配額限制、RAID、LVM

配置配額系統

在內核中執行以文件系統為單位啟用,對不同組或者用戶的策略不同;

  • 根據塊或者節點進行限制

    • 軟限制(soft limit)

      硬限制(hard limit)

  • 初始化(/home)

    • 分區掛載選項( /etc/fstab ):usrquota、grpquota
      創建數據庫:

      • 將selinux調為禁用狀態:Permissive

        quotacheck -cug /home

      啟用數據庫:quotaon /home 、 quotaon -q /home

    • selinux:
      查看:getenforce

      • 禁用狀態:Permissive
        啟用狀態:Enforcing

      setenforce 0 ;禁用selinux
      setenforce 1 ;啟用selinux

  • 設定配額

    • 針對于用戶的配額限制
      開啟或者取消配額:quotaon、quotaoff
      直接編輯配額:edquota username
      在shell腳本中直接編輯:
      setquota usename 4096 5120 40 50 /home
      定義原始標準用戶:
      edquota -p user1 user2
      查看/home這個分區的配額匯總:repquota /home

      注意:其中:root無視一切配額限制,blocks 、inodes 只要有一個達到限制(soft)就會報警;凡是文件屬主是測試用戶的文件,都在配額限制內。
      如果文件中的大小超過配額限制則不能進行修改操作,僅僅可以一次性的刪除到配額限制內;

    • 針對于屬組的配額限制

      直接編輯配額:edquota -g 屬組

RAID

  • RAID:Redundant Arrays of Inexpensive(Independent)多個磁盤合成一個“陣列”來提供更好的性能、冗余,或者兩者都提供

  • 作用:

    • 提高IO能力:磁盤并行讀寫
      提高耐用性:盤冗余來實現

RAID級別

級別:僅僅是標識磁盤組織形式的不同;

  • RAID-0:條帶卷,strip
    讀、寫性能提升;
    可用空間:N*min(S1,S2,…)
    無容錯能力
    最少磁盤數:2, 2+

  • RAID-1:鏡像卷,mirror
    讀性能提升、寫性能略有下降;
    可用空間:1*min(S1,S2,…)
    有冗余能力
    最少磁盤數:2, 2N

  • RAID-4:
    多塊數據盤異或運算值,存于專用校驗盤

  • RAID-5:
    讀、寫性能提升
    可用空間:(N-1)*min(S1,S2,…)
    有容錯能力:允許最多1塊磁盤損壞
    最少磁盤數:3, 3+

  • RAID-6:
    讀、寫性能提升
    可用空間:(N-2)*min(S1,S2,…)
    有容錯能力:允許最多2塊磁盤損壞
    最少磁盤數:4, 4+

  • RAID-10:
    讀、寫性能提升
    可用空間:N*min(S1,S2,…)/2
    有容錯能力:每組鏡像最多只能壞一塊
    最少磁盤數:4, 4+

  • RAID-01、RAID-50

  • RAID7: 可以理解為一個獨立存儲計算機,自身帶有操作系統和管理工具,可以獨立運行,理論上性能最高的RAID模式

  • JBOD:Just a Bunch Of Disks
    功能:將多塊磁盤的空間合并一個大的連續空間使用
    可用空間:sum(S1,S2,…)

  • 常用級別:RAID-0, RAID-1, RAID-5, RAID-10, RAID-50, JBOD

RAID實現的方式:

  • 外接式磁盤陣列:通過擴展卡提供適配能力
    內接式RAID:主板集成RAID控制器
    注:安裝OS前在BIOS里配置

  • 軟件RAID:通過OS實現

    • mdadm:為軟RAID提供管理界面為空余磁盤添加冗余,結合內核中的md(multi devices)

      RAID設備可命名為/dev/md0、/dev/md1、/dev/md2、/dev/md3等等

    • mdadm:模式化的工具
      命令的語法格式:mdadm [mode] <raiddevice> [options]<component-devices>
      支持的RAID級別:LINEAR, RAID0, RAID1, RAID4,RAID5, RAID6, RAID10
      <raiddevice>: /dev/md#
      <component-devices>: 任意塊設備

    • 模式:
      創建:-C
      裝配:-A
      監控:-F
      管理:-f, -r, -a

      • -C: 創建模式
        -n #: 使用#個塊設備來創建此RAID
        -l #:指明要創建的RAID的級別
        -a {yes|no}:自動創建目標RAID設備的設備文件
        -c CHUNK_SIZE: 指明塊大小
        -x #: 指明空閑盤的個數

      • -D:顯示raid的詳細信息;
        mdadm -D /dev/md#

      • 管理模式:
        -f: 標記指定磁盤為損壞
        -a: 添加磁盤
        -r: 移除磁盤

      • 觀察md的狀態:
        cat /proc/mdstat
        持續觀察:watch -n1 ‘cat /proc/mdstat’

      • 停止md設備:
        maadm -S /dev/md#

      • watch命令
        -n # :刷新間隔,單位是秒;
        watch -n# ’COMMAND’

    • 配置示例:

      • 使用mdadm創建并定義RAID設備
        mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x 1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1

      • 用文件系統對每個RAID設備進行格式化
        mke2fs -j /dev/md#

      • 測試RAID設備
        使用mdadm檢查RAID設備的狀況
        mdadm –detail | D /dev/md#

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

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

    • 軟RAID測試和修復

      • 模擬磁盤故障
        mdadm /dev/md0 -f /dev/sda1

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

      • 從軟件RAID磁盤修復磁盤故障

        • 替換出故障的磁盤然后開機
        • 在備用驅動器上重建分區
        • mdadm /dev/md0 -a /dev/sda1
      • mdadm、/proc/mdstat及系統日志信息

    • 軟RAID管理

      • 生成配置文件:mdadm –D –s >> /etc/mdadm.conf
      • 停止設備:mdadm –S /dev/md0
      • 激活設備:mdadm –A –s /dev/md0 激活
      • 強制啟動:mdadm –R /dev/md0
      • 刪除raid信息:mdadm –zero-superblock /dev/sdb1

LVM

  • 邏輯卷管理器(LVM)

    • 允許對卷進行方便操作的抽象層,包括重新設定文件系統的大小

    • 允許在多個物理設備間重新組織文件系統

      • 將設備指定為物理卷
        用一個或者多個物理卷來創建一個卷組
        物理卷是用固定大小的物理區域(Physical Extent,PE)來定義的
        在物理卷上創建的邏輯卷是由物理區域(PE)組成
        可以在邏輯卷上創建文件系統
  • LVM介紹
    LVM: Logical Volume Manager, Version: 2
    dm: device mapper:將一個或多個底層塊設備組織成一個邏輯設備的模塊
    設備名:/dev/dm-#
    軟鏈接:

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

  • LVM更改文件系統的容量
    通過交換PE來進行資料的轉換,將原來LV內的PE轉移到其他的設備中以降低LV的容量,或將其他設備中的PE加到LV中以加大容量

pv(物理卷)管理工具

  • 顯示pv信息

    • pvs:簡要pv信息顯示
      pvdisplay:顯示pv的詳細信息
  • pvcreate /dev/DEVICE : 創建PV
  • pvmove :移除PE
  • pvremove :將PV屬性移除,讓改partition不具有PV屬性
  • pvscan:搜尋目前系統中任何具有PV的磁盤

vg(卷組)管理工具

  • 顯示卷組
    vgs:顯示簡要信息
    vgdisplay:顯示詳細信息

  • 創建卷組
    vgcreate [-s #[kKmMgGtTpPeE]] VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

  • 管理卷組
    在VG內添加PV:vgextend
    vgextend VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]
    在VG內移除PV:vgreduce
    vgreduce VolumeGroupName PhysicalDevicePath [PhysicalDevicePath…]

  • 刪除卷組
    先做pvmove,再做vgremove

  • pvscan:搜尋目前系統中任何具有PV的磁盤

  • vgchange:配置VG是否啟動

lv(邏輯卷)管理工具

  • 顯示邏輯卷
    lvs:顯示系統的LV的簡要信息
    lvdisplay:顯示LV詳細信息

  • 創建邏輯卷
    lvcreate [-L #[mMgGtT] -n NAME VolumeGroup
    lvcreate -l PE數 -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中減少容量
  • lvresize:對LV進行容量大小的調整

  • 刪除邏輯卷
    lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

  • 重設文件系統大小
    fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
    resize2fs [-f] [-F] [-M] [-P] [-p] device [new_size]

    擴展邏輯卷
    僅限ext系列,其他文件系統有其他的工具

    • 擴展邏輯卷
      lvextend -L [+]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

    • 擴展文件系統
      resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME

    或者:

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

    縮減邏輯卷:
    此縮減針對于ext系列,xfs不支持縮減;

    • 備份數據

    • 卸載文件系統(禁止聯機操作):
      umount /dev/VG_NAME/LV_NAME

    • 文件系統的強制檢測修復:
      e2fsck -f /dev/VG_NAME/LV_NAME

    • 縮減文件系統:
      resize2fs /dev/VG_NAME/LV_NAME #[mMgGtT]

    • 縮減邏輯卷:
      lvreduce -L [-]#[mMgGtT] /dev/VG_NAME/LV_NAME

    • 重新掛載:
      mount

    創建邏輯卷示例:

    • 創建物理卷
      pvcreate /dev/sda3

    • 為卷組分配物理卷
      vgcreate vg0 /dev/sda3

    • 從卷組創建邏輯卷
      lvcreate -L 256M -n data vg0
      mke2fs -j /dev/vg0/data
      mount /dev/vg0/data /mnt/data

  • 快照

    • 快照是特殊的邏輯卷,它是在生成快照時存在的邏輯卷的準確拷貝
    • 對于需要備份或者復制的現有數據集臨時拷貝以及其它操作來說,快照是最合適的選擇
    • 快照只有在它們和原來的邏輯卷不同時才會消耗空間

      • 在生成快照時會分配給它一定的空間,但只有在原來的邏輯卷或者快照有所改變才會使用這些空間
      • 當原來的邏輯卷中有所改變時,會將舊的數據復制到快照中。
      • 快照中只含有原來的邏輯卷中更改的數據或者自生成快照后的快照中更改的數據
      • 建立快照的卷大小只需要原始邏輯卷的15%~20%就夠了,也可以使用lvextend放大快照
    • 快照就是將當時的系統信息記錄下來,就好像照相一般,若將來有任何數據改動了,則原始數據會被移動到快照區,沒有改動的區域則由快照區和文件系統共享;
      由于快照區與原本的LV共用很多PE的區塊,因此快照去與被快照的LV必須在同一個VG.系統恢復的時候的文件數量不能高于快照區的實際容量.

    • 快照snapshot:

      • 為現有邏輯卷創建快照
        lvcreate -L 64 -s -n snap-data -p r /dev/vg0/data
        -p r :只讀
        -L #[mMgGtT] :快照大小
      • 掛載快照
        mkdir -p /mnt/snap
        mount -o ro /dev/vg0/snap-data /mnt/snap

      • 恢復快照

        • 恢復快照之前,先卸載快照,再卸載邏輯卷
          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,恢復完自動刪除
      • 刪除快照
        umount /mnt/databackup
        lvremove /dev/vg0/databackup

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