Linux服务器搭建笔记-006：拓展/home目录容量-编程知识

一、问题说明

Ubuntu服务器在使用过程中创建的新用户，每位用户会在/home目录下生成一个属于其个人的主文件夹。如果不限制各个用户的使用空间，所有的用户都会共用/home所挂载的硬盘。在这种多用户情况下，会很快的填满/home目录，导致服务器的硬盘空间不够用。

本篇博客通过添加额外的硬盘，实现对/home目录的扩容。注意：本篇博客内容不采用换一块更大硬盘替代/home的方式，而是在保留原有/home的基础上，进一步拓展/home的空间。例如，服务器原有的/home目录大小为1TB，本博客会添加一块额外的2TB硬盘，组成一个3TB的更大的/home目录，并且不会损失原有的/home文件内容。

二、/home目录空间拓展

说明：本教程使用的系统为Ubuntu22.04。因为/home目录是Ubuntu系统日常使用过程中的系统目录，所以在当前开机状态下操作该目录是不被允许的，个人推荐使用一个Ubuntu系统的安装U盘，从U盘启动Ubuntu系统。具体从制作U盘和启动系统的过程自行百度。

1. 进入U盘系统

当从U盘启动Ubuntu的安装过程时，会出现如下的选项，选择试用Ubuntu就可以进入U盘内的系统。

2. LVM（逻辑卷管理）工具的使用

使用LVM工具可以将原有隶属不同硬盘的空间进行打包合并。例如原本的/home文件夹在/dev/sda5的分区上面，大小是1TB，现在新添加了一块2T的硬盘，装入服务器后识别为/dev/sdb。LVM工具的功能就是可以将sda5和sdb进行一个打包操作，变成一组硬盘。具体查看硬盘挂载信息可以使用命令lsblk实现。
安装LVM工具：

ff@EVA-01:~$ sudo apt install lvm2

3. 备份/home文件夹

备份现有的/home文件夹，比如使用rsync工具备份/home目录。这个过程需要你有一块足够大的硬盘可以容纳/home，比如这块硬盘挂载到了/mnt/backup文件夹下面。
注意：这个过程非常重要，因为后面需要把这个备份的/home信息重新拷贝回新合并的，更大的/home空间中。当然，如果是新服务器还没有用户信息不拷贝也没问题。如果不备份，整个/home文件夹会在后续被清空。

# 备份数据
ff@EVA-01:~$ sudo rsync -aAXHv --progress /home/ /mnt/backup/

4. 打包已有硬盘空间

创建物理卷。物理卷是组成卷组的基本单位，卷组我们可以理解为合并后的整体硬盘（1TB sda5 + 2TB sdb = 3TB），

# 创建第一个卷组
ff@EVA-01:~$ sudo pvcreate /dev/sda5
# 创建第二个卷组
ff@EVA-01:~$ sudo pvcreate /dev/sdb

在上述过程中可能会出现如下错误：

Cannot use /dev/sdb: device is partitioned

这个错误是因为硬盘中额外的独立分区，或者旧系统的磁盘签名，需要将其全部抹除。对于硬盘中的额外分区，可以使用fdisk（以sdb空间为例）：

# 以sdb为例
ff@EVA-01:~$ sudo fdisk /dev/sdb
使用 d 命令删除分区
使用 w 命令保存更改并退出

如果删除全部分区后依然出现上述错误，那需要抹除各种签名：

# 抹除所有的硬盘信息
ff@EVA-01:~$ sudo wipefs -a /dev/sdb

创建物理卷成功后，使用物理卷查询命令，可以查看已经创建好的两个物理卷：

ff@EVA-01:~$ sudo pvdisplay

5. 打包物理卷，创建卷组

将上面创建的物理卷进行组合并，其中 cat_home 可以自定义为你自己喜欢的卷组名称：

ff@EVA-01:~$ sudo vgcreate cat_home /dev/sda5 /dev/sdb

创建新的逻辑卷，其中 homelv 是逻辑卷的名称，可以自己自定义：

ff@EVA-01:~$ sudo lvcreate -n homelv -l 100%VG cat_home

逻辑卷的地位和我们前面获得的 /sda5，/sdb的地位相同，可以作为硬盘的盘符了，此时的 homelv 可以简单理解为是一个已经合并好的，大小为3TB的新硬盘空间。

格式化上面创建好的新空间：

ff@EVA-01:~$ sudo mkfs.ext4 /dev/cat_home /homelv

创建逻辑卷成功后，使用逻辑卷查询命令，可以查看已经创建好的逻辑卷：

ff@EVA-01:~$ sudo lvdisplay

效果类似下图：

  --- Logical volume ---LV Path                /dev/cat_home/homelvLV Name                homelvVG Name                cat_homeLV UUID                81f8L6-fFxb-H0TR-LJXu-Ifwl-fRQO-5kxD6vLV Write Access        read/writeLV Creation host, time ubuntu, 2023-12-29 14:50:52 +0800LV Status              available# open                 1LV Size                <2.42 TiBCurrent LE             633119Segments               2Allocation             inheritRead ahead sectors     auto- currently set to     256Block device           253:0

此时再查询物理卷，会发现物理卷上新增加了很多新信息：

ff@EVA-01:~$ sudo pvdisplay

  --- Physical volume ---PV Name               /dev/sda5VG Name               cat_homePV Size               684.63 GiB / not usable 3.00 MiBAllocatable           yes (but full)PE Size               4.00 MiBTotal PE              175265Free PE               0Allocated PE          175265PV UUID               cnlg0m-8G3T-Jab4-mEwR-AnKI-Uq1t-FALf30--- Physical volume ---PV Name               /dev/sdbVG Name               cat_homePV Size               <1.75 TiB / not usable <4.34 MiBAllocatable           yes (but full)PE Size               4.00 MiBTotal PE              457854Free PE               0Allocated PE          457854PV UUID               XeW7Hr-4ajr-HRKo-ezxZ-GyNX-a0lp-6Utfj5

6. 迁移/home数据到新的逻辑卷

挂载新逻辑卷到临时位置 /mnt/new_home：

ff@EVA-01:~$ sudo mount /dev/cat_home/homelv /mnt/new_home

将之前备份到 /mnt/backup/ 的内容恢复到 /mnt/new_home 中：

ff@EVA-01:~$ sudo rsync -aAXHv --progress /mnt/backup/ /mnt/new_home/

数据回复完毕后，将以下挂载盘卸载：

# 卸载已挂载的盘符
ff@EVA-01:~$ sudo umount /home
ff@EVA-01:~$ sudo umount /mnt/backup/
ff@EVA-01:~$ sudo umount /mnt/new_home/

7. 修改原系统的启动挂载项

说明：之前的所有操作我们都是在U盘上的Ubuntu系统中完成的，并没有启动原始服务器中的系统。现在我们需要修改原有服务器系统中启动过程的挂载项，使得系统启动后可以挂载我们创建的 /dev/cat_home/homelv 这个新硬盘到 /home 目录下。
首先需要挂载原系统重的系统文件存储路径。这个系统路径就是服务器Ubuntu系统中 /etc/fstab 文件夹的存在目录，在我的系统中是 /dev/sda1，将其挂载到/mnt/oldsys目录下面，挂载到的目标目录可以自定义：

# 挂载原系统的/etc目录所在的磁盘
ff@EVA-01:~$ sudo mount /dev/sda1 /mnt/oldsys

挂载完毕后修改原Ubuntu系统开机的挂载硬盘启动项：

# 挂载原系统的/etc目录所在的磁盘
ff@EVA-01:~$ sudo vim /mnt/oldsys/etc/fstab

对上面fstab文件进行编辑，将已经打包好的硬盘挂载到/home下面，例如，我的路径设置最终如下（重点关注/home路径的挂载内容，挂载到/home路径下的其他硬盘需要排在/home之后进行挂载）：

# /etc/fstab: static file system information.
#
# Use 'blkid' to print the universally unique identifier for a
# device; this may be used with UUID= as a more robust way to name devices
# that works even if disks are added and removed. See fstab(5).
#
# <file system> <mount point>   <type>  <options>       <dump>  <pass>
# / was on /dev/sda3 during installation
UUID=26a27c3d-b23f-484a-9a2b-1cb624d834a5 /               ext4    errors=remount-ro 0       1
# /boot was on /dev/sda2 during installation
UUID=7fabb7a1-c63f-407a-afb7-4272b9c51dea /boot           ext4    defaults        0       2
# /boot/efi was on /dev/sda1 during installation
UUID=7576-5283  /boot/efi       vfat    umask=0077      0       1
# /home was on /dev/cat_home/homelv
/dev/cat_home/homelv /home           ext4    defaults        0       2
# /home/A_DataSets0 was on /dev/sdc1 during installation
UUID=3632d36e-8b9a-4fc9-a202-3caddd5c3700 /home/A_DataSets0 ext4    defaults        0       2
# /home/A_DataSets1 was on /dev/sdd1 during installation
UUID=f439163a-4bd5-423b-888a-128564bc70cb /home/A_DataSets1 ext4    defaults        0       2
# swap was on /dev/sda4 during installation
UUID=3b0f58aa-e365-447a-98ba-e8ebc467985c none            swap    sw              0       0
/dev/disk/by-uuid/08bb9073-dd08-4689-9f3a-d71b5e9c4a0b /home/A_DataSets2 auto nosuid,nodev,nofail,x-gvfs-show 0 0
/dev/disk/by-uuid/e58b8ffb-fc27-47c6-9e41-1e9d809da14b /home/A_DataSets3 auto nosuid,nodev,nofail,x-gvfs-show 0 0