linux磁盘限额和进阶文件系统的管理 quota RAID LVM

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linux磁盘限额和进阶文件系统的管理 quota RAID LVM
概念：
1. Quota 的一般用途：
  
  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！)
  
  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)：
  
  以 Link 的方式，来使邮件可以作为限制的配额 (更改 /var/spool/mail 这个路径)：直接使用 Link 的方式指向 /home (或者其他已经做好的 quota 磁盘)，这通常是用在原本磁盘分区的规划不好，但是却又不想要更动原有主机架构的情况中啊！
2. Quota 的使用限制
  
  仅能针对整个 filesystem：不能针对『某个目录』来进行 Quota 的设计
  
  核心必项支持 quota ：
  
  Quota 的记录文件
  
  只对一般身份使用者有效：
3. Quota 的规范设定项目：
  
  针对整个 filesystem 的限制项目主要分为底下几个部分：
  
  容量限制或档案数量限制 (block 或 inode)：
  
  限制 inode 用量：可以管理使用者可以建立的『档案数量』；
  
  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会超过这个限制值
  
  soft：表示使用者在低于 soft 限值时，可以正常使用磁盘，但若超过 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 time)。不过，若使用者在宽限时间倒数期间就将容量再次降低于 soft 限值之下，(grace time)。不过，若使用者在宽限时间倒数期间就将容量再次降低于 soft 限值之下，
  
  会倒数计时的宽限时间 (grace time)：
4. 软件磁盘阵列 (Software RAID)
  
  RAID-0 (等量模式, stripe)：效能最佳。数据平分放在N个磁盘中。（最少两块磁盘）
  
  RAID-1 (映像模式, mirror)：完整备份。数据拷贝一份放在其他磁盘中。（最少两块磁盘）
  
  RAID 0+1，RAID 1+0。数据先平分再拷贝或者先拷贝再平分。（最少四块磁盘）
  
  RAID 5：效能与数据备份的均衡考虑。数据平分在N-1颗磁盘上，另一个磁盘记录检验码。（最少三块磁盘）
  
  Spare Disk：预备磁盘的功能：
  
  spare disk 就是一颗或几颗没有包含在原本磁盘阵列等级中的磁盘，这颗磁盘平时并不会被磁盘阵列所使用，当磁盘阵列有仸何磁盘损毁时，则这颗 spare disk 会被主动的拉进磁盘阵列中，并将坏掉的那颗硬盘移出磁盘阵列！然后立即重建数据系统。
5. 磁盘阵列的优点
  
  数据安全与可靠性：指的并非信息安全，而是当硬件 (指磁盘) 损毁时，数据是否还能够安全的救援或使用之意；
  
  读写效能：例如 RAID 0 可以加强读写效能，让你的系统 I/O 部分得以改善；
  
  容量：可以让几颗磁盘组合起来，故单一文件系统可以有相当大的容量。
6. 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保全上面,LVM 可以整合几个实体 partition 在一起，让这些 partitions 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。
7. 什么是 LVM： PV, PE, VG, LV
  
  Physical Volume, PV, 实体滚动条
  
  我们实际的 partition 需要调整系统标识符 (system ID) 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 system ID 的方是就是透过 fdisk。
  
  Volume Group, VG, 滚动条群组
  
  所谓的 LVM 大磁盘就是将讲多 PV 整合成这个 VG，所以 VG 就是 LVM 组合起来的大磁盘！VG 最多仅能包含 65534 个 PE 而已。如果使用 LVM 预设的参数，则一个 VG 最大可达 256GB 的容量。
  
  Physical Extend, PE, 实体延伸区块
  
  LVM 预设使用 4MB 的 PE 区块，而 LVM 的 VG 最多仅能含有 65534 个 PE ，因此预设的 LVM VG 会有4M*65534/(1024M/G)=256G。所以调整 PE 会影响到 VG 的最大容量。
  
  Logical Volume, LV, 逻辑滚动条
  
  最终的 VG 还会被切成 LV，这个 LV 就是最后可以被格式化使用的类似分割槽。
8. LVM系统快照
  
  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。首先，由于快照区与原本的 LV 共享很多 PE 区块，因此快照区与被快照的 LV 必项要在同一个 VG 上头。
实例：
1. quota
2. 软件磁盘阵列的设定
  
  mdadm --detail /dev/md0 ----------查看磁盘阵列/dev/md0 信息
  
  mdadm --create --auto=yes /dev/md[0-9] --raid-devices=N --level=[015] --spare-devices=N /dev/sdx /dev/hdx...
  
  --create ：为建立 RAID 的选顷；
  
  --auto=yes ：决定建立后面接的软件磁盘阵列装置，亦即 /dev/md0,/dev/md1..
  
  --raid-devices=N ：使用几个磁盘 (partition) 作为磁盘阵列的装置
  
  --spare-devices=N ：使用几个磁盘作为备用 (spare) 装置
  
  --level=[015] ：设定这组磁盘阵列的等级。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阵列装置的详细信息
  
  实例：
  
  mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 --spare-devices=1 /dev/hda{6,7,8,9,10}
  
  cat /proc/mdstat-------也可以查看
  
  格式化与挂载使用 RAID
  
  mkfs -t ext3 /dev/md0
  
  mkdir /mnt/raid
  
  mount /dev/md0 /mnt/raid
  
  仿真 RAID 错误的救援模式
  
  mdadm --manage /dev/md[0-9] [--add 装置] [--remove 装置] [--fail 装置]
  
  --add ：会将后面的装置加入到这个 md 中！
  
  --remove ：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
  
  mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/hda8 假设8出错
  
  mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/hda11 --remove /dev/hda8 加入新的移除错误的
  
  开机自动启动 RAID 并自动挂载
  
  [root@www ~]# mdadm --detail /dev/md0 | grep -i
  
  uuid UUID : 7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b
  
  [root@www ~]# vi /etc/mdadm.conf -----------centos6.5 无
  
  　　ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b
  
  vi /etc/fstab
  
  /dev/md0 /mnt/raid ext3 defaults 1 2
  
  umount /dev/md0; mount -a
  
  关闭软件 RAID(重要！) ----------进入/proc/partitions目录下查看raid装置名
  
  umount /dev/md0
  
  vi /etc/fstab
  
  /dev/md0 /mnt/raid ext3 defaults 1 2 删除或批注
  
  mdadm --stop /dev/md0
  
  vi /etc/mdadm.conf
  
  ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b 删除或批注
3. LVM 实作流程
  
  PV 阶段
  
  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；
  
  pvremove ：将 PV 属性移除，让该 partition 不具有 PV 属性。
  
  例：pvcreate /dev/hda{6,7,8,9}
  
  如果因为使用过raid导致创建pv失败，请查看/proc/partitions档案内，raid装置号，然后使用mdadm -S 装置号将其删除
  
  VG 阶段
  
  vgcreate ：建立 VG 的指令！
  
  vgscan ：搜寻系统上面是否有 VG 存在？
  
  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 ：去除一个 VG 啊！
  
  例：vgcreate [-s N[mgt]] VG名称 PV名称
  
  -s ：后面接 PE 的大小 (size) ，单位可以是 m, g, t (大小写均可)
  
  LV 阶段
  
  lvcreate ：建立 LV ！
  
  lvscan ：查询系统上面的 LV ；
  
  lvdisplay ：显示系统上面的 LV 状态啊！
  
  lvextend ：在 LV 里面增加容量！
  
  lvreduce ：在 LV 里面减少容量；
  
  lvremove ：去除一个 LV ！
  
  lvresize ：对 LV 进行容量大小的调整！
  
  例：lvcreate [-L N[mgt]] [-n LV名称] VG名称
  
  -L ：后面接容量，容量的单位可以是 M,G,T 等，要注意的是，最小单位为 PE，因此这个数量必项要是 PE 的倍数，若不相符，系统会自行计算最相近的容量
  
  -l ：后面可以接 PE 的『个数』，而不是数量。若要这么做，得要自行计算 PE 数
  
  n ：后面接的就是 LV 的名称啦！
  
  　　lvcreate -L 5.81G -n vbirdlv vbirdvg
  
  文件系统阶段
  
  mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv <==注意 LV 全名！
  
  mkdir /mnt/lvm
  
  mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm
  
  df
  
  放大 LV 容量
  
  用 fdisk 设定新的具有 8e system ID 的 partition
  
  利用 pvcreate 建置 PV
  
  利用 vgextend 将 PV 加入我们的 vbirdvg
  
  利用 lvresize 将新加入的 PV 内的 PE 加入 vbirdlv 中
  
  透过 resize2fs 将文件系统的容量确实增加！
  
  resize2fs [-f] [device] [size]
  
  -f ：强制进行 resize 的动作！
  
  [device]：装置的文件名；
  
  [size] ：可以加也可以不加。如果加上 size 的话，那么就必项要给予一个单位，譬如 M, G 等等。如果没有 size 的话，那么预设使用『整个 partition』的容量来处理！
  
  缩小 LV 容量--------------与放大步骤相反
  
  umount /mnt/lvm ---------先卸载
  
  resize2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv 6900M   ------将文件系统容量缩小到
  
  e2fsck -f /dev/vbirdvg/vbirdlv    ----------检查文件系统
  
  mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm   -----挂载
  
  df /mnt/lvm   --------查看大小
  
  lvresize -l -89 /dev/vbirdvg/vbirdlv ------抽离想要的分区
  
  lvdisplay   查看lv信息
  
  pvdisplay   确认想要移除的分区内的PE被移除
  
  pvmove /dev/hda6 /dev/hda10 移动PE 使想要抽离的分区内的PE全部成为free
  
  vgreduce vbirdvg /dev/hda6 将分区移除vg
  
  pvremove /dev/hda6  移除分区pv属性
  
  LVM快照
  
  快照区的建立
  
  vgdisplay ---------查看VG剩余容量
  
  lvcreate -l 60 -s -n vbirdss /dev/vbirdvg/vbirdlv
  
  利用 lvcreate 建立系统忚照区，我们取名为 vbirdss，且给予 60 个 PE
  
  -s 的选顷！代表是 snapshot 忚照功能之意！
  
  mkdir /mnt/snapshot
  
  mount /dev/vbirdvg/vbirdss /mnt/snapshot
  
  df
  
  umount /mnt/snapshot
  
  利用忚照区复原系统
  
  mkdir -p /backups <==确认真的有这个目录！
  
  cd /mnt/snapshot    ---------进入快照区目录
  
  tar -jcv -f /backups/lvm.tar.bz2 *   ----------备份快照区所有资料即原有系统的所有资料
  
  umount /mnt/snapshot  -----------卸载快照区
  
  lvremove /dev/vbirdvg/vbirdss -----------卸除vbirdss以及里面的内容
  
  umount /mnt/lvm   -----------卸载原系统挂载点
  
  mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv ---重新格式化
  
  mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm ---重新挂载
  
  tar -jxv -f /backups/lvm.tar.bz2 -C /mnt/lvm -------将原备份的压缩文件解压到该目录
  
  LVM的移除
  
  先卸除系统上面的 LVM 文件系统 (包括忚照不所有 LV)；
  
  使用 lvremove 移除 LV ；
  
  使用 vgchange -a n VGname 让 VGname 这个 VG 不具有 Active 的标志；
  
  使用 vgremove 移除 VG：
  
  使用 pvremove 移除 PV；
  
  最后，使用 fdisk 修改 ID ！
  
  例：
  
  umount /mnt/lvm
  
  umount /mnt/snapshot
  
  lvremove /dev/vbirdvg/vbirdss <==先处理忚照
  
  lvremove /dev/vbirdvg/vbirdlv <==再处理原系统
  
  vgchange -a n vbirdvg
  
  vgremove vbirdvg
  
  pvremove /dev/hda{6,7,8,9,10}
  
  最后再用 fdisk 将磁盘的 ID 给他改回来 82 就好啦！整个过程就这样的啦！ ^_^ 重点！
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