运维笔记16 （磁盘配额，LVM）

概述：

我们都知道linux是多用户的操作系统，而用户使用操作系统是为了更好的使用资源，比如磁盘，网络，但是一台主机所拥有的资源是有限的，不能让某些用户自己独占掉，这时操作系统就需要出面做一些规定了，对于磁盘来说，操作系统就有一个叫做磁盘配额的东西来规定用户对磁盘资源的占有情况。

前面讲了这么多磁盘相关的操作，但是一直没提到一个问题，就是如果我们的磁盘分区好了，格式化好了，也挂载，到一个目录上面了，但是突然有一天，我发现这个挂载的目录不够我使用了，我扩大怎么办，这就是逻辑卷（LVM）就要登场了。

1.磁盘配额

磁盘配额到底是对用户限制的还是对文件系统限制的呢？如果是EXT系列的文件系统那么这个quota只能针对整个文件系统来设计，但如果是XFS文件系统，那么quota就可以支持对很多东西进行限制了，比如针对用户，用户组，甚至是目录。

下面我们先来简单的对一个student用户限制配额。

再做之前我们首先创建好实验环境

[root@station ~]# mount | grep /mnt
/dev/vdb1 on /mnt type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)

我们想在/mnt目录下做这个配额实验，但首先要看下这个目录被挂载的时候支持quota吗，根据上面结果发现并不支持。

[root@station ~]# umount /mnt/
[root@station ~]# mount -o usrquota /dev/vdb1 /mnt/
[root@station ~]# mount | grep /mnt/
[root@station ~]# mount | grep /mnt
/dev/vdb1 on /mnt type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,usrquota)

我选择重新挂载，并且加上-o参数添加上挂载参数usrquota，有的小伙伴可能感觉我做的有点繁琐了，是不是可以直接一条命令解决如下：

[root@station ~]# mount | grep /mnt
/dev/vdb1 on /mnt type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)
[root@station ~]# mount -o remount,usrquota /dev/vdb1 /mnt/
[root@station ~]# mount | grep /mnt
/dev/vdb1 on /mnt type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)

我一开始也是使用的-o加上remount参数，在加需要添加的usrquota，但是发现我需要的参数并没有添加上，才出此下策，至于解决方法，会在我查明原因后第一时间发布。

[root@station /]# quotaon -uv /dev/vdb1 
quotaon: Enforcing user quota already on /dev/vdb1

现在启用这个 盘的quota功能

[root@station ~]# edquota -u student

对student设置权限

Disk quotas for user student (uid 1000):
  Filesystem                   blocks       soft       hard     inodes     soft     hard
  /dev/vdb1                       256          0        256          1        0        0

[student@station ~]$ dd if=/dev/zero of=/mnt/a bs=1K count=300
dd: error writing ‘/mnt/a’: Disk quota exceeded
257+0 records in
256+0 records out
262144 bytes (262 kB) copied, 0.000966842 s, 271 MB/s

向他复制300block的数据发现超出额度了。提出了警告

[student@station ~]$ du /mnt/a 
256	/mnt/a

发现只赋值过去了256K的数据

对xfs的磁盘限额还有一个更专业的命令就是xfs_quota。

首先是查看指令

xfs_quota

-x专家模式，后接-c可以指定参数

-c 后面加指令

指令：

print：单纯列出目前主机内文件系统参数等资料

df:与正常的df一致

report:返回当前设置的quota项目于

state：说明目前支持quota的文件系统信息

[root@station ~]# xfs_quota -x -c "print" /mnt/
Filesystem          Pathname
/mnt                /dev/vdb1 (uquota)

发现我们的/mnt已经具有usrquota选项。

[root@station ~]# xfs_quota -x -c "report" /mnt/
User quota on /mnt (/dev/vdb1)
                               Blocks                     
User ID          Used       Soft       Hard    Warn/Grace     
---------- -------------------------------------------------- 
root                0          0          0     00 [--------]
student             0          0        256     00 [--------]

可以看到我们刚才设置的quota项目

对student在/mnt不许超过256K。

现在我们要通过这个命令设置quota

[root@station mnt]# xfs_quota -x -c "limit -u bhard=400M student" /mnt/
[root@station mnt]# xfs_quota -x -c "report" /mnt/
User quota on /mnt (/dev/vdb1)
                               Blocks                     
User ID          Used       Soft       Hard    Warn/Grace     
---------- -------------------------------------------------- 
root                0          0          0     00 [--------]
student             0          0     409600     00 [--------]

这样就可以做到啦。而且后面还可以显示你的倒计时天数。

2.LVM逻辑卷

逻辑卷是一种非常灵活的方法，有了它我们可以随时扩大分区的大小，还可以做一个分区的镜像保护数据安全。讲逻辑卷之前首先要理解三个概念。pv,vg,pe,lvm，pv是physical volume(物理卷的意思)我们把他类比为橙子，vg是volume group是卷组的概念，我们将他类比为装橙汁的杯子，pe是physical extend是物理扩展，我们将他类比成橙汁的颗粒度（看个人喜好。。。有的人喜欢颗粒大的，有的喜欢小的），lvm就是我们真正的逻辑卷了，logical volume。我们把他类别成分成的橙汁。

根据上面的类比我们就很好理解了，我现在想喝橙汁，首先我买了橙子，又买了榨汁机，根据我自己的喜好，我榨汁三分钟（三分钟和五分钟颗粒度肯定不一样），把橙子倒进了一个杯子里，现在我要喝100ML就直接倒就好了，如果还想喝就继续倒，这就是LVM的用法类似。说了这么多该真正的试试了。

创建pv

Disk /dev/vdb: 10.7 GB, 10737418240 bytes, 20971520 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x1278e24b

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/vdb1            2048     2099199     1048576   8e  Linux LVM
/dev/vdb2         2099200     4196351     1048576   8e  Linux LVM
/dev/vdb3         4196352     6293503     1048576   8e  Linux LVM
/dev/vdb4         6293504    16779263     5242880    5  Extended
/dev/vdb5         6295552     8392703     1048576   8e  Linux LVM
/dev/vdb6         8394752    10491903     1048576   82  Linux swap / Solaris

通过fdisk命令，我们分出了4个可以做成LVM的分区

[root@station ~]# pvcreate /dev/vdb1
  Physical volume "/dev/vdb1" successfully created
[root@station ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize PFree
  /dev/vdb1       lvm2 a--  1.00g 1.00g

通过pvcreate命令很简单的我们就建立好了一个pv，也就是榨了一杯汁；通过pvs或者pvdisplay显示这个pv的信息。

[root@station ~]# vgcreate vg0 /dev/vdb1
  Volume group "vg0" successfully created
[root@station ~]# vgs
  VG   #PV #LV #SN Attr   VSize    VFree   
  vg0    1   0   0 wz--n- 1020.00m 1020.00m

通过vgcreate命令再选择一个名字，我们就将卷组建立起来，通过vgs或者vgdisplay可以显示vg的信息。现在榨好的橙汁也被倒进了杯子中。就等我们喝他了。

[root@station ~]# lvcreate -L 500M vg0
  Logical volume "lvol0" created
[root@station ~]# lvs
  LV    VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lvol0 vg0  -wi-a----- 500.00m                                             
[root@station ~]# ls /dev/mapper/
control    vg0-lvol0  
[root@station ~]# ls /dev/vg
vg0/         vga_arbiter  
[root@station ~]# ls /dev/vg0/lvol0 
/dev/vg0/lvol0

通过lvcreate加上-L参数指定我们创建的逻辑卷是多大，在指定从哪个卷组中分配。也就是我想喝500MB的。

[root@station ~]# mkfs.xfs /dev/vg0/lvol0 
meta-data=/dev/vg0/lvol0         isize=256    agcount=4, agsize=32000 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=0
data     =                       bsize=4096   blocks=128000, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=0
log      =internal log           bsize=4096   blocks=853, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
[root@station ~]# mount /dev/vg0/lvol0 /mnt/
[root@station ~]# touch /mnt/file{1..10}

接下来对/dev/vg0/lvo10就成了一块未被格式化的分区，只要我们对其进行格式化即可挂载使用了。

到这里逻辑卷的基本操作就讲完了，现在我们假设一个场景，我们需要再加入一个pv，倒入刚才杯子中，然后再把刚才的第一个pv去掉，但是全过程，我们不想让lvm上的数据损坏，仍要留下。我们试一下：

[root@station ~]# vgextend vg0 /dev/vdb2
  Volume group "vg0" successfully extended
[root@station ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize    PFree   
  /dev/vdb1  vg0  lvm2 a--  1020.00m  520.00m
  /dev/vdb2  vg0  lvm2 a--  1020.00m 1020.00m

首先和上面讲的一样，要先创建一个pv，再把这个pv加入卷组中，然后重要的操作来了：

[root@station ~]# pvmove /dev/vdb1 /dev/vdb2 
  /dev/vdb1: Moved: 12.0%
  /dev/vdb1: Moved: 100.0%
[root@station ~]# pvs
  PV         VG   Fmt  Attr PSize    PFree   
  /dev/vdb1  vg0  lvm2 a--  1020.00m 1020.00m
  /dev/vdb2  vg0  lvm2 a--  1020.00m  520.00m

通过pvmove命令把在/dev/vdb1上的数据转移到了/dev/vdb2上，我们看下数据还在不在

[root@station ~]# ls /mnt/
file1  file10  file2  file3  file4  file5  file6  file7  file8  file9

数据都在，完好无损，这时就可以安心的将/dev/vdb1拆除了

[root@station ~]# vgreduce vg0 /dev/vdb1 
  Removed "/dev/vdb1" from volume group "vg0"
[root@station ~]# pvre
pvremove  pvresize  
[root@station ~]# pvremove /dev/vdb1
  Labels on physical volume "/dev/vdb1" successfully wiped

逻辑卷LVM的作用除了大小灵活这一特性，还有一个非常重要的特性，就是数据安全，我们可以通过创建镜像卷来保护我们的数据防止因为诸如：rm -rf / 这样的操作误删。

	lvcreate -L 500M -s -n snap /dev/vg0/lvol0

[root@station ~]# ls /dev/vg0/
lvol0  snap

通过上面的命令即可创建快照卷了，快照卷的内容和照快照的时候一模一样。

/dev/mapper/vg0-snap  497M   26M  472M   6% /mnt

现在挂载的是快照卷

[root@station ~]# ls /mnt/
file1  file10  file2  file3  file4  file5  file6  file7  file8  file9

快照卷的数据与被照的卷是一模一样的。

到此对LVM的介绍就基本结束了。

最近看过鸟哥的写的lvm部分后，发现这个快照卷还有妙用，强大到甚至可以将真机当虚拟机一样使用，想把快照卷完成这样，还需要一个工具，就是文件系统备份与恢复工具xfsdump和xfsrestore。

首先将接下xfsdump的用处（切记，xfsdump只能针对一个文件系统使用）

这个命令有很多的选项参数，但是咱们其实只要记住几个常用的就可以了

-l #指定备份的等级0是完整备份，1是增量备份

-L #为备份的会话（session）过程指定一个卷标（对文件系统的简单说明）

-M #对媒体的简单说明

-f #指定备份文件的路径

上面的-L和-M基本上随便设置就可以，但你一定要记住，比较重要的就只有-l和-f。至于备份的等级，我们只使用0这个完整备份。

xfsrestore命令是用于恢复文件系统用的，他的使用更加简单，我们只要使用-f参数指定备份文件路径，和一个分区的挂载点，上次备份的文件就恢复到那个挂载点下了。

现在开始实战：

首先建立lvm主卷大小是500m

[root@localhost ~]# lvs
  LV   VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv0  vg0  -wi-a----- 500.00m   

在这个卷上创建一些数据

[root@localhost mnt]# ls
grub.conf  shadow  test10  test3  test5  test7  test9
passwd     test1   test2   test4  test6  test8

现在创建快照卷

[root@localhost ~]# lvcreate -s -L 26m -n snap /dev/vg0/lv0
  Rounding up size to full physical extent 28.00 MiB
  Logical volume "snap" created
[root@localhost ~]# lvs
  LV   VG   Attr       LSize   Pool Origin Data%  Move Log Cpy%Sync Convert
  lv0  vg0  owi-a-s--- 500.00m                                             
  snap vg0  swi-a-s---  28.00m      lv0      0.00

快照卷的原理前面已经讲解过，他只是存储修改过的数据，所以不用给他分配太大的空间（最大最大是与lvm主卷一样大小）。

接下来到了重点了，就是备份数据。根据我们的需求，我们是备份哪个盘呢，lvm主盘，还是快照卷呢？当然是快照卷了，主盘太大了，备份起来也很慢，但其实这时，主盘和快照卷是一模一样的，快照卷只存储与主盘不一样的数据，如果出现问题直接xfsrestore恢复快照卷就可以了。

[root@localhost ~]# xfsdump -l 0 -L lvm1 -M lvm1 -f /root/snap.dump /media
xfsdump: using file dump (drive_simple) strategy
xfsdump: version 3.1.3 (dump format 3.0) - type ^C for status and control
xfsdump: level 0 dump of localhost:/media
xfsdump: dump date: Tue Nov 22 13:50:58 2016
xfsdump: session id: fb741ee4-dd59-4582-9010-fef5097c612d
xfsdump: session label: "lvm1"
xfsdump: ino map phase 1: constructing initial dump list 704 bytes

省略。。。
xfsdump: dump complete: 0 seconds elapsed
xfsdump: Dump Summary:
xfsdump:   stream 0 /root/snap.dump OK (success)
xfsdump: Dump Status: SUCCESS

备份成功了，现在我们就可以随便我玩我们的快照卷了。

[root@localhost media]# ls
grub.conf  shadow  test10  test3  test5  test7  test9
passwd     test1   test2   test4  test6  test8
[root@localhost media]# rm -rf *

一不小心把快照卷的东西全删了，好慌，老板要炒我了，不怕，我们有备份，现在开始恢复

[root@localhost media]# xfsrestore -f /root/snap.dump -L lvm1 /media
xfsrestore: using file dump (drive_simple) strategy
xfsrestore: version 3.1.3 (dump format 3.0) - type ^C for status and control
xfsrestore: searching media for dump
省略。。。
xfsrestore:   stream 0 /root/snap.dump OK (success)
xfsrestore: Restore Status: SUCCESS

好啦，我们查看下文件回来没

[root@localhost media]# ls
grub.conf  shadow  test10  test3  test5  test7  test9
passwd     test1   test2   test4  test6  test8

又重新回来了，这个lvm和xfs恢复的结合是不是很有用!