配额限制、RAID、LVM

配置配额系统

在内核中执行以文件系统为单位启用，对不同组或者用户的策略不同；

• 根据块或者节点进行限制

  • 软限制（soft limit）

    硬限制（hard limit）

• 初始化(/home)

  • 分区挂载选项( /etc/fstab )：usrquota、grpquota
    创建数据库：

    • 将selinux调为禁用状态：Permissive

      quotacheck -cug /home

    启用数据库：quotaon /home 、 quotaon -q /home

  • selinux：
    查看：getenforce

    • 禁用状态：Permissive
      启用状态：Enforcing

    setenforce 0 ；禁用selinux
    setenforce 1 ；启用selinux

• 设定配额

  • 针对于用户的配额限制
    开启或者取消配额：quotaon、quotaoff
    直接编辑配额：edquota username
    在shell脚本中直接编辑：
    setquota usename 4096 5120 40 50 /home
    定义原始标准用户：
    edquota -p user1 user2
    查看/home这个分区的配额汇总：repquota /home

    注意：其中：root无视一切配额限制，blocks 、inodes 只要有一个达到限制（soft）就会报警；凡是文件属主是测试用户的文件，都在配额限制内。
    如果文件中的大小超过配额限制则不能进行修改操作，仅仅可以一次性的删除到配额限制内；

  • 针对于属组的配额限制

    直接编辑配额：edquota -g 属组

RAID

• RAID:Redundant Arrays of Inexpensive（Independent）多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供

• 作用：

  • 提高IO能力：磁盘并行读写
    提高耐用性：盘冗余来实现

RAID级别

级别：仅仅是标识磁盘组织形式的不同；

• RAID-0:条带卷，strip
  读、写性能提升；
  可用空间：N*min(S1,S2,…)
  无容错能力
  最少磁盘数：2, 2+

• RAID-1：镜像卷，mirror
  读性能提升、写性能略有下降；
  可用空间：1*min(S1,S2,…)
  有冗余能力
  最少磁盘数：2, 2N

• RAID-4：
  多块数据盘异或运算值，存于专用校验盘

• RAID-5：
  读、写性能提升
  可用空间：(N-1)*min(S1,S2,…)
  有容错能力：允许最多1块磁盘损坏
  最少磁盘数：3, 3+

• RAID-6：
  读、写性能提升
  可用空间：(N-2)*min(S1,S2,…)
  有容错能力：允许最多2块磁盘损坏
  最少磁盘数：4, 4+

• RAID-10：
  读、写性能提升
  可用空间：N*min(S1,S2,…)/2
  有容错能力：每组镜像最多只能坏一块
  最少磁盘数：4, 4+

• RAID-01、RAID-50

• RAID7： 可以理解为一个独立存储计算机，自身带有操作系统和管理工具，可以独立运行，理论上性能最高的RAID模式

• JBOD：Just a Bunch Of Disks
  功能：将多块磁盘的空间合并一个大的连续空间使用
  可用空间：sum(S1,S2,…)

• 常用级别：RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD

RAID实现的方式：

• 外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力
  内接式RAID：主板集成RAID控制器
  注：安装OS前在BIOS里配置

• 软件RAID：通过OS实现

  • mdadm：为软RAID提供管理界面为空余磁盘添加冗余，结合内核中的md(multi devices)

    RAID设备可命名为/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等等

  • mdadm：模式化的工具
    命令的语法格式：mdadm [mode] <raiddevice> [options]<component-devices>
    支持的RAID级别：LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4,RAID5, RAID6, RAID10
    <raiddevice>: /dev/md#
    <component-devices>: 任意块设备

  • 模式：
    创建：-C
    装配：-A
    监控：-F
    管理：-f, -r, -a

    • -C: 创建模式
      -n #: 使用#个块设备来创建此RAID
      -l #：指明要创建的RAID的级别
      -a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件
      -c CHUNK_SIZE: 指明块大小
      -x #: 指明空闲盘的个数

    • -D：显示raid的详细信息；
      mdadm -D /dev/md#

    • 管理模式：
      -f: 标记指定磁盘为损坏
      -a: 添加磁盘
      -r: 移除磁盘

    • 观察md的状态：
      cat /proc/mdstat
      持续观察：watch -n1 ‘cat /proc/mdstat’

    • 停止md设备：
      maadm -S /dev/md#

    • watch命令
      -n # ：刷新间隔，单位是秒；
      watch -n# ’COMMAND’

  • 配置示例：

    • 使用mdadm创建并定义RAID设备
      mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1

    • 用文件系统对每个RAID设备进行格式化
      mke2fs -j /dev/md#

    • 测试RAID设备
      使用mdadm检查RAID设备的状况
      mdadm –detail | D /dev/md#

    • 增加新的成员
      mdadm –G /dev/md# –n4 -a /dev/sdf1

    • 同步文件系统：
      resize2fs /dev/md#

  • 软RAID测试和修复

    • 模拟磁盘故障
      mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1

    • 移除磁盘
      mdadm /dev/md0 –r /dev/sda1

    • 从软件RAID磁盘修复磁盘故障

      • 替换出故障的磁盘然后开机
      • 在备用驱动器上重建分区
      • mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1

    • mdadm、/proc/mdstat及系统日志信息

  • 软RAID管理

    • 生成配置文件：mdadm –D –s >> /etc/mdadm.conf
    • 停止设备：mdadm –S /dev/md0
    • 激活设备：mdadm –A –s /dev/md0 激活
    • 强制启动：mdadm –R /dev/md0
    • 删除raid信息：mdadm –zero-superblock /dev/sdb1

LVM

• 逻辑卷管理器（LVM）

  • 允许对卷进行方便操作的抽象层，包括重新设定文件系统的大小

  • 允许在多个物理设备间重新组织文件系统

    • 将设备指定为物理卷
      用一个或者多个物理卷来创建一个卷组
      物理卷是用固定大小的物理区域（Physical Extent，PE）来定义的
      在物理卷上创建的逻辑卷是由物理区域（PE）组成
      可以在逻辑卷上创建文件系统

• LVM介绍
  LVM: Logical Volume Manager， Version: 2
  dm: device mapper：将一个或多个底层块设备组织成一个逻辑设备的模块
  设备名：/dev/dm-#
  软链接：

  /dev/mapper/VG_NAME-LV_NAME
  /dev/mapper/vol0-root
  /dev/VG_NAME/LV_NAME
  /dev/vol0/root

• LVM更改文件系统的容量
  通过交换PE来进行资料的转换，将原来LV内的PE转移到其他的设备中以降低LV的容量，或将其他设备中的PE加到LV中以加大容量

pv（物理卷）管理工具

• 显示pv信息
  • pvs：简要pv信息显示
    pvdisplay：显示pv的详细信息
• pvcreate /dev/DEVICE ： 创建PV
• pvmove ：移除PE
• pvremove :将PV属性移除，让改partition不具有PV属性
• pvscan：搜寻目前系统中任何具有PV的磁盘

vg（卷组）管理工具

• 显示卷组
  vgs：显示简要信息
  vgdisplay：显示详细信息

• 创建卷组
  vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

• 管理卷组
  在VG内添加PV：vgextend
  vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]
  在VG内移除PV：vgreduce
  vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

• 删除卷组
  先做pvmove，再做vgremove

• pvscan：搜寻目前系统中任何具有PV的磁盘

• vgchange：配置VG是否启动

lv（逻辑卷）管理工具

• 显示逻辑卷
  lvs：显示系统的LV的简要信息
  lvdisplay：显示LV详细信息

• 创建逻辑卷
  lvcreate [-L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
  lvcreate -l PE数 -n NAME VolumeGroup
  lvcreate -l #%VG] -n NAME VolumeGroup
  lvcreate -l 100%FREE -n NAME VolumeGroup

• lvextend：在LV中添加容量

• lvreduce ：在LV中减少容量

• lvresize：对LV进行容量大小的调整

• 删除逻辑卷
  lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

• 重设文件系统大小
  fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
  resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]

  扩展逻辑卷
  仅限ext系列，其他文件系统有其他的工具

  • 扩展逻辑卷
    lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

  • 扩展文件系统
    resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

  或者：

  • lvextend -r -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

  缩减逻辑卷：
  此缩减针对于ext系列，xfs不支持缩减；

  • 备份数据

  • 卸载文件系统（禁止联机操作）：
    umount /dev/VG_NAME/LV_NAME

  • 文件系统的强制检测修复：
    e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME

  • 缩减文件系统：
    resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]

  • 缩减逻辑卷：
    lvreduce -L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

  • 重新挂载：
    mount

  创建逻辑卷示例：

  • 创建物理卷
    pvcreate /dev/sda3

  • 为卷组分配物理卷
    vgcreate vg0 /dev/sda3

  • 从卷组创建逻辑卷
    lvcreate -L 256M -n data vg0
    mke2fs -j /dev/vg0/data
    mount /dev/vg0/data /mnt/data

• 快照

  • 快照是特殊的逻辑卷，它是在生成快照时存在的逻辑卷的准确拷贝
  • 对于需要备份或者复制的现有数据集临时拷贝以及其它操作来说，快照是最合适的选择

  • 快照只有在它们和原来的逻辑卷不同时才会消耗空间

    • 在生成快照时会分配给它一定的空间，但只有在原来的逻辑卷或者快照有所改变才会使用这些空间
    • 当原来的逻辑卷中有所改变时，会将旧的数据复制到快照中。
    • 快照中只含有原来的逻辑卷中更改的数据或者自生成快照后的快照中更改的数据
    • 建立快照的卷大小只需要原始逻辑卷的15%～20%就够了,也可以使用lvextend放大快照

  • 快照就是将当时的系统信息记录下来，就好像照相一般，若将来有任何数据改动了，则原始数据会被移动到快照区，没有改动的区域则由快照区和文件系统共享；
    由于快照区与原本的LV共用很多PE的区块，因此快照去与被快照的LV必须在同一个VG.系统恢复的时候的文件数量不能高于快照区的实际容量.

  • 快照snapshot：

    • 为现有逻辑卷创建快照
      lvcreate -L 64 -s -n snap-data -p r /dev/vg0/data
      -p r :只读
      -L #[mMgGtT] ：快照大小

    • 挂载快照
      mkdir -p /mnt/snap
      mount -o ro /dev/vg0/snap-data /mnt/snap

    • 恢复快照

      • 恢复快照之前，先卸载快照，再卸载逻辑卷
        umount /mnt/lv0
        umount /mnt/snap
      • lvconvert –merge /dev/vg0/snaplv0
      • mount /dev/vg0/lv0 /mnt/lv0
        快照只能使用一次，恢复完自动删除

    • 删除快照
      umount /mnt/databackup
      lvremove /dev/vg0/databackup