Ubuntu LVM 系统盘剩余容量扩充到 root 分区

1. 问题场景

安装 Ubuntu Server 时，如果安装程序使用了 LVM 默认配置，通常只会分配磁盘的一部分给 root 逻辑卷（Logical Volume），剩余空间留在 Volume Group 中未使用。例如：

• 磁盘总容量 200GB
• root 分区仅分配了 98.5GB
• VG 中还有 98.5GB 空闲

此时需要将剩余空间在线扩充到 / 分区，无需重启、无需卸载。

2. 前置知识

在动手之前，理解 LVM 的三层抽象有助于你排查更复杂的场景：

扩容的本质就是：池（VG）里有空闲空间 → 划给虚拟分区（LV）→ 通知文件系统去用新空间。

PE (Physical Extent) 是 LVM 的最小分配单位，默认 4MiB。lvextend -l +100%FREE 中的 -l 就是以 PE 为单位分配——+100%FREE 表示"把 VG 中所有空闲 PE 全给这个 LV"。

3. 检查当前磁盘布局

使用 lsblk 查看分区和挂载点：

lsblk -o NAME,SIZE,TYPE,FSTYPE,MOUNTPOINT,FSAVAIL,FSUSE%

输出示例：

NAME                        SIZE TYPE FSTYPE      MOUNTPOINT   FSAVAIL FSUSE%
sda                         200G disk
├─sda1                        1G part vfat        /boot/efi       1G     1%
├─sda2                        2G part ext4        /boot         1.7G     5%
└─sda3                    196.9G part LVM2_member
  └─ubuntu--vg-ubuntu--lv  98.5G lvm  ext4        /            79.5G    12%

可以看到：

• sda3 是整个 LVM 物理卷（PV），大小 196.9G
• ubuntu--vg 是 Volume Group
• ubuntu--lv 是 Logical Volume，只用了 98.5G
• 还有约 98.5G 空闲空间在 VG 中未被分配

再用 vgs / lvs / pvs 确认 LVM 状态：

vgs && lvs && pvs

输出示例：

VG        #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree
ubuntu-vg   1   1   0 wz--n- <196.95g 98.47g

LV         VG        Attr       LSize
ubuntu-lv  ubuntu-vg -wi-ao---- 98.47g

PV         VG        Fmt  Attr PSize    PFree
/dev/sda3  ubuntu-vg lvm  a--  <196.95g 98.47g

关键信息：VFree = 98.47g，说明 VG 中有大量空闲空间等待分配。

💡 小技巧： 如果 lsblk 输出太杂乱，可以只看 LVM 相关行：lsblk | grep -E '(lvm|disk$)'

4. 一步扩容：LV + 文件系统

Ubuntu 默认使用 ext4 文件系统，支持在线 resize。只需两条命令：

# 将 VG 中所有剩余空间分配给 LV
sudo lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

# 在线扩展 ext4 文件系统
sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

命令详解

⚠️ 文件系统差异： 如果文件系统是 XFS（如 CentOS/RHEL 默认），需使用 xfs_growfs / 而非 resize2fs。Ubuntu 默认是 ext4，所以用 resize2fs。如果不确定，用 df -T / 查看 Type 列。

执行输出示例：

Size of logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv changed from 98.47 GiB (25209 extents) to <196.95 GiB (50418 extents).
Logical volume ubuntu-vg/ubuntu-lv successfully resized.

resize2fs 1.47.2 (1-Jan-2025)
Filesystem at /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is mounted on /; on-line resizing required
old_desc_blocks = 13, new_desc_blocks = 25
The filesystem on /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv is now 51628032 (4k) blocks long.

5. 验证结果

df -h /
lsblk /dev/sda

最终输出：

Filesystem                       Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv  194G   12G  173G   7% /

NAME                      MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda                         8:0    0   200G  0 disk
├─sda1                      8:1    0     1G  0 part /boot/efi
├─sda2                      8:2    0     2G  0 part /boot
└─sda3                      8:3    0 196.9G  0 part
  └─ubuntu--vg-ubuntu--lv 252:0    0 196.9G  0 lvm  /

/ 从 98.5G → 196.9G，剩余空间全部并入，零停机、零重启。

6. 与 CentOS 方案的区别

之前写过一篇 CentOS 7 磁盘扩容，流程复杂得多——需要 fdisk 手动创建新分区、partprobe 重读分区表、pvcreate 创建 PV、vgextend 扩展 VG，最后才 lvextend + xfs_growfs。

而 Ubuntu 安装器（subiquity）在安装时已经将整块磁盘作为一个 PV 加入了 VG，只是 LV 没有分配全部空间。所以只需要一步 lvextend + resize2fs 即可，无需操作分区表。

7. 排障指南

7.1 resize2fs 报错 “No space left on device”

原因： VG 中已经没有空闲空间了，或者 LV 已经占满了 VG。

排查： vgs 看 VFree 是否为 0。如果 VFree 有值但 resize2fs 报错，检查 LV 大小是否已经等于 VG 大小。

7.2 磁盘没有整盘作为 PV

如果你的 lsblk 输出中 sda3 的大小明显小于磁盘总容量（比如 200G 磁盘只有 100G 的 sda3），说明安装时没有把整盘分给 LVM。此时需要：

1. fdisk 或 gdisk 创建新分区
2. pvcreate 创建新 PV
3. vgextend 加入 VG
4. 再执行 lvextend + resize2fs

步骤与上面 CentOS 7 方案一致。

7.3 文件系统是 XFS 不是 ext4

# 先确认文件系统类型
df -T /

# 如果是 xfs，用这个替代 resize2fs
sudo xfs_growfs /

XFS 的 xfs_growfs 只能以挂载点为参数（/），不能指定设备路径。

8. 安全提示

• LVM 操作有风险，虽然 lvextend 和 resize2fs 非常成熟，但生产环境操作前建议备份重要数据
• 如果使用了 LVM 快照（lvcreate -s），需要在扩容前确认快照不会因 COW 写满
• 扩容是安全的（只增加不减少），缩容（lvreduce / resize2fs 缩小）才危险——必须先缩文件系统再缩 LV，顺序错了直接丢数据

9. 总结

Ubuntu LVM 磁盘扩容的核心思路：

1. lsblk 看磁盘布局，确认 PV 已覆盖整盘
2. vgs 确认 VG 中有空闲空间（VFree）
3. lvextend 将空闲空间分配给 LV
4. resize2fs 在线扩展文件系统

整个过程 30 秒完成，无需重启，适合生产环境在线操作。

扩展阅读：

• CentOS 7 系统盘剩余容量扩充到 root 分区