最近遇到一点困扰，就是我创建的虚拟机磁盘空间在使用过程中不足了，该如何动态扩容呢？没想到这里面也藏着不少linux基础知识，下面我就来说说。

了解LVM

每个虚拟机都是需要一块硬盘的，实际是从宿主机划分出来的给虚拟机使用的。

PVE虚拟机是基于linux的，它使用LVM管理宿主机磁盘，所以每个虚拟机仅仅是从LVM的VG（volume group卷组）中新建一个固定大小的LV（logical volume），提供给特定的一个虚拟机实例作为虚拟化的硬盘使用。

想实现虚拟机硬盘动态扩容，我们必须明白linux的LVM硬盘管理，因为只有LVM可以实现对一个已有的硬盘分区扩容。

为了说LVM，我们先得搞明白传统的硬盘管理，传统的硬盘管理包含4步：

• 块设备：插在机器上的一块硬盘。
• 硬盘分区：把块设备分成多个分区，每个分区固定大小。
• 文件系统：如果想要使用硬盘某分区，需要在这个分区上制作文件系统，比如：ext4格式。
• 挂载目录：最终把做好的文件系统通过mount命令挂载到某个目录下，就可以读写分区内的数据了。

传统硬盘分区方案的问题是，一旦我们把操作系统安装到某个分区内，那么这个分区大小就无法改变了，随着数据变多硬盘就塞满了。想要扩容的话，我们只能选定某个目录挂载一块新的硬盘，然后把一些较大的数据手动迁移进去，总之我们会因为容量问题严重影响到使用体验。

LVM则可以对一个已有的文件系统（当然对应一个硬盘分区）进行扩容，这就是它厉害的地方。

LVM的使用过程是这样的：

• 块设备：给机器插上新的硬盘。
• 硬盘分区：把块设备分成多个分区（1个分区用尽整块磁盘也可以，无所谓），每个分区的大小也是固定的。
• 创建物理卷（PV）：按照LVM的规则，把每个硬盘分区创建为一个物理卷（physical volume）。
• 创建卷池（VG）：新建的物理卷就像一桶矿泉水，把它们加入到一个VG大池子里面，这样池子里的水（硬件空间）就会变多。
• 创建逻辑卷（LV）：想要划分一块硬盘空间拿来使用，只需要从VG里面取一瓢水出来即可，这个划分出来的硬盘空间叫做一个LV（logical volume）。
• 文件系统：现在可以对LV制作文件系统，比如：ext4格式。
• 挂载目录：现在可以把在做好文件系统的LV挂载到某个目录，就可以访问了。

我们在安装操作系统的时候可以选择基于LVM管理硬盘，安装程序默认会把整个硬盘作为1个分区，创建分区对应的PV，创建1个VG并把该PV加入到VG中，然后从VG中划出1个LV格式化ext文件系统，然后把整个操作系统安装到这个LV里。

大家可以看一下LVM的一个简明教程，了解从一块裸硬盘到一个LV的全过程命令。

LVM与虚拟机的关系

首先，PVE本身是把宿主机硬盘做成了LVM，新建虚拟机则划分一个LV给它作为虚拟化的硬盘使用。

所以，我们很容易给虚拟机新增更多虚拟化硬盘，只需要在宿主机上划分更多LV挂给KVM即可。

通过宿主机划分更多的LV，可以全部虚拟化成硬盘提供给某个虚拟机，这样可以让虚拟机中识别的硬盘越来越多。

虚拟机内其实并不知道宿主机上的LVM，它看到的只是若干硬盘对应的块设备，所以它自身也需要使用LVM，才能将更多的块设备加入到VG中，并且对已有的LV进行扩容。

观察虚拟机

我有一个debian虚拟机，一开始只给了它10G的虚拟化硬盘：

当然这块10G的盘是PVE中划分出的一个LV逻辑卷。

进入到虚拟机内，我们看一下这个块设备：

sda就是10G的盘，被分成了3个分区：sda1、sd2、sda5。

sda1是引导分区，sda2不知道是什么作用，sda5是一个LVM类型的分区，我们详细分析一下这个分区。

pv display就是看PV，可见/dev/sd5分区被创建为了一个PV，它被加入到了VG池子debian-vg中，所以我们再看一下debian-vg这个池子：

目前这个VG池子里只有1个PV加入，贡献了大约9.76GB的硬盘空间。

VG被划分出2个LV供使用，我们看一下是哪些LV：

可见，2个LV类似于2个块设备，路径分别是/dev/debian-vg/root和/dev/debian-bg/swap_1，这是debian安装操作系统过程中创建好的。

第一个LV安装操作系统的所有内容，所以占了大部分空间，大约是8.76G；后者是作为swap分区使用的，大约是1GB。

有了LV，就可以做文件系统了，我们可以看一下：

可见，root那个LV被挂载到了/根目录，所以整个操作系统都在占用这个LV的空间，后续我们一旦发现硬盘耗尽，就需要对这个LV进行原地扩容即可，前提是LV所属的VG”续了足够多的水”。

扩容LV

为了扩容，我们需要先插一块新硬盘到虚拟机上，然后再进入虚拟机内操作。

在虚拟机内，把这块硬盘的所有容量划入1个分区，分区类型是LVM类型。

然后把这个分区创建为PV，然后把PV加入之前LV所在的VG里面，然后再对LV进行硬盘扩容。

扩容之前的LV上做了文件系统，在LV扩容后需要对文件系统进行在线重做，这样LV新增的扇区才能被文件系统管理到，从而可以访问。

在宿主机上新建LV，作为虚拟化sata硬盘插到之前的虚拟机上，然后关机重启虚拟机。

我们看到了新加入的sdb块设备，大小60G。

对其进行分区：

输入n新建一个主分区，占用60G空间即可：

把这个分区改成LVM类型：

p查看一下分区情况，然后w保存退出：

为这个分区生成一个PV：

把这个PV加入到VG：

把/dev/sdb1这个PV加入到之前的debian-vg这个VG中，现在VG蓄水池已经变大为70G（原先的10G+新增60G）：

现在可以给挂载在/的LV扩容到60G：

现在虽然LV扩大为60G，但是文件系统还是原先的8.6G：

现在把文件系统更新一下：

因为这个LV挂载在/下面（也就是操作系统），所以属于一种在线文件扩容操作。

再看文件系统，已经扩容完成：

LVM是不是很酷？我们只需要买更多的硬盘扩容给宿主机，然后新建更多的虚拟硬盘给虚拟机，那么虚拟机内就可以无限扩容，是不是很不错？