Ubuntu 磁盘扩容与扩容失败障碍解决（ df -h 与 GParted 显示空间不一致的问题 -LVM）

在管理 Linux 磁盘时，你是否遇到过这样的困惑：正常扩容之后，发现GParted 显示某个分区还有几十 GiB 可用，但 df -h 却提示该分区已接近满额？这种 “空间幻觉” 背后是系统存储管理的分层设计，本文将从原理到实践，带你彻底解决这个问题。

阅读说明

一、背景与扩容步骤 这部分是关于虚拟机如何扩容步骤及相关背景

二、解决不一致问题（未正常扩容） 这一部分是说明按照扩容步骤正常扩容之后，但是使用df -h查看磁盘却未发生任何改变。（可能是因为LVM2的原因）

后续其余部分是关于LVM2为什么会出现相关情况，及LVM相关操作的相关说明

根据实际情况选择需要的部分阅读。

一、背景与扩容步骤

环境：VMware 安装的Ubuntu24.04 .1 server版本

事件起因：当我发现虚拟机磁盘空间被占满时，进行了相关的扩容操作。如下图所示：

1、发现磁盘告警

2、扩容

关闭虚拟机–>点击硬盘–>扩展–>根据需要设置磁盘总大小 （我在截图之前是60g，后来改成了70g，但是不影响具体步骤）

改好之后启动虚拟机。

3、使用gparted工具调整大小（使用可视化工具，最简单）

由于我安装的Ubuntu server版本（如果使用的是其它桌面版，就不会存在这个问题，直接运行命令sudo gparted 即可），在命令行无法支持ui界面。所以我采用一个远程工具（MobaXterm）进行ssh远程连接到服务器（Ubuntu server）。

执行命令：

sudo gparted

可能遇到的问题：

1、未安装gparted工具

sudo install gparted  //安装gparted工具

2、MobeXterm 可能会遇到的问题。如下图：

打开图上所示网页，可以找到解决办法：

执行命令,成功之后会看见gparted的ui界面，如下图：

sudo xauth add $(xauth -f ~ml/.Xauthority list|tail -l)  //命令中的ml改为自己的用户名
sudo gparted                                            //再执行这个命令即可正常打开

打开gparted工具界面之后，选择想要更改大小的分区，鼠标右键–>Resize/Move

更改文件系统大小，可以直接拖动。也可以直接改数字，如图（说明：截图中是已经改过了的，未改之前会发现是有颜色区分的）：

改好之后点击Resize -> 再点击上面勾按钮

最后点击应用（Apply）

说明：正常情况下，从开始步骤到这个地方，已经完成了虚拟机的扩容操作。，但是我装虚拟机默认使用的LVM2 全称是 Logical Volume Manager，即逻辑卷管理器。 就会出现扩容不成功（其实是扩容步骤还未完成，即df -h 与gparted不一致问题）。 最后我会说明为什么会出现这个问题。

4、发现不一致问题截图对比

现象：GParted 显示物理卷（如 /dev/sda3）有未分配空间，但 df -h 显示逻辑卷（如 /dev/mapper/ubuntu--vg-ubuntu--lv）已接近满额。

二、解决不一致问题（未正常扩容）

解决步骤：扩展逻辑卷 + 扩展文件系统

1、检查卷组剩余空间

sudo vgdisplay # 查看卷组（如 ubuntu-vg）的剩余空间

输出中 Free PE 有数值（图中为 39.00 GiB），说明卷组有未分配空间。如图：

2 、扩展逻辑卷

将逻辑卷（如 ubuntu-vg/ubuntu-lv）扩展到卷组剩余空间的 100%：

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

（或指定具体大小：lvextend -L +39G /dev/...）

3、扩展文件系统

根据文件系统类型选择命令（ext4 用 resize2fs，xfs 用 xfs_growfs）：

# ext4 示例
sudo resize2fs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv
# xfs 示例
sudo xfs_growfs /dev/ubuntu-vg/ubuntu-lv

4 、验证结果

再次执行 df -h，确认逻辑卷的 “Size” 和 “Avail” 已更新。

三 、详细解释不一致的原因：

1. 显示的对象不同

• gparted：显示的是物理卷（PV） 的大小。即：硬盘上划分出来的那个类型为 lvm2 pv 的分区有多大。这是“分配给LVM的总空间”。
• df -h：显示的是逻辑卷（LV） 上的文件系统的使用情况。即：从LVM池子里划出来的那个“逻辑分区”（如根目录 / 对应的那个卷）有多大以及用了多少。这是“你实际可用的空间”。

2. 层级关系

空间分配的流程是：物理磁盘 → 分区（PV） → 卷组（VG） → 逻辑卷（LV） → 文件系统 → 存储文件。

gparted 在第二层，df -h 在第五层。中间的任何变化都会导致两者显示的数字不同。

四、为什么会出现这种情况？常见场景：

场景一：LVM卷组有剩余空间（最常见）

这是最普遍的情况。安装系统时，你可能把整个磁盘都作为一个物理卷（PV）给了LVM的卷组（VG），但只从卷组中划出了一部分空间来创建根文件系统（LV）。

• gparted 显示：整个PV的大小（例如：100GB）。
• df -h 显示：根逻辑卷（LV）的大小（例如：90GB）。
• 差异：剩下的 10GB 空间仍在卷组（VG）中，是未分配的“空闲空间”，可以被用来扩展现有的逻辑卷或创建新的逻辑卷。这部分空间 df -h 是看不到的。

如何验证？
使用 sudo vgdisplay 命令查看卷组信息，你会看到：

• VG Size：应该接近 gparted 显示的大小。
• Free PE / Size：这里会显示卷组中尚未分配出去的剩余空间。这个数字大致就是 gparted 大小减去 df -h 大小的差值。

场景二：文件系统没有占满整个逻辑卷（LV）

即使逻辑卷（LV）本身有100GB，你在上面创建的文件系统（如ext4）也可能只用了90GB。

• gparted 显示：PV大小 = 100GB
• lsblk 显示：LV大小 = 100GB
• df -h 显示：文件系统大小 = 90GB

如何验证？
使用 sudo lvdisplay 和 lsblk 命令。lsblk 会同时显示LV的大小和其上层文件系统的大小，非常适合用来排查这种差异。

$ lsblk
NAME                      MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda                         8:0    0 238.5G  0 disk
├─sda1                      8:1    0   512M  0 part /boot/efi
├─sda2                      8:2    0   732M  0 part /boot
└─sda3                      8:3    0 237.3G  0 part
└─ubuntu--vg-ubuntu--lv 253:0    0   100G  0 lvm  /  # 逻辑卷（LV）大小
# df -h 显示的是挂载到 / 的这个文件系统的使用情况，可能只有90G

场景三：保留了启动分区或交换空间

你的磁盘上可能不仅有LVM分区，还有独立的 /boot/efi、/boot 分区或交换分区。gparted 会显示所有分区，而 df -h 只显示已挂载的文件系统。

五、如何全面了解你的磁盘空间？

要弄清所有空间去哪了，建议按顺序使用以下命令：

1. sudo fdisk -l 或 sudo parted -l：查看物理磁盘和最底层的分区布局。
2. sudo pvdisplay：查看物理卷（PV）信息，确认LVM管理的物理空间。
3. sudo vgdisplay：查看卷组（VG）信息，重点关注 Free PE / Size，这是谜题的关键。
4. sudo lvdisplay：查看逻辑卷（LV）信息。
5. lsblk：这是最直观的工具，它以树形结构一次性显示磁盘、分区、物理卷、逻辑卷和挂载点之间的关系和大小。
6. df -h：最后看文件系统的具体使用情况。

常用的LVM管理命令：

如果您想查看系统的LVM结构，可以在终端中使用以下命令：

命令	功能描述
sudo pvdisplay	显示物理卷的详细信息
sudo vgdisplay	显示卷组的详细信息
sudo lvdisplay	显示逻辑卷的详细信息
lsblk	以树形结构清晰显示磁盘、分区和逻辑卷的关系
df -h	查看已挂载的文件系统及其大小（会显示逻辑卷的挂载点）

总结：gparted 和 df -h 的大小不一致是正常的，这恰恰体现了LVM将物理存储和逻辑存储分离的核心优势——卷组（VG）中的空闲空间为你提供了极大的灵活性，你可以随时将其添加到需要扩容的逻辑卷中，而无需重新分区。