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第14章 磁盘配额(Quota)与进阶文件系统管理

老牧童 • • 未分类 • 阅读 162

第14章 磁盘配额(Quota)与进阶文件系统管理##第十四章磁盘配额(Quota)与进阶文件系统管理###14.1磁盘配额(Quota)的应用与实作-Quota的一般用途Quota比较常使用的几个情况是：-针对WWWserver，例如：每个人的网页空间的容量限制-针对mailserver，例如：每个人的邮件空间限制-

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第十四章 磁盘配额(Quota)与进阶文件系统管理

14.1 磁盘配额(Quota)的应用与实作

  • Quota的一般用途
    Quota比较常使用的几个情况是：
    • 针对WWW server，例如：每个人的网页空间的容量限制
    • 针对mail server，例如：每个人的邮件空间限制
    • 针对file server，例如，每个人最大的可用网络硬盘空间（教学环境中最常见！
      上头讲的是针对网络服务的设计，如果是针对Linux系统主机上面的设定那么使用的方向有底下这一些：
    • 限制某一群组所能使用的最大磁盘配额（使用群组限制）
    • 限制某一用户的最大磁盘配额（使用用户限制）
    • 限制某一目录（directory,project）的最大磁盘配额
  • Quata 的使用限制
    • 在EXT文件系统家族仅能针对整个filesystem
    • 核心必须支持quota
    • 只对一般身份使用者有效
    • 若启用SELinux，非所有目录均可定quota
      不同的文件系统在quota的处理情况上不太相同，因此这里要特别强调，进行quota前，先确认你的文件系统吧。
  • Quata 的规范设定项目：
    • 分别针对用户、群组或个别目录（user,group&project）：
    • 容量限制或文件数量限制（block或inode）
      • 限制inode用量：可以管理使用者可以建立的【文件数量】
      • 限制block用量：管理用户磁盘容量的限制，较常见为这种方式
    • 柔性劝导与硬性规定（soft/hard）
      • hard: 表示使用者的用量绝对不能超过这个限制值
      • soft: 若超过soft且低于hard的限值，每次用户登入系统时，系统会主动发出磁盘即将爆满的警告讯息，且会给予一个宽限时间（grace tiem）。
    • 会倒数计时的宽限时间（grace time）

14.2 软件磁盘阵列（Software RAID）

  • RAID-0(等量模式，stripe):效能最佳
  • RAID-1(映像模式，mirror):完整备份
  • RAID1+0，RAID0+1
  • RAID 5:效能与数据备份的均衡考虑
  • Spare Disk: 预备磁盘的功能：

14.2.3 软件磁盘阵列的设定

　　软件磁盘阵列的设定很简单呢？因为你只要使用一个指令即可！那就是mdadm这个指令。

mdadm --detail /dev/md0
mdadm --create /dev/md[0-9] --auto=yes --level=[015] --chunk=NK --raid-devices=N --spare-devices=N /dev/sdx dev/hdx...
选项与参数：
--create: 为建立RAID的选项
--auto=yes: 决定建立后面接的软件磁盘陣列装置，亦即/dev/md0,/dev/md1
--chunk=NK: 决定这个装置的chunk大小，也可以当成stripe大小，一般是64K或512K
--raid-devices=N: 使用几个磁盘（partition作为磁盘陣列的装置
--spare-devices=N: 使用几个磁盘作为备用（spare）装置
--level=[015]: 设定这组磁盘陣列的等级。支持很多，不过建议只要用0，1，5即可。
--detail: 后面所接的那个磁盘陣列装置的详细信息

　　上面的语法中，最后面会接许多的装置文件名，这些装置文件名可以是整颗磁盘，例如/dev/sdb，也可以是分区槽，例如/dev/sdb1之类。不过，这些装置文件名的总数必须要等于–raid-devices与–spare-devices的个数总和才行！
范例：
mdadm --create /dev/md0 --auto=yes --level=5 --chunk=256K --raid-devices=4 --spare-devices=1 /dev/vda{5,6,7,8,9}

  • 格式化与挂载使用RAID
    mkfs.xfs -f -d su=256k,sw=3 -r extsize=768k /dev/md0

12.2.4 仿真RAID错误的救援模式

　　俗话说“天有不测风云，人有旦夕祸福”，谁也不知道你的磁盘阵列内的装置啥时候会出差错，因此，了解一下软件磁盘阵列的救援还是必须的！底下我们就来玩一玩救援的机制吧！首先来了解一下mdadm这方面的语法：

mdadm --manage /dev/md[0-9] [--add 装置] [--remove 装置] [--fail 装置]
选项与参数：
-add: 会将后面的装置加入这个md中
--remvoe: 会将后面的装置由这个md中移除
--fail: 会将后面的装置设定成为出错的状态

14.2.5 开机自动启动RAID并自动挂载

mdadm --detail /dev/md0 | grep -i uuid    #查看UUID
#开始设定mdadm.conf
vim /etc/mdadm.conf
ARRAY /dev/md0 UUID=2256da5f:4870775e:cf2fe320:4dfabbc6

# 开始设定开机自动挂载并测试
blkid /dev/md0
/dev/md0: UUID="494cb3e1-5659-4efc-873d-d0758baec523" TYPE="xfs"

vim /etc/fstab
UUID=494cb3e1-5659-4efc-873d-d0758baec523 /srv/raid xfs defaults 0 0

14.2.6 关闭软件RAID(重要)

　　如果是测试用的软件RAID，要关闭RAID，如果忘记关闭，未来你在重新分区/dev/vdaX时可能会出现一些莫名的错误状况啦！所以才需要关闭software RAID的步骤！那如何关闭呢？也是简单到爆炸！（请注意，确认你的/dev/md0确实不要用且要关闭了才进行底下的玩意儿）

1. 先卸除且删除配置文件内与这个/dev/md0有关的设定：
umount /srv/raid
vim /etc/fstab
UUID=494cb3e1-5659-4efc-873d-d0758bace523 /srv/raid xfs defaults 0 0  # 删除或是注释掉这一行

2. 先覆盖掉RAID的metadata以及XFS的superblock，才关闭/dev/md0的方法
dd if=/dev/zer0 of=/dev/md0 bs=1M count=50
mdadm --stop /dev/md0

dd if=/dev/zero of=/dev/vda5 bs=1M count=10
dd if=/dev/zero of=/dev/vda6 bs=1M count=10
dd if=/dev/zero of=/dev/vda7 bs=1M count=10
dd if=/dev/zero of=/dev/vda8 bs=1M count=10
dd if=/dev/zero of=/dev/vda9 bs=1M count=10

vim /etc/mdadm.conf
ARRAY /dev/md0 UUID=2256da5f:4870775e:cf2fe320:4dfabbc6
# 删除或是注释掉这一行

14.3 逻辑滚动条管理员(Logical Volume Manager)

　　LVM的重点在于【可以弹性的调整filesystem的容量！】而并非在于效能与数据安全上面。LVM可以整合多个实体partition在一起，让这些partition看起来就像是一个磁盘一样！而且，还可以在未来新增或移除其他的实体partition到这个LVM管理的磁盘当中。

14.3.1 什么是LVM:PV,PE,VG,LV的意义

  • Physical Volume,PV,实体滚动条
    我们实际的partition（或disk）需要调整系统标识符（systemID）成为8e(LVM的标识符)，然后再经过pvcreate的指令将他转成LVM最底层的实体滚动条（PV），之后才能够将这些PV加以利用！调整systemID的方式就是透过gdisk啦！
  • Volume Group,VG,滚动条群组
    所谓的LVM大磁盘就是将许多PV整合成这个VG的东西就是啦！所以VG就是LVM组合起来的大磁盘！
  • Physical Extent,PE,实体范围区块
    LV预设使用4MB的PE区块，他是整个LVM最小的储存区块，也就是说，其实我们的文件资料都是籍由写入PE来处理的。简单的说，这个PE就有点像文件系统里面的block大小啦。
  • Physical Volume，逻辑滚动条
    这个LV就是最后可以被格式化使用的类似分区槽的咚咚了！LV的大小就与在此LV内的PE总数有关。为了方便用户利用LVM来管理其系统，因此LV的装置文件名通常指定为【/dev/vgname/lvname】的格式。

14.3.2 LVM实作流程

  1. DISK阶段（实际的磁盘）
    gdisk -l /dev/vda #其实system ID不改也没关系！只是为了让管理员清楚知道该partition的内容，操作过程略过

  2. PV阶段
    要建立PV其实很简单，只要直接使用pvcreate即可！

  • pvcreate: 将实体partition建立成为PV

  • pvscan: 搜寻目前系统里面任何具有PV的磁盘

  • pvdisplay: 显示出目前系统上面的PV状态

  • pvremote：将PV属性移除，让该partition不具有PV属性
    pvcreate /dev/vda{5,6,7,8}

  • 更详细的列示也系统上面的每个PV的个别信息
    pvdisplay /dev/vda5

  1. VG阶段

  • vgcreate: 建立VG的指令。

  • vgscan: 搜寻系统上面的VG

  • vgdisplay: 显示目前系统上面的VG状态

  • vgextend: 在VG内增加额外的PV

  • vgreduce: 在VG内移除PV

  • vgchange: 设定VG是否启动（active）

  • vgremove:删除一个VG

    vgcreate [-s N[mgt]] VG名称 PV名称
选项与参数：
-s: 后面接PE的大小（size），单位可以是m,g,t（大小写均可）
vgvreate -s 16M vbird /dev/vda{5,6,7}
  1. LV阶段
    创造出VG这个大磁盘之后，再来就是要建立分区啦！这个分区就是所谓的LV啰！

  • lvcreate: 建立LV啦

  • lvscan: 查询LV

  • lvdisplay: 显示LV

  • lvextend: 在LV里面增加容量

  • lvreduce: 在LV里面减少容量

  • lvremove: 删除一个LV

  • lvresize: 对LV进行容量大小的调整

    lvcreate [-L N[mgt]] [-n LV名称] VG名称
lvcreate [-l] [-n LV名称] VG名称
选项与参数：
-L：后面接容量，容量的单位可以是M.G.T等，要注意的是，最小单位PE.因此这个数量必须是PE的倍数，若不相符，系统会自动计算最相近的容量。
-l: 后面接PE的【个数】
-n: 后面接的是LV的名称
范例：
lvcreate -L 2G -n vbirdlv vbirdvg

14.3.3 放大LV容量

　　放大文件系统时，需要底下这些流程的：

  1. VG阶段需要有剩余的容量
  2. LV阶段产生更多的可用容量
  3. 文件系统阶段的放大

　　其中最后一个步骤最重要！我们在第7章当中知道，整个文件系统在最初格式化的时候就建立了inode/block/superblock等信息，要改变这些信息是很难的！不过因为文件系统格式化的时候建置的是多个block group，因此我们可以透过在文件系统当中增加block group的方式来增减文件系统的量！而增减block group就是利用xfs_growfs啰！所以最后一步是针对文件系统处理的，前面几步则是针对LVM的实际容量大小！
　　Tips因此，严格来说，放大文件系统并不是没有进行【格式化】喔！放大文件系统时，格式化的位置在于该装置后来新增的部份，装置的前面已经存在的文件系统则没有变化。而新增的格式化过的数据，再反馈回原本的superblock这样而已。
范例：

lvresize -L +500M /dev/vbirdvg/vbirdlv
xfs_info /srv/lvm
xfs_growfs /srv/lvm
xfs_info /srv/lvm
df -Th /srv/lvm

14.3.5 LVM的LV磁盘快照

　　快照就是将当时的系统信息记录下来，就好像照相记录一般！未来若有任何资料更动了，则原始资料会被搬移到快照区，没有被更动的区域则由快照区与文件系统共享。

  • 传统快照区的建立
    lvcreate -s -l 26 -n vbirdsnap1 /dev/vbirdvb/vbirdlv

# 上述的指令中最重要的是那个 -s的选项，代表是snapshot快照功能之意！

# -n后面接快照区的装置名称，/dev/…则是要被快照的LV完整档名

# -l 后面则是使用多少个PE来作为这个快照区使用。

  • 利用快照区复原系统

    1. 利用快照区将原本的filesystem备份，我们使用xfsdump来处理
      xfsdump -l 0 -L lvm1 -M lvm1 -f /home/lvm.dump /srv/snapshot1

    2. 将vbirdsnap1卸除并移除（因为里面的内容已经备份起来了）

    umount /srv/snapshot1
lvremove /dev/vbirdvg/vbirdsnap1
umount /srv/lvm mkfs -f /dev/vbirdvg/vbirdlv
mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /srv/lvm
xfsrestore -f /home/lvm.dump -L lvm1 /srv/lvm
ll /srv/lvm

　　会玩LVM还不行！你必须要会移除系统内的LVM喔！因为你的实体partition已经被使用到LVM去，如果你还没有将LVM关闭就直接将那些partition删除或转为其他用途的话，系统是会发生很大的问题的！所以啰，你必须要知道如何将LVM的装置关闭并移除才行！会不会很难呢？其实不会啦！依据下面的流程来处理即可：

  1. 先卸除系统上面的LVM文件系统（包括快照与所有LV）
  2. 使用lvremove移除LV
  3. 使用vgchange -a n VGname让VGname这个VG不具有Active的标志
  4. 使用vgremove移除VG
  5. 使用pvremove移除PV
  6. 最后，使用fdisk修改ID回来啊！

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