Linux 学习笔记 -- 第四部分 Linux 使用着管理 -- 第15章 磁盘配额 (Quota) 与高级文件系统管理

磁盘配额(Quota)的应用与实践
quota 可以让磁盘的容量使用较为公平。


quota 的规范设置选项
·限值 inode 用量：管理用户可以新建的“文件数量”
·限值 block 用量：管理用户磁盘容量的限值，较常见的为这种方式。

不管是哪一种限值规范，限制值都有两个：
sort 表示用户在低于 soft 限值时，可以正常使用磁盘，但若超过 soft 且低于 hard 的限值时，
    当用户每次登录系统，系统会主动发出磁盘即将爆满的警告信息。
hard 表示用户的用量绝对不会超过这个限制值，如果超过，则系统会锁住该用户的磁盘使用权

grace time 会倒计时的宽限时间。
    表示在用户的磁盘用量介于 soft 到 hard 之间时，才会出现且会倒数的一个时间。
  一般默认的宽限时间为7天，如果 7 天内你都进行任何磁盘管理(清理)，那么 soft 
  限制值会即刻替代 hard 限值来作为 quota 的限值。


范例：
1.新建用户: myquota1、myquota2、myquota3、myquota4、myquota5
     密码: password
   用户组：myquotagrp

2.确保内核与文件系统支持
df -h /home
mount | grep home

mount -o remount,usrquota,grpquota /home (暂时启用文件系统支持，下次重新挂载失效)
mount | grep home
(当你重新过载时，系统会同步更新 /etc/mtab 这个文件，所以你必须要确定 /etc/mtab 已经加入
usrquota、grpquota 的支持到你所想要设置的文件系统中)


vim /etc/fstab (写入配置文件中，永不失效)
LABEL=/home /home ext3 defaults,usrquota,grpquota 12
unmount /home
mount -a
mount | grep home
/dev/hda3 on /home type ext3 (rw,usrquota,grpquota)


3.新建 Quota 配置文件
Quota 是通过分析整个文件系统中每个用户（用户组）拥有的文件总数与总容量，再将这些数据记录
在该文件系统的最顶层目录的配置文件中，然后再在该配置文件中使用每个账号（或用户组）的限制值去规定磁
盘使用量的。


quotacheck [-avugfM] [/mount_point] 扫描文件系统并新建 Quota 的配置文件
-a 扫描所有在 /etc/mtab 内，含有 quota 支持的文件系统，加上此参数后，/mount_point 可不必写，
  因为扫描的是全部的文件系统
-u 针对用户扫描文件与目录的使用情况，会新建 aquota.user
-g 针对用户组扫描文件与目录的使用情况，会新建 aquota.group
-v 显示扫描过程的信息
-f 强制扫描文件系统，并写入新的 quota 配置文件(危险)
-M 强制以读写的方式扫描文件系统，只有在特殊情况下才会使用


quotacheck -avug


quotacheck -avug -mf (在确定没有任何人在使用 quota 时，可以强制重新进行 quotacheck 的操作)


4.Quota 启动、关闭与限制值设置
quotaon 启动 quota 服务
quotaon [-avug]
quotaon [-vug] [/mount_point]
-u 针对用户启动 quota (aquota.user)
-g 针对用户组启动 quota (aquota.group)
-v 显示启动过程的相关信息
-a 根据 /etc/mtab 内的文件系统设置启动有关的 quota，若不加 -a 的话，
  则后面就需要加上特定的那个文件系统。

quotaon -auvg


quotaon -uv /var (特殊用法，启动 /var 的 quota 支持，启动 user quota)

quotaoff 关闭 quota 服务
quotaoff [-a]
quotaoff [-ug] [/mount_point]
-a 全部的文件系统的 quota 都闭关 (根据 /etc/mtab)
-u 仅针对后面接的那个 /mount_point 关闭 usr quota
-g 仅针对后面接的那个 /mount_point 关闭 group quota

edquota 编辑账号/用户组的限值与宽限时间
edquota [-u username] [-g groupname]
edquota -t <== 修改宽限时间
edquota -p 范本账号 -u 新账号
-u 后面接账号名称。可以进入 quota 的编辑界面(vi)去设置 username 的限制值
-g 后面接组名。可以进入 quota 的编辑界面(vi)去设置 groupname 的限制值
-t 可以修改宽限时间
-p 复制范本。那个“模板账号”为已经存在并且已设置好 quota 的用户，
  意义为将“范本账号”这个人的 quota 限制值复制给新账号

edquota -u myquota1 (编辑某一用户的限制规则)
Disk quotas for user myquota1 (uid 710) :
Filesystem blocks(KB)    soft(KB) hard(KB)   inodes(个数)     soft      hard
/dev/hda3 80            250000      300000      10      0         0

edquota -p myquota1 -u myquota2
edquota -p myquota1 -u myquota3
edquota -p myquota1 -u myquota4
edquota -p myquota1 -u myquota5 (复制给其他用户)


edquota -g myquotagrp (编辑用户组的限制规则)
Disk quotas for group myquotagrp (gid 713):
Filesystem blocks(KB)    soft(KB) hard(KB)    inodes(个数)    soft     hard
/dev/hda3 400      9000001000000 50      0        0


edquota -t (编辑宽限时间)
Grace period before enforcing soft limits for users
Time units may be: days, hours, minutes, or seconds
Filesystem Block grace period Inode grace period
/dev/hda3     14days     7days


5.Quota 限制值的报表
quota [-uvs] [username] 仅对用户或用户组显示报表
quota [-gvs] [username]
-u 后面可以接 username，表示显示出该用户的 quota 限制值。若不接 username，表示显示出执
  行者的 quota 限制值
-g 后面可接 groupname，表示显示出该用户组的 quota 限制值
-v 显示每个用户在文件系统中的 quota 值
-s 使用 1024 为倍数来指定单位，会显示如 M 之类的单位

quota -uvs myquota1 myquota2
quota -gvs myquotagrp


repquota -a [-vugs]
-a 直接到 /etc/mtab 查询具有 quota 标志的文件系统，并报告 quota 的结果
-v 输出的数据将含有文件系统相关的详细信息
-u 显示出用户的 quota 限值(这是默认值)
-g 显示出个别用户组的 quota 限值
-s 使用 M，G 为单位显示结果

repquota -auvs (在整个磁盘中查询所有用户的 quota 限制情况)



6.测试与管理
su -l myquota1
dd if=/dev/zero of=bingfile bs=1M count=270
#hda3: warning, user block quota exceeded.
#270+0 records in
#270+0 records out
#283115520 bytes ( 283 MB ) copied, 3.20282 seconds, 88.4 MB/s
su -
reqquota -auv
#可以发现 myquota1 的 grace 出现，并且开始倒数

dd if=/dev/zero of=bigfile2 bs=1M count=300
#hda3: write failed, user block limit reached.
#dd: writing 'bigfile2': Disk quota exceeded
#23+0 records in <== 没办法写入了，所以只记录 23 条
#22+0 records out
#23683072 bytes ( 24 MB ) copied, 0.260081 seconds, 91.1 MB/s
du -sk
300000  .


repquota -au
*** report for user quotas on device /dev/hda3
Block grace time: 00:01; Inode grace time: 7days
             Block limits                     File limits
User     used    soft    hard    grace    used    soft    hard   grace
--------------------------------------------------------------------------
myquota1 +-  300000  250000  300000   none     11      0       0       0
#倒数真个归零，所以 grace 的部分就会变成 none 。不继续倒数


warnquota 对超过限额者发出警告信，可以依据 /etc/warnquota.conf 的设置，然后
 找出目前系统上面 quota 用量超过 soft 的账号，通过 Email 的功能将
 警告信件发送到用户的电子邮件信箱。

warnquota

mail


vim /etc/warnquota.conf


vim /etc/cron.daily/warnquota (让系统自动执行 warnquota)
/usr/sbin/warnquota

chmod 755 /etc/cron/daily/warnquota

setquota [-u|-g] 名称 block(soft) block(hard) inode(soft) inode(hard) 文件系统
直接于命令中设置 quota 限额


quota -uv myquota5


setquota -u myquota5  100000  200000  0  0  /home

quota -uv myquota5


不改动既有系统的 Quata 实例
1.将 /var/spool/mail 这个目录完整地移动到 /home 下面；
2.利用 ln -s /home/mail /var/spoool/mail 来新建连接数据;
3.将 /home 进行 quota 限额设置


软件磁盘阵列 ( Software RAID )
硬件磁盘阵列在 Linux 下面看起来就是一块实际的大磁盘，因此硬件磁盘阵列的设备文件名为 /dev/sd[a-p]，
因为使用到 SCSI 的模块之故。至于软件磁盘阵列则是系统仿真的，因此使用的设备文件名是系统的设备文件，
文件名为 /dev/md0,/dev/md1，两者的设备文件名并不相同。


1.软件磁盘阵列的设置:
mdadm --detail /dev/md0
mdadm --create --auto=yes /dev/md[0-9] --raid-devices=N \
> --level=[015] --spare-devices=N /dev/sdx /dev/hdx
--create 为新建 RAID 的参数
--auto=yes 决定新建后面接的软件磁盘阵列设备，即 /dev/md0，/dev/md1等
--raid-devices=N 使用几个磁盘作为磁盘阵列的设备
--spare-devices=N 使用几个磁盘作为备用 ( spare ) 设备
--level=[015] 设置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设备的详细信息

构建一个 RAID5 的磁盘阵列：
要求：
1.利用 4 个分区组成 RAID5
2.每个分区约为 1GB 大小，需确定每个分区一样大较佳
3.利用1个分区设置为 spare disk
4.这个 spare disk 的大小与其他 RAID 所需分区一样大


步骤：
1.构建所需的磁盘设备
fdisk /dev/hda
n
+1000M
n
+1000M
n 
+1000M
n
+1000M
n
+1000M
p
w
partprobe

2.以 mdadm 创建 RAID
mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=5 --raid-devices=4 --spare-devices=1 \
> /dev/hda{6,7,8,9,10}


mdadm --detail /dev/md0 (查看磁盘阵列状态)


cat /proc/mdstat (查看磁盘阵列状态)


3.格式化与挂载使用 RAID
mkfs -t ext3 /dev/md0
mkdir /mnt/raid
mount /dev/md0 /mnt/raid
df


2.仿真 RAID 错误的救援模式
mdadm --manage /dev/md[0-9] [--add 设备] [--remove 设备] \
> [--fail 设备]
--add 会将后面的设备加入到这个 md 中
--remove 会将后面的设备从这个 .md 中删除
--fail 会将后面的设备设置成为出错的状态


1.设置磁盘为错误 ( fault )
cp -a /etc /var/log /mnt/raid
df /mnt/raid; du -sm /mnt/raid/*

mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/hda8
mdadm --detail /dev/md0


cat /proc/mdstat


2.将出错的磁盘删除并加入新磁盘
fdisk /dev/hda
n
+1000m
w
partprobe
mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/hda11 --remove /dev/hda8

mdadm --detail /dev/md0

3.开机自动启动 RAID 并自动挂载
mdadm --detail /dev/md0| grep -i uuid
UUID : 7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b

vim /etc/mdadm.conf
ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b

vim /etc/fstab
/dev/md0 /mnt/raid ext3defaults 1    2


umount /dev/md0; mount -a
df /mnt/raid


reboot

4.关闭软件 RAID (重要!)
umount /dev/md0
vim /etc/fstab
#/dev/md0 /mnt/raid ext3 defaults      1    2

mdadm --stop /dev/md0

cat /proc/mdstat

vim /etc/mdadm.conf
#ARRAY /dev/md0 UUID=7c60c049:57d60814:bd9a77f1:57e49c5b

逻辑卷管理器 (Logical Volume Manager)
LVM 的重点在于可以弹性调整文件系统的容量
LVM 可以整合多个物理分区在一起，让这些分区看起来就像是一个磁盘一样，而且，
   还可以在将来其他的物理分区或将其从这个 LVM 管理的磁盘当中删除。

PV -> PE -> VG -> LV

LVM 实作流程


1.准备分区：systemID 需要为8e
fdisk /dev/hda
t
partprobe
fdisk -l

2.PV阶段:
pvcreate 将物理分区新建成为 PV
pvscan 查询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 属性删除，让该分区不具有 PV 属性

pvscan
pvcreate /dev/hda{6,7,8,9}
pvscan
pvdisplay

3.VG阶段：
vgcreate 主要新建 VG 的命令
vgscan 查找系统上面是否有 VG 状态
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 内删除 PV
vgchange 设置 VG 是否启动(active)
vgremove 删除一个 VG

vgcreate [-s N[mgt]] VG 名称 PV 名称
-s 后面接 PE 的大小 (size)，单位可以使 m, g, t (大小写均可)

vgcreate -s 16M vbirdvg /dev/hda{6,7,8} (将 /dev/hda6-8 新建成为一个 VG，且指定 PE 为 16MB)

vgscan


vgdisplay


vgextend vbirdvg /dev/hda9

vgdisplay

4.LV阶段：
lvcreate 新建 LV
lvscan 查询系统上面的 LV
lvdisplay 显示系统上面的 LV 状态
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] [-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，
  因此这个数量必须要是 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”，而不是容量。若要这么做，得要自行计算 PE 数。
-n 后面接的就是 LV 的名称

lvcreate -l 356 -n vbirdlv vbirdvg (将整个 vbirdvg 全部分配给 vbirdlv，要
   注意，PE 共有 356 个)
(相当于 lvcreate -L 5.56G -n vbirdlv vbirdvg)

ll /dev/vbirdvg/vbirdlv

lvdisplay


5.文件系统阶段
mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv
mkdir /mnt/lvm
mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm
df
cp -a /etc/ /var/log /mnt/lvm

放大 LV 容量
1.用 fdisk 设置新的具有 8e systemID 的分区
2.利用 pvcreate 构建 PV
3.利用 vgextend 将 PV 加入我们的 vbirdvg
4.利用 lvresize 将新加入的 PV 内的 PE 加入 vbirdlv 中
5.通过 resize2fs 将文件系统的容量确实增加


fdisk /dev/hda
t
partprobe
fdisk -l


pvcreate /dev/hda10
pvscan

vgextend vbirdvg /dev/hda10
vgdisplay

lvresize -l +179 /dev/vbirdvg/vbirdlv
lvdisplay


df /mnt/lvm


dumpe2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv


resize2fs [-f] [device] [size]
-f 强制进行 resize 操作
[device] 设备的文件名
[size] 可加可不加，如果加上 size 的话，那么就必须要给予一个单位，
譬如 M，G 等。如果没有 size 的话，那么默认使用整个分区的
容量来处理


resize2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv


df /mnt/lvm

ll /mnt/lvm

缩小 LV 容量
1.先找出 /dev/hda6 的容量大小，并尝试计算文件系统需缩小到多少

pvdisplay

pvscan 

2.直接降低文件系统的容量

resize2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv 6900M (在线缩小文件系统无法支持)


unmount /mnt/lvm


resize2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv 6900M (提示需要先进行磁盘检查)

e2fsck -f /dev/vbirdvg/vbirdlv


resize2fs /dev/vbirdvg/vbirdlv 6900M

mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm


df /mnt/lvm


3.降低 LV 的容量，同时我们知道 /dev/hda6 有89个 PE

lvresize -l -89 /dev/vbirdvg/vbirdlv

lvdisplay

4.1 先确认 /dev/hda6 是否将 PE 都删除了！

pvdisplay

pvmove /dev/hda6 /dev/hda10


4.2 将 /dev/hda6 移出 vbirdvg 中

vgreduce vbirdvg /dev/hda6


pvscan


pvremove /dev/hda6


快照区 
快照区的新建

1.先查看 VG 还剩下多少剩余容量

vgdisplay

2.将刚才删除的 /dev/hda6 加入这个 VG

pvcreate /dev/hda6

vgextend vbirdvg /dev/hda6


vgdisplay


3.利用 lvcreate 新建系统快照区，我们取名为 vbirdss，且给予 60 个 PE

lvcreate -l 60 -s -n vbirdss /dev/vbirdvg/vbirdlv


lvdisplay


4.测试

mkdir /mnt/snapshot

mount /dev/vbirdvg/vbirdss /mnt/snapshot

df


umount /mnt/snapshot


利用快照区复原系统


1.先将原本的 /dev/vbirdvg/vbirdlv 内容做些更改，增减一些目录



df /mnt/lvm


ll /mnt/lvm


rm -r /mnt/lvm/log

cp -a /boot /lib /sbin /mnt/lvm

ll /mnt/lvm


lvdisplay /dev/vbirdvg/vbirdss


2.利用快照区将原本的文件系统备份

mount /dev/vbirdvg/vbirdss /mnt/snapshot


df


mkdir -p /backups


cd /mnt/snapshot


tar -jcv -f /backups/lvm.tar.bz2 *


3.将 vbirdss 切除并删除 (因为里面的内容已经备份起来了)

umount /mnt/snapshot


lvremove /dev/vbirdvg/vbirdss


umount /mnt/lvm


mkfs -t ext3 /dev/vbirdvg/vbirdlv

mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm


tar -jxv -f /backups/lvm.tar.bz2 -C /mnt/lvm


ll /mnt/lvm


利用快照区进行各项联系与测试的任务，再以原系统还原快照


1.新建一个大一些的快照区让我们将 /dev/hda6 的 PE 全部给快照区！

lvcreate -s -l 89 -n vbirdss /dev/vbirdvg/vbirdlv


lvdisplay /dev/vbirdvg/vbirdss


2.隐藏 vbirdlv 挂载 vbirdss


umount /mnt/lvm

mount /dev/vbirdvg/vbirdss /mnt/snapshot


df /mnt/snapshot


3.开始恶搞


rm -r /mnt/snapshot/etc /mnt/snapshot/log


cp -a /boot /lib /sbin /mnt/snapshot/


ll /mnt/snapshot


mount /dev/vbirdvg/vbirdlv /mnt/lvm


ll /mnt/lvm


4.还原原来快照区的数据，回到与原文件系统相同的信息


umount /mnt/snapshot

lvremove /dev/vbirdvg/vbirdss
y


lvcreate -s l 89 -n vbirdss /dev/vbirdvg/vbirdlv


mount /dev/vbirdvg/vbirdss /mnt/snapshot


ll /mnt/snapshot
LVM 的关闭
1.先卸载系统上面的 LVM 文件系统 (包括快照与所有 LV)
2.使用 lvremove 删除 LV
3.使用 vgchange -an VGname 让 VGname 这个 VG 不具有 Active 的标志
4.使用 vgremove 删除 VG
5.使用 pvremove 删除 PV
6.最后，使用 fdisk 将 system ID 修改回来


umount /mnt/lvm


umount /mnt/snapshot


lvremove /dev/vbirdvg/vbirdss (先处理快照)


lvremove /dev/vbirdvg/vbirdlv (在处理原文件系统)


vgchange -a n vbirdvg

vgremove vbirdvg


pvremove /dev/hda{6,7,8,9,10}


fdisk
t