Linux 磁盤擴容實戰案例：從問題發現到完美解決

案例背景

某企業服務器根目錄 (/) 空間不足，運維人員通過 df -h 發現 /dev/vda1 分區已 100% 占滿（99G 已用）。檢查發現物理磁盤 /dev/vda 已擴展至 200G，但分區和文件系統未完全擴展，導致 df -h 和 lsblk 輸出不一致。本文檔記錄從問題排查、觸發、發現到成功擴容的詳細過程，包括具體命令、輸入輸出及問題原因分析。

初始狀態檢查

1. 磁盤空間查看

運行以下命令檢查磁盤使用情況：

df -h

初始輸出：

文件系統        容量  已用  可用 已用% 掛載點
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：根分區 /dev/vda1 已滿（99G 已用，0 可用），需擴容。

2. 檢查磁盤和分區情況

運行以下命令查看磁盤和分區信息：

lsblk
fdisk -l /dev/vda

輸出：

[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
磁盤 /dev/vda：214.7 GB, 214748364800 字節，419430400 個扇區
Units = 扇區 of 1 * 512 = 512 bytes
扇區大小(邏輯/物理)：512 字節 / 512 字節
I/O 大小(最小/最佳)：512 字節 / 512 字節
磁盤標簽類型：dos
磁盤標識符：0x000c4c7a設備 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1   *        2048   209715166   104856559+  83  Linux

分析：

• 磁盤 /dev/vda 大小：200GB（214.7 GB）。
• 分區 /dev/vda1 大小：100GB，掛載點為 /。
• 分區表類型：MBR（dos）。
• 起始扇區：2048（擴容時必須保持一致）。
• 分區未使用磁盤全部空間，需擴展分區和文件系統。

3. 檢查文件系統類型

運行以下命令確認文件系統類型：

df -Th /

輸出：

文件系統       類型     1K-塊      已用  可用 已用% 掛載點
/dev/vda1      ext4 103080204 103063820     0  100% /

分析：文件系統為 ext4，后續擴展將使用 resize2fs。

問題觸發：分區擴展未同步文件系統

觸發步驟

為解決磁盤空間不足問題，運維人員嘗試擴展 /dev/vda1 分區以使用 /dev/vda 的全部 200G 空間。以下操作觸發了 df -h 和 lsblk 不一致的問題：

1. 擴展底層磁盤

• 操作：在云服務器控制臺（如阿里云、AWS）或虛擬機管理器（如 KVM、VMware）將 /dev/vda 從 100G 擴展到 200G。

• 命令：使系統識別新磁盤大小：

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

  （<device> 替換為實際設備，例如 2:0:0:0，可通過 ls /sys/class/scsi_device/ 查看。）

• 驗證：

  lsblk
  

  輸出：

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

  分析：磁盤 /dev/vda 已擴展到 200G，但分區 /dev/vda1 仍為 100G。

2. 擴展分區

使用 fdisk 擴展 /dev/vda1 分區：

fdisk /dev/vda

交互過程：

歡迎使用 fdisk (util-linux 2.23.2)。
更改將停留在內存中，直到您決定寫入磁盤。
使用寫入命令前請謹慎。命令(輸入 m 獲取幫助): d
選定分區 1命令(輸入 m 獲取幫助): n
分區類型p   主分區 (0個主分區，0個擴展分區，4空閑)e   擴展分區
選擇 (默認 p): p
分區號 (1-4, 默認 1): 1
第一個扇區 (2048-419430399, 默認 2048): 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G,T,P} (2048-419430399, 默認 419430399): [直接回車]命令(輸入 m 獲取幫助): p
磁盤 /dev/vda：214.7 GB, 214748364800 字節，419430400 個扇區
...設備 Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vda1            2048   419430399   209714176   83  Linux命令(輸入 m 獲取幫助): w
分區表已調整。
正在同步磁盤。

3. 使分區表生效

運行以下命令通知內核更新分區表：

partprobe /dev/vda

若提示分區正在使用，則重啟：

reboot

4. 驗證分區擴展

檢查分區是否擴展：

lsblk

輸出：

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

分析：分區 /dev/vda1 已擴展到 201G，但未擴展文件系統。

問題原因

• 分區擴展完成：通過 fdisk 擴展了 /dev/vda1 分區，lsblk 顯示新分區大小（201G）。
• 文件系統未擴展：文件系統仍基于舊分區大小（99G），未同步到新分區大小，導致 df -h 顯示容量未變化。
• 機制差異：lsblk 顯示分區大小（底層塊設備），而 df -h 顯示文件系統大小，兩者未同步是常見問題。

問題發現：df -h 和 lsblk 不一致

在完成分區擴展后，運行以下命令發現問題：

df -h
lsblk

輸出：

[root@master ~]# df -h
文件系統        容量  已用  可用 已用% 掛載點
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 /

問題：

• lsblk 顯示 /dev/vda1 為 201G，說明分區擴展成功。
• df -h 顯示 /dev/vda1 仍為 99G，說明文件系統未擴展。
  結論：需擴展文件系統以匹配分區大小。

解決方案

1. 備份數據

擴容操作可能導致數據丟失，強烈建議備份：

rsync -a / /mnt/backup

注意：確保備份完整后再繼續。

2. 檢查文件系統完整ity

在擴展文件系統前，檢查 ext4 文件系統：

e2fsck -f /dev/vda1

注意：根分區無法直接卸載，若需檢查，進入單用戶模式：

init 1
e2fsck -f /dev/vda1
init 5

預期輸出：

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

3. 擴展文件系統

確認文件系統類型：

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

輸出：

ext4

擴展 ext4 文件系統：

resize2fs /dev/vda1

預期輸出：

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. 驗證擴容結果

運行以下命令確認擴容效果：

lsblk | grep vda1
df -h / | grep vda1

預期輸出：

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

常見問題：

• 若 df -h 未更新，重新掛載：

  mount -o remount /
  df -h
  

  預期輸出：

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

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

  • 文件系統已自動擴展，重新掛載即可。

5. 解決 yum 安裝問題（附加）

嘗試安裝 cloud-utils-growpart 時，遇到 RPM 數據庫錯誤：

錯誤：db5 錯誤(11) 來自 dbenv->open：資源暫時不可用
錯誤：無法使用 db5 - 資源暫時不可用 (11) 打開 Packages 索引

解決步驟：

1. 刪除 RPM 鎖文件：

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

2. 重建 RPM 數據庫：

   rpm --rebuilddb
   

   預期輸出：

   [無錯誤輸出]
   

3. 清理 yum 緩存：

   yum clean all
   

4. 安裝 cloud-utils-growpart：

   yum install -y cloud-utils-growpart
   

   預期輸出：

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

使用 growpart 擴展分區（可選）：

growpart /dev/vda 1
resize2fs /dev/vda1

預期輸出：

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

注意事項

• 備份優先：任何磁盤操作前必須備份數據。

• 起始扇區：重建分區時，起始扇區必須為 2048，否則數據會丟失。

• 分區表類型：本案例為 MBR 分區表，若為 GPT，建議使用 parted：

  parted /dev/vda
  

• 云服務器：確保磁盤已在云平臺控制臺擴展。

• 文件系統緩存：若 df -h 未更新，重新掛載：

  mount -o remount /
  

• 救援模式：若誤操作導致系統無法啟動，使用 Live CD/USB 修復。

總結

通過 df -h 和 lsblk 發現分區擴展未同步文件系統的問題，確認問題源于使用 fdisk 擴展分區后未執行文件系統擴展。使用 resize2fs 擴展 ext4 文件系統，最終使根分區容量從 99G 擴展到 201G，解決了空間不足問題。文檔詳細記錄了命令、輸入輸出、問題原因及解決步驟，確保運維人員可安全復現擴容操作。