CentOS 7 虚拟机不停机扩容磁盘
前言
最近在ESXI上做 CentOS 7 虚拟机的磁盘扩容，发现 CentOS 7 虚拟机默认安装的磁盘空间大小为 40GB，网上爬来的文章大多需要重启虚拟机，这对于生产环境的虚拟机来说是不合适的。因此，需要找到一种不停机的扩容方式。
其中大部分文章里，需要停机的原因有两处：
- 编辑现有磁盘需要停止VM，这个在ESXI上是不必要的。ESXI上可以直接在VM的设置中增加磁盘，或者修改现有磁盘大小。
- 扩容磁盘完成分区创建后，需要重启虚拟机以便虚拟机识别到新增加的分区。这个在centos上，也仅限针对当前磁盘进行扩容，但是可以通过
partprobe命令让Linux内核识别到新增分区。而如果是通过新增磁盘的方式，则不需要该命令Linux内核便可以识别到。
因此，本文重点介绍通过扩容磁盘的方式实现不停机的磁盘扩容方案。
扩容方案1：新增磁盘
这种方式是最简单的，不需要停机，直接在VM设置中增加磁盘即可。然后VM里通过fdisk创建新的分区，pvcreate创建新的物理卷，vgextend将新的物理卷添加到VG中，然后lvresize调整LVM的大小，最后xfs_growfs调整文件系统大小。
这种方式简单粗暴，网上文章里提及的需要重启的点，都可以忽略。
扩容方案2：现有磁盘扩容
很多时候，我们并不想新增一块磁盘，哪怕是虚拟的（洁癖作祟吗？）。这时，我们可以选择现有磁盘进行扩容。
这种方式也可以做到不停机扩容。具体步骤如下：
1. 宿主机操作 - 扩容现有磁盘
- 在ESXI上，找到要扩容的虚拟机，点击
编辑，找到要扩容的磁盘，修改磁盘大小后保存。
2. 虚拟机操作 - 创建磁盘分区
- 登录到虚拟机，使用
fdisk -l命令查看现有磁盘信息。因为上一步修改的是默认的唯一磁盘，而非新增磁盘，这时centos并不能识别到磁盘大小的变化。
[root@test-env ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：42.9 GB, 42949672960 字节，83886080 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：0x000ede20
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sda2 2099200 83886079 40893440 8e Linux LVM
磁盘 /dev/mapper/centos-root：37.6 GB, 37576769536 字节，73392128 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 /dev/mapper/centos-swap：4294 MB, 4294967296 字节，8388608 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
要解决这个问题，只需要手动rescan让centos识别到磁盘大小的变化就可以了。
# 先列出所有的scsi设备
[root@test-env ~]# ls /sys/class/scsi_device/
0:0:0:0 3:0:0:0
# 一般第一个是默认的硬盘设备，强制重新扫描该设备
[root@test-env ~]# echo 1 > /sys/class/scsi_device/0\:0\:0\:0/device/rescan
# 再次查看磁盘信息
[root@test-env ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：107.4 GB, 107374182400 字节，209715200 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：0x000ede20
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sda2 2099200 83886079 40893440 8e Linux LVM
磁盘 /dev/mapper/centos-root：37.6 GB, 37576769536 字节，73392128 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 /dev/mapper/centos-swap：4294 MB, 4294967296 字节，8388608 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
- 创建磁盘分区，使用
fdisk命令，在现有磁盘上增加一个分区。
通过n，p，t，w命令，分别创建主分区，扩展分区，设置分区类型，其中分区类型为8e，最后保存并退出。
[root@test-env ~]# fdisk /dev/sda
欢迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改将停留在内存中，直到您决定将更改写入磁盘。
使用写入命令前请三思。
命令(输入 m 获取帮助)：n
Partition type:
p primary (2 primary, 0 extended, 2 free)
e extended
Select (default p):
Using default response p
分区号 (3,4，默认 3)：
起始 扇区 (83886080-209715199，默认为 83886080)：
将使用默认值 83886080
Last 扇区, +扇区 or +size{K,M,G} (83886080-209715199，默认为 209715199)：
将使用默认值 209715199
分区 3 已设置为 Linux 类型，大小设为 60 GiB
命令(输入 m 获取帮助)：t
分区号 (1-3，默认 3)：
Hex 代码(输入 L 列出所有代码)：8e
已将分区“Linux”的类型更改为“Linux LVM”
命令(输入 m 获取帮助)：w
The partition table has been altered!
Calling ioctl() to re-read partition table.
WARNING: Re-reading the partition table failed with error 16: 设备或资源忙.
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)
正在同步磁盘。
- 再次执行
fdisk -l命令，查看磁盘信息。可以看到新创建的分区已经出现了，且分区类型为Linux LVM。
[root@test-env ~]# fdisk -l
磁盘 /dev/sda：107.4 GB, 107374182400 字节，209715200 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：0x000ede20
设备 Boot Start End Blocks Id System
/dev/sda1 * 2048 2099199 1048576 83 Linux
/dev/sda2 2099200 83886079 40893440 8e Linux LVM
/dev/sda3 83886080 209715199 62914560 8e Linux LVM
磁盘 /dev/mapper/centos-root：37.6 GB, 37576769536 字节，73392128 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 /dev/mapper/centos-swap：4294 MB, 4294967296 字节，8388608 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
3. 虚拟机操作 - 创建物理卷
- 使用
pvcreate命令，创建新的物理卷。这时如果是没有重启过的虚拟机，可能会出现如下错误：
[root@test-env ~]# pvcreate /dev/sda3
Device /dev/sda3 not found.
不重启虚拟机解决起来也很简单，只需要执行partprobe命令，让Linux内核识别到新增的分区即可。
[root@test-env ~]# partprobe
执行完后可以通过cat /proc/partitions查看新的分区是否已经识别到。识别成功后再次执行pvcreate命令创建物理卷。
[root@test-env ~]# cat /proc/partitions
major minor #blocks name
8 0 104857600 sda
8 1 1048576 sda1
8 2 40893440 sda2
8 3 62914560 sda3
11 0 1048575 sr0
253 0 36696064 dm-0
253 1 4194304 dm-1
[root@test-env ~]# pvcreate /dev/sda3
Physical volume "/dev/sda3" successfully created.
至此物理卷创建完成，后面的操作都可以不停机进行。
- 使用
pvdisplay命令，查看物理卷信息。
[root@test-env ~]# pvdisplay
--- Physical volume ---
PV Name /dev/sda2
VG Name centos
PV Size <39.00 GiB / not usable 3.00 MiB
Allocatable yes (but full)
PE Size 4.00 MiB
Total PE 9983
Free PE 0
Allocated PE 9983
PV UUID cQ3prZ-Ze7x-yxrs-sfze-EkX8-rMfu-JhOWAy
"/dev/sda3" is a new physical volume of "60.00 GiB"
--- NEW Physical volume ---
PV Name /dev/sda3
VG Name
PV Size 60.00 GiB
Allocatable NO
PE Size 0
Total PE 0
Free PE 0
Allocated PE 0
PV UUID eqDvMF-TrUX-NygK-2cuZ-EveD-YoII-RrEw9i
4. 虚拟机操作 - 扩容VG
-
使用
vgdisplay命令，查看VG信息。 -
使用
vgextend命令，将新的物理卷添加到VG中。
[root@test-env ~]# vgextend centos /dev/sda3
Volume group "centos" successfully extended
4. 虚拟机操作 - 扩容逻辑卷
-
使用
lvdisplay命令，查看LVM信息。 -
使用
lvextend命令，调整LVM的大小。具体大小要根据上一步的vgdisplay查看可扩容的大小，需要注意的是大小会比显示的略小一些。例如这里给出的free空间为小于60.00GiB，所以这里扩容到59.9GiB。
[root@test-env ~]# vgdisplay
--- Volume group ---
VG Name centos
System ID
Format lvm2
Metadata Areas 2
Metadata Sequence No 4
VG Access read/write
VG Status resizable
MAX LV 0
Cur LV 2
Open LV 2
Max PV 0
Cur PV 2
Act PV 2
VG Size 98.99 GiB
PE Size 4.00 MiB
Total PE 25342
Alloc PE / Size 9983 / <39.00 GiB
Free PE / Size 15359 / <60.00 GiB
VG UUID xf6qKP-J3yB-tyqS-nbeX-wv0l-L4S0-1KDz1p
[root@test-env ~]# lvextend -L+59.9G /dev/mapper/centos-root
Rounding size to boundary between physical extents: 59.90 GiB.
Size of logical volume centos/root changed from <35.00 GiB (8959 extents) to <94.90 GiB (24294 extents).
Logical volume centos/root successfully resized.
- 使用
xfs_growfs命令，调整文件系统大小，以让系统识别。最后可以通过df -h命令查看文件系统变更后的大小。
[root@test-env ~]# xfs_growfs /dev/mapper/centos-root
meta-data=/dev/mapper/centos-root isize=512 agcount=4, agsize=2293504 blks
= sectsz=512 attr=2, projid32bit=1
= crc=1 finobt=0 spinodes=0
data = bsize=4096 blocks=9174016, imaxpct=25
= sunit=0 swidth=0 blks
naming =version 2 bsize=4096 ascii-ci=0 ftype=1
log =internal bsize=4096 blocks=4479, version=2
= sectsz=512 sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none extsz=4096 blocks=0, rtextents=0
data blocks changed from 9174016 to 24877056
[root@test-env ~]# df -h
文件系统 容量 已用 可用 已用% 挂载点
devtmpfs 16G 0 16G 0% /dev
tmpfs 16G 0 16G 0% /dev/shm
tmpfs 16G 9.0M 16G 1% /run
tmpfs 16G 0 16G 0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 95G 20G 76G 21% /
/dev/sda1 1014M 142M 873M 14% /boot
tmpfs 3.2G 0 3.2G 0% /run/user/0