Ubuntu 22.04 虚拟机中添加新硬盘并扩容存储空间

在日常运维工作中，硬盘空间的不足是常见的问题之一，尤其是在虚拟机环境中，硬盘扩展和存储管理尤为重要。本文将介绍如何在 Ubuntu 22.04 虚拟机中添加新硬盘并扩容当前存储空间的步骤，涵盖硬盘添加、分区、格式化、挂载及扩展现有文件系统等操作。

场景背景

假设我们有一台 Ubuntu 22.04 Desktop 虚拟机，由于数据增长，硬盘空间不足导致系统性能下降，甚至部分服务无法正常运行。此时，扩展存储空间成为了必须的任务。以下步骤将帮助你在不丢失数据的情况下，通过增加新硬盘扩容虚拟机的存储空间。

步骤 1：添加虚拟硬盘

1. 关闭虚拟机
   首先，确保虚拟机处于关闭状态，以便我们进行硬件调整。无论是使用 VMware、VirtualBox、KVM 还是其他虚拟化平台，都可以通过管理界面来添加新的硬盘。

2. 添加新的虚拟硬盘
   在虚拟化平台的设置界面中，选择虚拟机并进入硬件配置。添加一个新的虚拟硬盘（通常为 .vmdk 或 .vdi 文件），设置你需要的硬盘容量。例如，我们可以为虚拟机分配 100GB 的额外存储空间。

3. 启动虚拟机
   硬盘添加完成后，启动虚拟机，准备后续的操作。

步骤 2：识别新硬盘

在 Ubuntu 系统中，我们使用 fdisk 命令来查看新硬盘是否被系统识别。

1. 查看新硬盘
   打开终端，输入以下命令查看磁盘信息：

   sudo fdisk -l
   

   你应该看到新硬盘被列为 /dev/sdb（或者类似名称，具体根据你的虚拟化环境而定）。

步骤 3：分区和格式化新硬盘

1. 分区新硬盘
   使用 fdisk 对新硬盘进行分区操作。假设新硬盘为 /dev/sdb，执行以下命令：

   sudo fdisk /dev/sdb
   

   然后执行以下步骤：

   • 输入 n 创建新分区。

   • 输入 p 选择主分区。

   • 按照默认选项，设置分区的大小。

   • 输入 w 保存并退出。

2. 格式化新硬盘
   分区完成后，我们需要格式化分区。在这里，我们使用 ext4 文件系统，当然也可以使用 xfs 或其他文件系统：

   sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1
   

   如果你使用的是 xfs，命令会是：

   sudo mkfs.xfs /dev/sdb1
   

步骤 4：挂载新硬盘

1. 创建挂载点
   挂载新硬盘之前，我们需要创建一个挂载目录。例如，创建一个挂载点 /mnt/newdisk：

   sudo mkdir /mnt/newdisk
   

2. 挂载新硬盘
   将新硬盘挂载到这个目录：

   sudo mount /dev/sdb1 /mnt/newdisk
   

3. 验证挂载
   使用以下命令查看硬盘是否成功挂载：

   df -h
   

   你应该能够看到 /mnt/newdisk 目录下的新硬盘空间。

步骤 5：扩展现有文件系统

如果你的目标是扩展现有的根分区（如 /）的存储空间，而不是挂载新硬盘，可以选择使用 LVM 或扩展现有分区。以下是基于 LVM 的操作示例。

1. 扩展 LVM 逻辑卷

假设你在 Ubuntu 系统中已经使用了 LVM 管理存储，以下是扩展 LVM 逻辑卷的步骤：

1. 查看现有 LVM 配置
   运行以下命令查看现有的物理卷、卷组和逻辑卷：

   sudo pvscan   # 查看物理卷
   sudo vgscan   # 查看卷组
   sudo lvscan   # 查看逻辑卷
   

2. 将新硬盘添加到 LVM
   假设新硬盘为 /dev/sdb1，可以将它添加到现有的卷组（例如 ubuntu-vg）：

   sudo pvcreate /dev/sdb1
   sudo vgextend ubuntu-vg /dev/sdb1
   

3. 扩展逻辑卷
   假设要扩展的逻辑卷是 /dev/ubuntu-vg/root，执行以下命令：

   sudo lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/root
   

4. 扩展文件系统
   执行以下命令扩展文件系统：

   • 对于 ext4 文件系统：

     sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/root
     

   • 对于 xfs 文件系统：

     sudo xfs_growfs /dev/ubuntu-vg/root
     

2. 扩展传统分区

如果没有使用 LVM，你将需要调整分区表。这通常涉及到使用 gparted 或 parted 工具来调整分区大小，可能需要删除现有的分区并重新创建它们，因此这类操作需谨慎进行，建议先进行完整的备份。

步骤 6：配置自动挂载

为了确保在系统重启后新硬盘能够自动挂载，我们需要将其添加到 /etc/fstab 文件中。

1. 编辑 /etc/fstab
   打开并编辑 /etc/fstab 文件：

   sudo nano /etc/fstab
   

2. 添加挂载项
   在文件末尾添加以下行，确保每次重启后新硬盘都能自动挂载：

   /dev/sdb1  /mnt/newdisk  ext4  defaults  0  2
   

3. 保存并退出。

步骤 7：验证配置

1. 重启虚拟机
   重启虚拟机并验证新硬盘是否在重启后自动挂载。

2. 使用 df -h 检查磁盘使用情况
   你应该能够看到新硬盘被正确挂载，并且系统可以正常使用扩展的存储空间。