1. 介绍
在使用 Ubuntu 时，你可能会遇到“磁盘空间不足”或“因为没有空闲存储而无法安装新应用”等情况。此时，一个实用的解决方案是 分区扩容。分区扩容是指增大已有磁盘分区的大小，以更高效地利用存储空间。
Ubuntu 在服务器和桌面两方面都被广泛使用，分区管理在虚拟机、VPS（虚拟专用服务器）以及双系统等各种环境中经常需要进行。然而，许多用户会感到不确定，心里会想“该使用哪种方法？”或“如果操作失误会丢失数据吗？”
本文将尽可能清晰地讲解 Ubuntu 上的分区扩容，从简单的操作步骤到 LVM 与虚拟化环境中的高级示例。由于分区操作涉及重要风险，我们还会介绍准备工作和安全执行任务的关键要点。
本指南旨在帮助各类用户，无论是刚接触 Linux 命令行的新手，还是已经在其他发行版上使用过分区的中级用户。
分区扩容需要谨慎处理，但只要遵循正确的步骤，就能在保护重要数据的同时，充分利用存储容量。
2. 分区扩容的前置知识
在 Ubuntu 上进行分区扩容之前，了解一些基本概念有助于避免错误和问题。本节将解释分区与文件系统的基础知识、是否使用 LVM，以及当前 Ubuntu 分区布局的趋势。
2.1 什么是分区？
分区是一种将硬盘或 SSD 等物理存储设备划分为多个虚拟区域的机制。例如，一块磁盘可以被划分为系统区、用户数据区和交换区，每个区域都被视为独立的区域。Ubuntu 的系统文件、用户数据和交换空间通常会被分到不同的分区中。
2.2 分区表类型（GPT 与 MBR）
记录磁盘分区布局的主要方式有两种：GPT（GUID Partition Table）和 MBR（Master Boot Record）。
- MBR：一种较旧的格式，支持最大 2 TB 的磁盘，并且最多只能有四个主分区。
- GPT：一种较新的格式，支持大于 2 TB 的磁盘以及超过 128 个分区。GPT 已成为现代 Ubuntu 系统的标准。
如果不确定系统使用的是哪种格式，可以使用如下命令检查：
bash
sudo parted -l
2.3 是否使用 LVM（逻辑卷管理器）
在 Ubuntu 中，分区可以直接扩容，也可以通过 LVM（Logical Volume Manager）进行扩容，后者提供了更灵活的卷管理方式。
- 不使用 LVM（标准分区）：常见的做法是直接在分区上创建 ext4 等文件系统。
- 使用 LVM：先在磁盘上创建物理卷（PV），再将多个 PV 合并为卷组（VG），随后在卷组中划分逻辑卷（LV）。这种结构支持灵活的大小调整，广泛用于服务器和云环境。
分区扩容的步骤会因是否使用 LVM 而有所不同。
2.4 Ubuntu 中的典型分区布局
在 Ubuntu 安装过程中，可以选择是否使用 LVM。近年来的服务器环境（尤其是 Ubuntu 20.04 及以后版本）通常推荐或默认使用 LVM。
而桌面版安装和双系统环境则常采用更简单的布局，例如单一的 ext4 分区。
2.5 扩容前的重要注意事项
在执行分区扩容之前，磁盘上必须有 未分配空间。根据磁盘布局和分区位置的不同，扩容可能无法实现。务必使用 lsblk、parted 等命令检查当前磁盘配置，例如：
bash
lsblk
parted /dev/sda print
此外，强烈建议提前备份重要数据。如果因错误或意外问题导致数据丢失，拥有备份将使您能够自信地继续操作。
3. 按环境划分的分区扩展方法
在 Ubuntu 上扩展分区的过程因环境和磁盘配置而异。本节解释四种常见情形：非 LVM 环境、LVM 环境、VPS 或云系统中的在线扩展，以及双启动环境。
3.1 在非 LVM（ext4）环境中扩展分区
这是最常见的情况，即在未使用 LVM 的情况下，直接在分区上创建 ext4 等文件系统。
- 增加磁盘容量
- 对于虚拟机或 VPS，请在管理控制台中增加磁盘容量。
- 对于实体 PC，请确保有未分配的空间。
- 扩展分区
- 使用
sudo parted或sudo fdisk来扩展目标分区。 - 使用 parted 时，可以使用如下命令（示例：扩展 /dev/sda1）：
sudo parted /dev/sda (parted) resizepart 1 <new end position (e.g., 100%)>
- 扩展文件系统
- 分区扩展后，还必须扩展文件系统。
- 对于 ext4，运行
resize2fs命令：sudo resize2fs /dev/sda1 - 这会将新空间应用到文件系统。
- 验证扩展
- 完成后，使用
df -h确认磁盘容量已增加。
3.2 在 LVM 环境中扩展分区
使用 LVM 时，磁盘空间可以更灵活地扩展。
- 增加磁盘容量
- 首先，扩展物理或虚拟磁盘。
- 对于实体磁盘，确保有未分配的空间。
- 调整物理卷（PV）大小
- 使新添加的空间可供 LVM 使用：
sudo pvresize /dev/sda2
*（设备名称因环境而异。）
- 扩展逻辑卷（LV）
- 指定要扩展的逻辑卷：
sudo lvextend -l +100%FREE /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv -l +100%FREE分配所有可用的空闲空间。
- 扩展文件系统
- 若使用 ext4，使用
resize2fs扩展：sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
- 验证
- 使用
df -h或lsblk检查结果。
3.3 在 VPS 和云环境中的在线扩展
在 VPS 或云环境中，通常希望在不重启服务器的情况下扩展分区。此时 growpart 命令非常有用。
- 增加磁盘容量
- 通过供应商的管理控制台添加磁盘容量。
- 使用 growpart 扩展分区
- 若已安装 cloud-utils 包，可使用
growpart：sudo growpart /dev/sda 1 - 这会自动扩展分区（例如 /dev/sda1）。
- 扩展文件系统
- 然后使用
resize2fs扩展文件系统：sudo resize2fs /dev/sda1
- 验证
- 使用
df -h确认扩展。
3.4 双启动（Windows / Ubuntu）环境中的调整
当 Windows 与 Ubuntu 安装在同一磁盘上时，如果未分配空间不在 Ubuntu 分区相邻位置，可能无法进行扩展。
- 移动未分配空间
- 使用 Windows 分区工具（如 MiniTool Partition Wizard）将未分配空间移动到 Ubuntu 分区旁边。
- 在 Ubuntu 中扩展
- 按照上述标准扩展步骤操作。
- 备份是强制性的
- 双启动环境更容易出现问题，因此在继续之前务必备份数据。
4. 故障排除与常见问题
在分区扩展的前、后或过程中可能会出现各种问题和疑问。本节汇总了常见问题及典型错误的解决方案。
4.1 常见问题 (FAQ)
Q1. 我找不到空闲（未分配）空间。该怎么办？
A. 分区扩展需要未分配的空间。使用 lsblk 或 sudo parted /dev/sda print free 检查磁盘状态。如果没有未分配空间，删除不必要的分区或在虚拟环境中增大磁盘容量。
Q2. 如果我没有使用 LVM，是否需要 pvresize 或 lvextend？
A. 不需要。这些命令仅在使用 LVM 时才必需。对于普通的 ext4 分区，按照 “扩展分区 → 扩展文件系统” 的步骤操作。可以使用 lsblk 或 sudo pvs 检查系统是否使用了 LVM。
Q3. 分区旁边没有未分配空间。我还能扩展它吗？
A. 分区扩展必须有相邻的未分配空间。如果未分配空间位于其他位置，需要使用 MiniTool Partition Wizard 等工具调整分区顺序或位置。修改分区前务必备份数据。
Q4. 在 Ubuntu 正在运行时修改分区安全吗？
A. 系统分区（如 /）或已挂载的分区在使用中可能无法扩展。建议使用 Live USB 启动后进行操作。许多云服务器和 VPS 环境支持在线扩展，但如果出现错误，可能需要临时卸载分区或重启。
Q5. swap 分区阻碍了扩展。我该怎么办？
A. 暂时使用 swapoff 禁用 swap，删除 swap 分区，完成扩展后再重新创建 swap（如有需要），并相应更新 /etc/fstab。
Q6. 我在虚拟环境中增大了磁盘大小，但操作系统没有识别，为什么？
A. 在 hypervisor（VMware、VirtualBox 等）中扩容后，操作系统需要重新扫描设备。可使用以下命令：
echo 1 > /sys/class/block/sdX/device/rescan，或重启系统，亦可运行 partprobe。
Q7. GPT 与 MBR 有何区别，应该选哪种？
A. GPT 支持大于 2TB 的磁盘和更多分区，推荐用于现代系统。只有在需要兼容旧系统时才选择 MBR。
4.2 常见错误及解决方案
- “no free space available” → 需要相邻的未分配空间。调整分区位置后重试。
- “device is busy” 或 “resource busy” → 分区已挂载或正在使用。卸载后或使用 Live USB。
- “The partition is currently in use” → 目标分区处于活动状态。停止相关服务或重启后再试。
- “resize2fs: Bad magic number in super-block” → 请确认文件系统类型。对于 XFS，请使用
xfs_growfs而非resize2fs。
5. 执行后检查与总结
完成分区扩展后，务必验证结果，以确保没有因操作失误或意外问题导致的异常。
5.1 如何验证扩展结果
(1) 检查磁盘使用情况
使用 df -h 显示已挂载分区的使用量和可用空间。确认扩展后的分区显示出预期的容量增长。
df -h
(2) 检查分区布局
lsblk 命令以树形结构展示存储设备和分区，可用于核对大小和布局。
lsblk
(3) 使用 parted 进行详细检查
sudo parted /dev/sda print free 等命令提供分区表和未分配空间的详细信息。
(4) 对 LVM 的额外检查
如果使用 LVM，使用 sudo lvs 和 sudo vgs 确认卷组和逻辑卷的大小。
5.2 操作后的注意事项
- 管理备份数据 → 若扩展成功且系统稳定，可清理临时备份；若仍有顾虑，可保留备份一段时间。
- 文件系统检查 → 为了更安全，可运行
fsck进行文件系统检查。sudo fsck /dev/sda1
（仅在卸载分区后运行。）
- 重新启动要求 在大多数情况下，不需要重新启动。然而，在某些虚拟或物理环境中，重新启动可确保操作系统完整识别新的磁盘大小。
5.3 摘要
通过遵循适当的准备步骤和正确的操作流程，Ubuntu 上的分区扩展可以顺利完成。务必提前备份数据，并仔细验证结果，以自信地应对意外问题。
分区和存储管理是系统管理和日常使用的关键任务。我们希望本文能帮助您在 Ubuntu 环境中有效管理磁盘空间。
