Общее описание действий

1. Уменьшить физический том LVM чтобы освободить место для нового раздела boot:
   1. Для того, чтобы создать новый физический раздел, на диске должно иметься свободное место, не занятое другими физическими дисковыми разделами.
   2. Если свободного места на диске нет - то нужно либо удалить, либо уменьшить другие физические дисковые разделы.
   3. Для того, чтобы уменьшить размер физического дискового раздела в нём должно быть свободное место, не занятое файловыми системами, а в случае разделов, являющихся физическими томами LVM — место, не занятое логическими томами LVM.
      При этом свободное место не должно быть фрагментировано, и должно находиться в конце дискового раздела. В случае обычных дисковых разделов это не проблема, но на физическом томе LVM могут размещаться несколько логических томов, поэтому при использовании LVM может понадобиться дефрагментировать физический том LVM.
   4. Если свободного места в физическом дисковом разделе нет — то нужно уменьшить размещенную там файловую систему (для LVM - уменьшить или удалить логические тома LVM).
   5. Для того чтобы уменьшить размер файловой системы (логического тома LVM) в ней (в нем) должно быть свободное место.
   6. Если в файловой системе свободного места нет (ненормальная ситуация) либо свободного места недостаточно (реальная ситуация для находящегося в эксплуатации компьютера), нужно удалить или заархивировать файлы, находящиеся в этой файловой системе. Если места нет в логическом томе LVM - нужно уменьшить находящуюся в нем файловую систему.
2. Создать и настроить новый дисковый раздел boot.

Далее в качестве базовой рассматривается умеренно-неудобная ситуация, возникающая при эксплуатации компьютера со стандартно установленной ОС:

• Свободного места на физическом диске нет.
• Свободного места в дисковом разделе, который нужно уменьшить, тоже нет, но зато в нем есть логический том для вытеснения страниц (область подкачки, swap). В современных системах наличие выделенного дискового раздела для области подкачки является не более чем традицией, так как для этой цели можно в любой момент использовать файлы (см. Область подкачки (swap): особенности применения и обеспечения безопасности). Таким образом, логический том области подкачки можно безболезненно удалить, однако в рассматриваемой конфигурации задача усложняется тем, что в результате удаления логического тома подкачки возникает фрагментация физического тома LVM.
• Предполагается, что на находящейся в эксплуатации машине свободного места в файловых системах мало, и уменьшать их размер нерационально. Возможность оптимизации процесса за счет уменьшения файловых систем и, соответственно, уменьшения логических томов рассмотрена отдельно.

Исходная конфигурация

Для написания статьи использовался компьютер со следующими параметрами:

• Размер единственного жесткого диска 32ГБ.
• При установке ОС:
  • Выбрано имя машины lvs (используется в именовании LVM-устройств).
  • Выбрана установка с использованием LVM.
  • Принят один из вариантов стандартной разметки диска со следующими параметрами, заданными при установке ОС:
    • Каталог /boot размещен в  отдельном дисковом разделе /dev/sda1 с файловой системой ext2 и размером 243МБ. С учётом того, что раздел boot не может находиться в томах LVM - наличие отдельного дискового раздела boot становится при использовании LVM обязательным.
    • Все оставшееся место на диске занято расширенным (extended) дисковым разделом sda2, содержащим:
      • Дисковый раздел sda5, он же физический том LVM. Дисковый раздел sda5 занимает все место в расширенном дисковом разделе sda2 и содержит все логические тома LVM, занимающие все место в этом разделе sda5:
        • каталог /root размещен в отдельном логическом томе LVM (том root);
        • каталог /home размещен в отдельном логическим томе LVM (том home);
        • область подкачки (swap) размещена в отдельном логическом томе LVM (том swap_1).

В итоге получена следующая конфигурация:

Физические дисковые разделы

где:

• sda1 - дисковый раздел с каталогом /boot, размер 243МБ
• sda2 - расширенный дисковый раздел;
• sda5 - дисковый раздел LVM, имеющий размер 31.3ГБ, на котором находятся логические тома LVM root, home, swap_1, содержащие, соответственно, каталоги /root, /home и область подкачки (в данном случае командой lsblk логические тома LVM не отображаются, но, в зависимости от используемой версии ОС, могут отображаться).

Физические тома LVS

Имеется один физический том LVS, он же физический дисковый раздел sda5:

Группы томов LVS

Имеется одна группа томов LVS:

Логические тома LVS

Имеется три логических тома LVS:

При этом более информативная команда просмотра информации о физических томах:

Показывает, что:

Сценарий действий

Предварительные действия

1. Проверить и отключить область подкачки:

   sudo swapon
   

   ---

   NAME      TYPE      SIZE USED PRIO
/dev/dm-1 partition   4G   0B   -2
   
   sudo swapoff /dev/dm-1
   Или просто отключить все области подкачки:
   sudo swapoff -a

2. Удалить раздел подкачки из таблицы монтирования (можно просто закомментировать соответствующую строчку в файле /etc/fstab):

   #/dev/mapper/lvs--vg-swap_1 none swap sw 0 0

3. Удалить логический том swap_1:

   sudo lvremove /dev/`hostname`-vg/swap_1
   

   ---

   Do you really want to remove active logical volume lvs-vg/swap_1? [y/n]: y
 Logical volume "swap_1" successfully removed
   

4. Опционально, особенно если в дальнейшем не планируется использовать раздел подкачки, для того, чтобы при перезагрузках не выдавались задерживающие перезагрузку диагностические сообщения о не найденном разделе подкачки, в файле  /etc/initramfs-tools/conf.d/resume закомментировать строчку:

   #RESUME=/dev/mapper/lvs--vg-swap_1

   после чего выполнить команды:

   sudo update-initramfs -t -u -k `uname -r`
   sudo update-grub
   Если раздел подкачки будет восстановлен - то раскомментировать эту строчку и повторно выполнить указанные команды.
   
   

Если всё сделано правильно, то команда pvs покажет наличие свободного места в "середине" физического тома:

То есть, том фрагментирован, свободное место имеет размер 1023 блока, логический том home имеет размер 4271 блок, соответственно,  размер логического тома home больше, чем размер доступного свободного места.

Дефрагментация физического тома LVM

Если физический том LVM не фрагментирован, этот шаг можно пропустить, и перейти к следующему.

Если файловые системы не сильно заполнены, то дефрагментацию можно существенно ускорить уменьшив логические тома (см. далее "Оптимизация").

Если размер свободного места больше, чем размер переносимого логического тома LVM, то устранить фрагментацию можно одной командой:

где ХХХХ+YYY - диапазон блоков переносимого тома (см. вывод команды sudo pvs -v --segmens выше), а ZZZZ+YYY - диапазон блоков, куда будет перемещён том (подробнее см. в разделе "Оптимизация").

В рассматриваемом случае размер свободного места меньше размера переносимого логического раздела LVM, и команда pvmove сообщит об этом:

В таком случае перенос логического раздела можно выполнить по частям, указывая какие диапазоны блоков куда переносить. В рассматриваемом примере размер свободного места 1023 блока, и удобно переносить по тысяче блоков:
В итоге:

Далее:

В итоге физический том должен быть дефрагментирован, а свободное пространство перемещено в конец раздела:

Уменьшение размера физического дискового раздела (физического тома)

При наличии правильно выделенного свободного места физический дисковый раздел (в том числе - являющийся физическим томом LVM) можно уменьшить используя входящий в состав live-USB графический инструмент gparted ("Пуск" - "Системные" - "Редактор разделов Gparted"). При работе из командной строки можно использовать команду pvresize:

однако при этом вычислять новый размер тома придется самостоятельно.

Уменьшение размера расширенного дискового раздела и создание нового раздела boot

После уменьшения физического дискового раздела следует уменьшить расширенный дисковый раздел. Для этого необходимо:

1. Загрузиться с live-USB;
2. Использовать графический инструмент gparted.

Некоторые live-USB (а том числе live-USB Astra Linux) при загрузке автоматически активируют LVM, поэтому перед изменением размера расширенного раздела может понадобиться отключить работу LVM, для чего нажать правой кнопкой мыши на изображение физического тома и выбрать пункт "Выключить".

В меню, открывающемся по нажатию правой кнопки мыши имеется пункт "Изменить размер или переместить", воспользовавшись которым нужно уменьшить размер раздела.

Удобно сразу же создать на освободившемся месте новый раздел boot:

Новый раздел следует разметить под файловую систему ext2, обязательно установить на него флаг boot, и желательно присвоить ему мнемоническую метку (boot в данном случае).

При работе в командной строке для изменения размера раздела следует:

1. Выполнить команду parted:

   sudo parted
   

   ---

   GNU Parted 3.2
Using /dev/sda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted)

2. В диалоге команды определить номер изменяемого раздела с помощью команды print (раздел №2, extended):

   (parted) print                                                             
   Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
   Disk /dev/sda: 34,4GB
   Sector size (logical/physical): 512B/512B
   Partition Table: msdos
   Disk Flags:  
   
   Number  Start   End     Size    Type      File system  Flags
   1      1049kB  256MB   255MB   primary   ext2         boot
   2      257MB   34,4GB  34,1GB  extended
   5      257MB   33,8GB  33,6GB  logical                lvm 

3. Изменить размер раздела командой :

   (print) resizepart 2 33.8G

   Где:

   • 2 - номер изменяемого раздела;

   • 33.8G - новая граница раздела (можно принять равной границе ранее уменьшенного логического тома);

4. Создать новый раздел (нижняя и верхняя границы выбираются из ранее отображенных параметров):

   (print) mkpart primary ext2 33.8G 34.4G

5. Проверить номер нового раздела:

   (parted) print                                                             
   Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
   Disk /dev/sda: 34,4GB
   Sector size (logical/physical): 512B/512B
   Partition Table: msdos
   Disk Flags:  
   
   Number  Start   End     Size    Type      File system  Flags
   1      1049kB  256MB   255MB   primary   ext2
   2      257MB   33,8GB  33,6GB  extended
   5      257MB   33,8GB  33,6GB  logical                lvm
   3      33,8GB  34,4GB  537MB   primary   ext2         boot
   

6. Установить на созданный раздел раздел флаг boot:

   (print) toggle 3 boot

7. Выйти из программы parted:

   q

8. Опционально:

   1. Проверить список разделов:

      lsblk
      

      ---

      NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
      sda      8:0    0   32G  0 disk  
      ├─sda1   8:1       243M  0 part  
      ├─sda3   8:3       512M  0 part /boot
      └─sda5   8:5    0 31,3G  0 part 

   2. Установить на раздел метку "boot" (или иную метку):

      sudo e2label /dev/sda5 boot

Настройка нового раздела boot

Дальнейшие действия не требуют загрузки с live-USB, и могут быть выполнены в обычном режиме работы, при этом после выполнения этих действий компьютер может оставаться в работе:

1.  Проверить состав дисковых разделов:

   lsblk
   

   ---

   NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
   sda      8:0    0   32G  0 disk  
   ├─sda1   8:1       243M  0 part /boot
   ├─sda2   8:2    0    1K  0 part  
   ├─sda3   8:3       512M  0 part  
   └─sda5   8:5    0 31,3G  0 part
   К списку разделов добавился раздел sda3, имеющий размер 512MБ
   
   

2. Примонтировать новый раздел в любое удобное место, например:

   sudo mount /dev/sda3 /mnt

3. Скопировать в новый раздел boot содержимое старого раздела boot:

   sudo cp -R /boot/* /mnt

4. Изменить таблицу монтирования, чтобы вместо старого раздела boot монтировался новый, для чего:

   1. Вывести идентификаторы разделов:

      sudo blkid
      

      ---

      /dev/sda1: UUID="86418b1a-525a-4614-a600-749403a542b2" TYPE="ext2" PARTUUID="9326d1ae-01"
/dev/sda3: LABEL="boot" UUID="7fb61205-3f42-44ff-8886-a394991bfac0" TYPE="ext2" PARTUUID="9326d1ae-03"
/dev/sda5: UUID="Xqsuis-3sj7-VEHQ-uUXX-RzJu-lozK-OkbqN9" TYPE="LVM2_member" PARTUUID="9326d1ae-05"
/dev/mapper/lvs--vg-root: UUID="589855d1-25f5-4151-bfa4-8d1d1861a954" TYPE="ext4"
/dev/mapper/lvs--vg-home: UUID="88356e6b-7920-4357-a21e-733435f1aa72" TYPE="ext4"

   2. В файле /etc/fstab заменить в инструкции монтирования раздела boot, старый идентификатор на новый, полученный командой blkid:

      UUID=7fb61205-3f42-44ff-8886-a394991bfac0 /boot           ext2    defaults        0       2

      или, что проще и понятнее, использовать метку раздела:
      

      LABEL=boot /boot           ext2    defaults        0       2

   3. Отмонтировать старый раздел boot и примонтировать новый:

      sudo umount /boot
      sudo mount /boot

   4. Если в дальнейшем не планируется использовать раздел подкачки, для того, чтобы при перезагрузках не выдавались задерживающие перезагрузку диагностические сообщения о не найденном разделе подкачки, в файле  /etc/initramfs-tools/conf.d/resume закомментировать строчку:
      

      #RESUME=/dev/mapper/lvs--vg-swap_1
      Если раздел подкачки будет использоваться - то строчка должна быть раскомментирована.
      
      

   5. Выполнить команды:

      sudo update-initramfs -t -u -k `uname -r`
      sudo update-grub

После выполнения этих действий компьютер может оставаться в эксплуатации, при необходимости немедленной проверки работоспособности после перезагрузки компьютер следует перезагрузить.

Удаление старого раздела boot

При необходимости удалить старый раздел boot после его удаления следует выполнить команду для восстановления загрузчика:

Оптимизация процесса

Уменьшение размера логического тома

1. Проверить наличие свободного места в файловых системах, и оценить до каких размеров можно их сокращать:

   df -h
   

   ---

   Файловая система         Размер Использовано  Дост Использовано% Cмонтировано в
udev                       2,0G            0  2,0G            0% /dev
tmpfs                      395M         8,0M  387M            3% /run
/dev/mapper/lvs--vg-root    11G         3,9G  6,4G           38% /
tmpfs                      2,0G         4,0K  2,0G            1% /dev/shm
tmpfs                      5,0M         4,0K  5,0M            1% /run/lock
tmpfs                      2,0G            0  2,0G            0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                  236M         126M   98M           57% /boot
/dev/mapper/lvs--vg-home    17G          57M   16G            1% /home
tmpfs                      395M            0  395M            0% /run/user/999
tmpfs                      395M         8,0K  395M            1% /run/user/1000
   Из вывода команды видно, что в разделе /home, имеющем размер 17ГБ, данными занято всего 57МБ (что, конечно, нехарактерно для находящихся в реальной эксплуатации компьютеров).
   
   

2. Загрузиться с live-USB или отмонтировать раздел /home описанным выше способом.
   
   
3. Проверить целостность файловой системы:
   sudo e2fsck -ff /dev/mapper/lvs--vg-home

4. Сократить размер файловой системы до 2GB:

   sudo resize2fs /dev/mapper/lvs--vg-home 2G

5. Сократить размер логического тома до 2GB:

   sudo lvreduce -L 2G /dev/mapper/lvs--vg-home
   

   ---

    WARNING: Reducing active logical volume to 2,00 GiB.
 THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce lvs-vg/home? [y/n]: y
 Size of logical volume lvs-vg/home changed from 16,68 GiB (4271 extents) to 2,00 GiB (512 extents).
 Logical volume lvs-vg/home successfully resized.
   
   

6. Опционально можно повторно проверить целостность файловой системы.

В итоге:

Видим, что логический том home стал меньше, чем свободное место перед ним, и может быть перемещён для дефрагментации одной командой и за разумное время:
Результат:И, в итоге, можно уменьшить размер физического тома как описано выше.
После уменьшения размера физического тома:

1. Установить нужный размер логического тома home (для примера - том swap восстанавливать не предполагается, и home занимает всё свободное место):
   

   sudo lvextend -l +4654 /dev/mapper/lvs--vg-home

2. По желанию - восстановить том swap, например:

   sudo lvcreate -n swap_1 -L 4G lvs-vg

Итог:

Если действия выполнялись без использования live-USB - теперь можно примонтировать /home:
После чего можно перезапустить графическую пользовательскую сессию, чтобы вернуть привычное домашнее окружение.