果。借着最近的实践经验，我决定系统地总结这些知识点。
一、概念
- 磁盘（Disk）
磁盘是计算机中用于存储数据的硬件设备。在Linux系统中，磁盘通常以/dev/sdX或/dev/hdX的形式表示，其中X是一个字母，如a、b、c等，代表不同的磁盘。
使用 fdisk -l 命令可以查看磁盘的信息：
Disk /dev/sda：931.51 GiB，1000204886016 字节，1953525168 个扇区 Disk model: WDC WD10EZEX-22M 单元：扇区 / 1 * 512 = 512 字节 扇区大小(逻辑/物理)：512 字节 / 4096 字节 I/O 大小(最小/最佳)：4096 字节 / 4096 字节 磁盘标签类型：gpt 磁盘标识符：A32AF1D7-ED2D-415F-9C4F-7A6793900899
其中，磁盘标签类型（也就是分区表类型），gpt（GUID）分区表是一种较新的标准，用于UEFI固件的系统。它提供了更多的灵活性，允许更大的磁盘和更多的分区。GPT磁盘可以有128个分区，并且具有更好的数据保护机制，例如备份分区表。
- 分区（Partition）
分区是在磁盘上划分出来的独立存储区域，每个分区可以视为一个独立的磁盘。Linux通过在磁盘上创建多个分区来实现数据的分类存储。分区可以通过fdisk或gdisk等工具创建，格式化后可挂载到文件系统的目录下使用。
使用 fdisk -l 可以查看每个磁盘的分区信息：
设备 起点 末尾 扇区 大小 类型 /dev/sda1 2048 1953523711 1953521664 931.5G Linux 文件系统
- 物理卷（Physical Volume, PV）
在LVM（Logical Volume Manager）中，物理卷是指用来构建卷组的基本存储单元。物理卷可以是一个磁盘的全部或部分分区。例如，在Ubuntu中，你可以将整个磁盘或其某个分区转换为物理卷。但是物理卷本身通常不会被直接挂载，相反，它们会被组合成卷组（VG），然后从卷组中创建逻辑卷（LV）。
查看命令：
sudo pvs
- 卷组（Volume Group, VG）
卷组是由一个或多个物理卷组成的集合，它是逻辑卷的基础。卷组提供了比单个物理卷更大的存储池，允许在其上创建多个逻辑卷。查看命令：
sudo vgs
- 逻辑卷（Logical Volume, LV）
逻辑卷是卷组中的可分配存储空间，它类似于传统的磁盘分区，但提供了更多的灵活性。逻辑卷可以在不重新分区的情况下动态调整大小，而且可以跨越多个物理硬盘。查看命令：
sudo lvs
说明：我们使用mount命令挂载时，通常是指分区或者逻辑卷。
二、系统磁盘扩容操作
下面是如何在Ubuntu 22.04 Server上进行系统磁盘扩容的步骤：
步骤1：添加新磁盘
假设你已经连接了一个新的磁盘，它可能显示为/dev/sdb。
步骤2：初始化磁盘
使用parted或gdisk创建一个新的分区表。这里我们使用gdisk：
sudo gdisk /dev/sdb
然后按照提示创建一个新的分区。
步骤3：创建物理卷
将新创建的分区转换为物理卷：
sudo pvcreate /dev/sdb1
步骤4：扩展卷组
将新创建的物理卷添加到现有的卷组中：
sudo vgextend vg_name /dev/sdb1
这里的vg_name需要替换为你实际的卷组名称。
步骤5：扩展逻辑卷
现在，你可以选择扩展一个或多个逻辑卷。首先，检查当前卷组的可用空间：
sudo lvdisplay
然后，扩展逻辑卷：
sudo lvextend -L +10G /dev/vg_name/lv_name
这里的+10G表示增加10GB的空间，lv_name需要替换为你的逻辑卷名称。
步骤6：调整文件系统
最后，你需要调整文件系统以利用新增加的空间：
sudo resize2fs /dev/vg_name/lv_name
创建一个新的逻辑卷，并将该卷组的剩余空间加到这个新的逻辑卷上：
sudo lvcreate -n new_lv -l +100%FREE ubuntu-vg-1
如果该逻辑卷没有格式化，则需要先进行格式化：
sudo mkfs.xfs /dev/ubuntu-vg-1/new_lv
关于格式化类型：
EXT4 更适合需要快速读取大量小文件或对兼容性要求较高的场景。XFS 更适合需要处理大型文件、高并发访问和高负载的系统。
三、/etc/fstab 挂载说明
通常，每行代表一个挂载点，格式如下：
<文件系统> <挂载点> <类型> <选项> <转储频率> <检查顺序>
其中：
-
是设备标识符，可以是设备名（如/dev/sda1）、UUID 或标签。 -
是文件系统在文件层次结构中的位置。 -
是文件系统的类型，例如xfs。 -
是挂载选项，例如defaults（表示使用默认选项）、noauto（表示不自动挂载）、ro（只读模式）、rw（读写模式）等。 -
是一个整数值，表示是否将文件系统的内容保存到磁带设备中进行备份（0 表示不保存，1 表示保存）。 -
是一个整数值，表示在启动时是否对文件系统进行检查（0 表示不检查，1 表示检查，通常根文件系统会被设为 1，其他文件系统设为 2）。
对于使用 mkfs.xfs 格式化的逻辑卷，假设逻辑卷的设备名是 /dev/ubuntu-vg/new_lv，挂载点是 /data，你可以按照下面的方式在 /etc/fstab 文件中添加一行：
UUID=$(blkid -s UUID -o value /dev/ubuntu-vg/new_lv) /data/new_data xfs defaults 0 2 # 或者 /dev/ubuntu-vg/new_lv /data xfs defaults 0 2
执行挂载：
sudo mount -a
如果一切正常，这时重启的时候才会自动挂载。
