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ディスクの交換手順をまとめてみた(LVMパーティション&partedによるパーティション拡張編)

2015年6月5日 2015年11月21日
howto replace disk

今回は、ディスク交換手順とLVMパーティションの拡張を簡単に解説してみたいと思います。 (ディスクの交換手順をまとめてみた(LVMパーティション&fdiskによるパーティション拡張編) のpartedコマンド編になります。) また、ここでは、パーティションの編集には、partedコマンドを使用します。 ただし、2TiB以上のパーティションに拡張する際は、以降の手順の中で こちらの手順の中でGPTへ移行する必要があります。

では、早速、簡単に解説してみます。(ここでのファイルシステムは、ext4 について記載しています。)



 ディスク交換手順記事一覧 


 fdiskコマンド編 

LVMを使用したディスク追加手順は、ディスクの追加手順をまとめてみた(LVM編) です。

LVMを使用したディスク交換手順は、ディスクの交換手順をまとめてみた(LVMパーティション&fdiskによるパーティション拡張編) です。

通常ディスクを使用したディスク追加手順は、ディスクの追加手順をまとめてみた(通常ディスク編) です。

通常ディスクを使用したディスク交換手順は、ディスクの交換手順をまとめてみた(通常パーティション&fdiskによるパーティション拡張編) です。


 partedコマンド編 

パーティションテーブルを MBR(msdos)からGPTへ移行する手順は、2TiB超えパーティションのためのMBR(msdos)からGPTへの移行 です。

LVMを使用したディスク交換手順は、ディスクの交換手順をまとめてみた(LVMパーティション&partedによるパーティション拡張編) です。

通常ディスクを使用したディスク交換手順は、ディスクの交換手順をまとめてみた(通常パーティション&partedによるパーティション拡張編) です。

fdisk コマンドは、古くから利用されているコマンドで、2TiB以上の大きなパーティションを作成することはできません。 その場合は、parted コマンドを使用することになります。

ディスク交換

ここでは、20GBの元ディスクを40GBの交換用ディスクへ入れ替えてみます。

電源断状態で、追加ディスクを取り付ける

まずは、電源断します。

$ poweroff
...
poweroffコマンドは、shutdown -h now とほぼ同じ動作をします。 shutdownコマンドに慣れている方は、そちらでもOKです。

電源断したら、交換する新しいディスクを取り付けます。 ただし、古いディスクから新しいディスクへ中身をコピーするまで、古いディスクも装着したままとします。


レスキューモード(リカバリモード)で起動する

新しいディスクの取り付けを終えたら、電源投入ですが、ここでは、レスキューモード(リカバリモード)で起動します。

ディスクの入れ替え等々ストレージのメンテナンスは、通常のシステム状態で行うことはありません。 一般的に、シングル(ユーザ)モードやレスキューモード(リカバリモード)などで作業を行うことが求められます。
ここでは、万全を期すためにも レスキューモード ( Debian or Ubuntu では、リカバリーモード ) で作業を行うこととします。

CentOS ScientificLinux

CD/DVDドライブに インストールディスクを挿入し、システム再起動します。
CentOS 7 では、以下のような画面が表示されます。

インストール初期画面

Trouble Shooting を選択します。

インストール初期画面

Rescue a CentOS System を選択し、レスキューモードへ切り替えます。

レスキュー選択画面

上記のように環境設定を行うか確認メッセージが表示されます。
今回は、ディスクの変更だけですので、特別な環境設定は必要ありませんので、ここではSkipで良いでしょう。

レスキュー選択画面

上記のように レスキューモード のプロンプトが表示されますので、あとは、コマンドにてパーティションの変更を行います。

Debian Ubuntu

電源投入と同時に(GRUB2の場合)Shiftキーを押下します。
Ubuntu 14(LinuxMint) では、以下のような画面が表示されます。

BIOSによっては、Shiftキーに特別な意味があったり、起動のタイミングが短すぎる場合など、うまく GRUBのメニューが表示されないことがあります。 その場合は、GRUB 起動時のタイミングを少し伸ばしてやるとうまくいくでしょう。
# grub のデフォルト設定を変更します。
$ vi /etc/default/grub
...
# grubの非表示タイムアウトを10秒に変更します。
# GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=0
GRUB_HIDDEN_TIMEOUT=10
...
# grubの起動待ち時間が10秒であることを確認します。
# (デフォルト10秒になっているはずですが、10秒でない場合は 10 秒に変更しましょう。)
GRUB_TIMEOUT=10
...
変更したら、grub の設定を更新します。
$ update-grub
...
これで再起動した際に、BIOSの起動画面からOS起動までに10秒のタイムラグがありますから、(ほとんどは真っ暗な画面)そこで Shiftキーを押下すれば、GRUBのメニューが表示されるでしょう。
Grub画面

ディストリビューション名 — recoverry mode を選択します。

インストール初期画面

起動の後、上記のようにリカバリーメニューが表示されます。
root Drop to root shell prompt を選択し、リカバリーモードのシェルを起動します。

レスキュー選択画面

上記のように Give root password …(…): とパスワードを聞かれるので、root(管理者)のパスワードを入力します。

レスキュー選択画面

上記のように リカバリーモード のプロンプトが表示されますので、あとは、コマンドにて各作業を行います。

Debian or Ubuntu のリカバリモードで作業を行う場合、 リカバリモードのデフォルトでは、ファイルが読み取り専用となっていることに注意してください。 そのため、ファイルシステムの拡張などの実行時にエラーが発生する場合があります。
それらの作業を行う前に、読み書き可で再マウントしておきましょう。
# マウントを読み書き可でしなおす。
$ mount -o remount,rw /

(参考)レスキューモード(リカバリモード)とともによく利用されるのが、シングルユーザモードです。
シングルユーザモードへの切り替えは、以下のコマンドで実行することができます。 遠隔操作では不可で、端末から直接、テキストモードでログインし、以下のように入力すればシングルユーザモードに切り替わります。(参考まで)
# ランレベル 1 を指定し、シングルユーザモードへ切り替えます。
$ init 1; exit
: (rootパスワードを入力)

新しいディスクが認識できているか確認する

コマンドにて、新しく取り付けたディスクが認識できているか確認します。

# カーネルメッセージにディスク情報が出力されていることを確認します。
# 以下の例では、SATA に新旧ディスクがそれぞれ接続されている状態です。
$ dmesg|grep sd
[    1.645723] sd 2:0:0:0: [sda] 41943040 512-byte logical blocks: (21.4 GB/20.0 GiB)
...
[    1.647064] sd 3:0:0:0: [sdb] 83886080 512-byte logical blocks: (42.8 GB/40.0 GiB)
...

# ハードディスクのパーティションを確認します。
# 以下の例では、/dev/sda が旧ハードディスク、/dev/sdb が新ハードディスク となっています。
$ parted -l
Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sda: 21.5GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    Type     File system  Flags
 1      1049kB  1050MB  1049MB  primary  ext4         boot
 2      1050MB  21.5GB  20.4GB  primary               lvm


Model: Linux device-mapper (linear) (dm)
Disk /dev/mapper/centos00-root: 18.3GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: loop
Disk Flags:

Number  Start  End     Size    File system  Flags
 1      0.00B  18.3GB  18.3GB  ext4


Model: Linux device-mapper (linear) (dm)
Disk /dev/mapper/centos00-swap: 2147MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: loop
Disk Flags:

Number  Start  End     Size    File system     Flags
 1      0.00B  2147MB  2147MB  linux-swap(v1)


Error: /dev/sdb: unrecognised disk label
Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sdc: 42.9GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: unknown
Disk Flags:

上記の出力例では、/dev/sdb が新しく追加されたディスクとなります。
新しく交換するディスクが、まっさらのハードディスクであれば、/dev/sdb には、上記のようにパーティションがないはずです。


古いディスクをそのまま新しいディスクへコピーする

dd コマンドを使って、ディスクコピーします。

# ddコマンドでディスクコピーします。
# if : コピー元、 of : コピー先 です。間違えないようにします。
$ dd if=/dev/sda of=/dev/sdb bs=256M
80+0 records in
80+0 records out
21474836480 bytes (21 GB) copied, 182.5555 s, 118 MB/s
dd コマンドは、パラメータに bs (1度にコピーするブロックサイズ) を指定しないと、かなり、時間がかかります。 ここでは、256M (256MB) を指定しています。

電源断状態で、古いディスクを取り外す

まずは、電源断します。

# ディスクコピーを終えたら、電源断します。
$ poweroff
...

電源断したら、古いディスクを取り外します。
また、先に接続した新しいディスクのSATA接続先を取り外した古いディスクのそれに差し替えます。

作業を終えたら、電源投入します。

# カーネルメッセージにディスク情報が出力されていることを確認します。
# 以下の例では、SATA に新ディスクのみが接続されている状態です。
$ dmesg|grep sd
[    1.645723] sd 2:0:0:0: [sda] 83886080 512-byte logical blocks: (42.8 GB/40.0 GiB)
...

# ハードディスクのパーティションを確認します。
# 以下の例では、/dev/sda が新ハードディスク となっています。
$ parted -l
Model: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
Disk /dev/sdc: 42.9GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    Type     File system  Flags
 1      1049kB  1050MB  1049MB  primary  ext4         boot
 2      1050MB  21.5GB  20.4GB  primary               lvm


Model: Linux device-mapper (linear) (dm)
Disk /dev/mapper/centos00-root: 18.3GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: loop
Disk Flags:

Number  Start  End     Size    File system  Flags
 1      0.00B  18.3GB  18.3GB  ext4


Model: Linux device-mapper (linear) (dm)
Disk /dev/mapper/centos00-swap: 2147MB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: loop
Disk Flags:

Number  Start  End     Size    File system     Flags
 1      0.00B  2147MB  2147MB  linux-swap(v1)

 
# 最後に df コマンドで現在の各パーティションの容量を確認します。
$ df -H
Filesystem                 Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos00-root   18G  851M   17G   5% /
devtmpfs                   516M     0  516M   0% /dev
tmpfs                      522M     0  522M   0% /dev/shm
tmpfs                      522M  6.9M  515M   2% /run
tmpfs                      522M     0  522M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                  1.1G   76M  871M   8% /boot

上記のように、ディスク容量の合計は、20GBのままとなっています。
ただ、実際のディスク容量は、40GB(厳密には42.9GB) なのは、上記の出力結果からわかります。


次は、ディスクの余っている分をルートディレクトリとして増量します。

パーティションを2TiB以上の大容量にしたい場合は、 パーティションテーブルがGPTでないと作成(拡張)できないため、 ここで、2TiB超えパーティションのためのMBR(msdos)からGPTへの移行 を参照の上、GPTへ移行した上で以降の作業を行ってください。 もちろん、現パーティションテーブルが既にGPTの場合は、そのまま以降の作業でOKです。 パーティションテーブルの確認は、partedコマンドで確認することができます。
# MBRの場合は、msdos と表記されます。
$ parted -l
...
Partition Table: msdos
...

# GPTの場合は、gpt と表記されます。
$ parted -l
...
Partition Table: gpt
...

ディスク容量を変更(増量)

先の手順にて、20GBのHDDを40GBの新HDDへ交換しました。
ただ、このままでは、20GB増量となった新HDDをフル活用できていないので、 余っている 20GB を既存のルートディレクトリの容量に追加増量してみます。

レスキューモード(リカバリモード)で起動する

一旦、現行パーティションを削除し、容量変更しますので、何かあった場合に、ディスク情報が読めなくなってしまうと大変です。
ここは、レスキューモード(リカバリモード)で変更します。

具体的な レスキューモード(リカバリモード)の起動方法は、 先の “レスキューモード(リカバリモード)で起動する” を参照してください。


parted を使って パーティションを拡張する

parted コマンドで、拡張するデバイスを指定します。

# parted コマンドでパーティションを変更します。
$ parted /dev/sda
...
(parted) 

パーティションを拡張します。

# まずは、出力形式をセクター単位で出力するようにしておきます。
(parted) unit sreturn
# まずは、p (print の省略形)で現状を確認しておきます。
(parted) preturn
...
Disk /dev/sda: 83886080s
...
Number  Start      End        Size       Type     File system     Flags
 1      2048s      2050047s   2048000s   primary  ext4             boot
 2      2050048s   41943039s  39892992s  primary  ext4             lvm

CentOS7以外の場合(resizeコマンドでサイズを拡張します。)

CentOS7の場合は、こちら

# 拡張するパーティション指定し、サイズ を変更します。
(parted) resizepart 2return
# 続けてパーティションの最終セクターを指定します。
# 終了位置は、領域を最大限にしたいので、 最終セクター 83886080s - 1s = 83886079s を指定します。
End? 83886079sreturn

CentOS7の場合(resizeコマンドがないので、一旦、削除します。)

CentOS7以外の場合は、こちら

# 拡張するパーティションを 一旦削除します。
(parted) rmreturn
# 削除するパーティション番号を指定します。ここでは、2 とます。
Partition number (1-2): 2return

# p で現状を再確認しておきます。
(parted) preturn

Number  Start      End        Size       Type     File system     Flags
 1      2048s      2050047s   2048000s   primary  ext4             boot

# 次に新しいパーティションを作成しなおします。
#   パーティションの種類 : primary
#   ファイルシステム : ext4
(parted) mkpart primary ext4return
# 続けてパーティションの開始セクター、終了セクターを指定します。
# ここでは、開始位置は先に削除したパーティションと同じセクターを指定します。
# 終了位置は、領域を最大限にしたいので、 最終セクター 83886080s - 1s = 83886079s を指定します。
Start? 2050048sreturn
End? 83886079sreturn

ファイルシステムを LVMへ変更します。

# 先に作成したパーティションを確認しておきます。
(parted) preturn

Number  Start      End        Size       Type     File system     Flags
 1      2048s      2050047s   2048000s   primary  ext4             boot
 2      2050048s   83886079s  80836032s  primary  ext4

# 作成したパーティションがLVMではないので、ファイルシステムの変更を行います。
(parted) toggle 2 lvmreturn
# パーティションを再確認しておきます。
(parted) preturn

Number  Start      End        Size       Type     File system     Flags
 1      2048s      2050047s   2048000s   primary  ext4             boot
 2      2050048s   83886079s  80836032s  primary                   lvm

# 最後に q (quitの省略形)で、終了します。
(parted) qreturn

最後に、変更したパーティションを反映するために システム再起動を実施します。 (次回もレスキューモード(リカバリーモード)で起動します。)

$ reboot

PV を拡張する

LVMを使っていますので、続けて PV, LV の拡張を行います。
レスキューモード(リカバリーモード)で、PVのサイズを変更します。

LVMでは、
PV(Physical Volume) 物理ボリューム と LV (Logical Volume) 論理ボリューム という2つのボリュームを持ちます。
LVMは、物理的に複数のボリュームを1つの論理ボリュームとして扱うことができます。
つまり、ここでいう 複数のPV を 1つのLV に割り当てることができるということです。
# まず、現状のPVについて確認しておきます。
$ pvdisplay
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda2
  VG Name               centos00
  PV Size               19.02 GiB / not usable 3.00 MiB
  Allocatable           yes (but full)
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              4869
  Free PE               0
  Allocated PE          4869
  PV UUID               xe2XmG-0B9i-fGjg-8hq1-qm1S-4Z2w-7eaAp4

# PVをリサイズします。
$ pvresize /dev/sda2
  Physical volume "/dev/sda2" changed
  1 physical volume(s) resized / 0 physical volume(s) not resized

# 拡張されたか、PVについて再確認します。
$ pvdisplay
  --- Physical volume ---
  PV Name               /dev/sda2
  VG Name               centos00
  PV Size               39.02 GiB / not usable 2.00 MiB
  Allocatable           yes
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              10114
  Free PE               5120
  Allocated PE          4869
  PV UUID               xe2XmG-0B9i-fGjg-8hq1-qm1S-4Z2w-7eaAp4

LV を拡張する

続けて、論理的なボリューム LV を変更します。

# 現在のLVを確認しておきます。
$ lvscan
  ACTIVE            '/dev/centos00/root' [17.00 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/centos00/swap' [2.00 GiB] inherit

# LVの容量を変更します。ここでは、余った容量を含めて利用可能な領域の最大を指定(+100%FREE)しています。
#   サイズを指定して拡張したい場合、-L 39G  のように指定します。
$ lvextend -l +100%FREE /dev/centos00/root
  Extending logical volume root to 37.02 GiB
  Logical volume root successfully resized

# 現在のLVを確認しておきます。
$ lvscan
  ACTIVE            '/dev/centos00/root' [37.02 GiB] inherit
  ACTIVE            '/dev/centos00/swap' [2.00 GiB] inherit

ファイルシステム を拡張する

レスキューモード(リカバリーモード)で、ファイルシステムのサイズを変更します。

ファイルシステムのチェックを行います。

$ e2fsck -f /dev/centos00/root
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
...
もし、チェックで異常などが検出された場合は、以下のように出力されるかもしれません。
$ e2fsck -f /dev/centos00/root
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
...
Free blocks count wrong (4000963, counted=4000911)
Fix<y>? yesreturn
Free blocks count wrong (1063899, counted=1063896)
Fix<y>? yesreturn

/dev/centos00/root: ***** FILE SYSTEM WAS MIDIFIED *****
/dev/centos00/root: 25640/1089536 files (0.2% non-contiguous), 351089/4352000 blocks
上記の例では、”修復しますか?” と聞かれますので、yesと入力し、ファイルシステムのチェックを完了してください。
異常の内容によってメッセージも異なりますで、確認の上、指示に従って作業を行ってください。
xfsの場合は、xfs_repair コマンドで、ファイルシステムのチェックおよび修復を行います。

ファイルシステム を 拡張します。

$ resize2fs /dev/centos00/root
...
xfsの場合は、xfs_growfs コマンドで、ファイルシステムの拡張を行います。

最後に、システム再起動します。
(CD/DVDドライブの インストールディスクなどを装着している場合は、それらを取り出した上で再起動します。)

$ reboot

最後に容量を確認

システム再起動後、正しくディスクの交換および容量変更ができたか確認してみましょう。

# df コマンドでファイルシステム毎の容量をチェックします。
$ df -H
Filesystem                  Size  Used Avail  Use% Mounted on
/dev/mapper/centos00-root    39G  925M   37G    3% /
devtmpfs                    516M     0  516M    0% /dev
tmpfs                       522M     0  522M    0% /dev/shm
tmpfs                       522M  6.9M  515M    2% /run
tmpfs                       522M     0  522M    0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1                   1.1G   76M  871M    8% /boot

# free コマンドでスワップの容量をチェックします。
$ free
             total       used       free     shared    buffers     cached
Mem:       1018256     184348     833908       6672       7564      67120
-/+ buffers/cache:     109664     908592
Swap:      2097148          0    2097148

ルートディレクトリ( /dev/mapper/centos00-root ) の容量がアップし、
スワップ領域( Swap total )が LVのスワップ領域のサイズと同じであればOKです。


(おまけ)ディスクシステムを確認する方法

ディスクシステムを確認する方法について、ちょっとだけ解説しておきます。
確実にディスクシステムを確認するには、/etc/fstab をダンプするのが、一番、間違いないかと思います。

$ cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu Jan  8 05:31:47 2015
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        1 1
UUID=b4868c6b-a478-46b5-8262-c5f418c1c132 /boot                   xfs     defaults        1 2
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

/etc/fstab は、あくまで ディスクなどをどのようにファイルシステムにマウントするかを記述するためのファイルですから、 マウントしないものは、記述されていません。

マウントしていないファイルシステムを確認するのは、parted コマンドを使うと確認することができます。

$ parted -l
モデル: ATA VBOX HARDDISK (scsi)
ディスク /dev/sda: 42.9GB
セクタサイズ (論理/物理): 512B/512B
パーティションテーブル: msdos
ディスクフラグ:

番号  開始    終了    サイズ  タイプ   ファイルシステム  フラグ
 1    1049kB  525MB   524MB   primary  xfs               boot
 2    525MB   42.9GB  42.4GB  primary                    lvm


モデル: Linux device-mapper (linear) (dm)
ディスク /dev/mapper/centos-root: 40.3GB
セクタサイズ (論理/物理): 512B/512B
パーティションテーブル: loop
ディスクフラグ:

番号  開始   終了    サイズ  ファイルシステム  フラグ
 1    0.00B  40.3GB  40.3GB  xfs


モデル: Linux device-mapper (linear) (dm)
ディスク /dev/mapper/centos-swap: 2147MB
セクタサイズ (論理/物理): 512B/512B
パーティションテーブル: loop
ディスクフラグ:

番号  開始   終了    サイズ  ファイルシステム  フラグ
 1    0.00B  2147MB  2147MB  linux-swap(v1)

いかがだったでしょうか?
ディスクの交換手順をまとめてみた(通常パーティション&fdiskによるパーティション拡張編) の手順と全く同じです。パーティションの操作コマンドが、fdisk から parted コマンドに変わっただけです。

2TiB以上の大容量のパーティション操作を行う場合は、パーティションテーブルをGPTへ移行すれば、この記事のように parted コマンド で操作を行うことが可能です。

先に書きましたが、大容量ディスクが安価で手に入る時代では、partedコマンドを使えないと、無いかと不便です。 概ね fdiskの操作方法と同じなので、それほど難しくはありませんので、是非、トライしてみられてはいかがと思います。
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2 件 コメントがあります。 コメントを投稿する
  1. 治部 康人
    2015年10月23日, 3:32 PM

    貴重な情報有難うございます。
    Debian8amd64なんですが、/ を一つのパーティションext4にしました。
    この場合、4GBだけルートから分割してスワップ領域にするには、
    どうすればよいでしょうか。

  2. 管理人
    2015年10月24日, 5:00 AM

    治部さん

    コメントありがとうございます、管理人です。

    さて、ご質問の件ですが、
    ネットで検索されるとわかるかと思いますが、
    パーティションとファイルシステムを (小さく)resize すれば良い?
    という感じですが、おすすめしません。
    一旦、作成してしまったパーティションを、大きくする場合の resize は、ほとんど問題ないですが、小さくしたい場合は非常にリスクが高いです。

    確か、ext3まではできていたように思いますが、ext4 でできるのか不明です。個人的も、試したことがありません。

    上級者の方は、自己責任にてやられる分には、全然問題ないと思いますが、もし失敗した時に、取返しがつかないことがありますから、おすすめしません。

    では、どうするか?ですが、
    交換前のディスクへ一旦戻して、再度、交換手順を行われてはいかがでしょうか?
    また、ディスク容量が同じ場合は、容量の小さいディスク交換手順 http://server-setting.info/ubuntu/change-disk-ssd.html を参照してみてください。


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