Linux的LVM系统与磁盘配额

LVM

全名：Logical Volume Manager
作用：

• 能够在保持现有数据不变的情况下 动态调整磁盘容量（动态增加、减少磁盘的容量），从而提高磁盘管理的灵活性
• 注意 ：/boot 分区用于存放引导文件，不能用于 LVM 创建

注：由于 /boot 中有系统内核、启动文件目录、引导文件，所以不能基于LVM创建

LVM 机制基本概念，由三部分组成：

• VG（Volume Group，卷组)
  • 由一个或多个物理卷组成一个整体，即称为卷组，在卷组中可以动态地添加或移除物理卷
• PV ( Physical Volume，物理卷）
  • 物理卷是 LVM机制 的基本存储设备，通常对应为一个普通分区或整个硬盘。创建物理卷时，会在分区或硬盘的头部创建一个保留区块，用于记录 LVM 的属性，并 把存储空间分割成默认大小为 4MB 的基本单元（PE），从而构成物理卷。一般需要使用两个及以上硬盘。
• LV （Logical Volume，逻辑卷)
  • 从卷组中分割出的一块空间（基于PE进行分割），形成逻辑卷。使用 mkfs 等工具可在逻辑卷上创建文件系统。

LVM的管理命令

功能	物理卷管理命令	卷组管理命令	逻辑卷管理命令
Scan 扫描	pvscan	vgscan	lvscan
Create 建立	pvcreate	vgcreate	lvcreate
Display 显示	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
Remove 删除	pvremove	vgremove	lvremove
Extend 扩展	-	vgextend	lvextend
Reduce 减少	-	vgreduce	lvreduce

注：物理卷的命令都是以pv开头，卷组是以vg开头，逻辑卷是以lv开头。一般来说我们用不到减少，因为我们绝大部分应该都是磁盘不够用才去使用LVM来实现动态调整磁盘容量

LVM 实现步骤

• 建立：先创建 物理卷 → 再创建卷组 → 最后创建逻辑卷
• 删除：先删除 逻辑卷 → 再删除卷组 → 最后删除物理卷

如图：

命令

关闭主机，添加两块新硬盘，重启主机

先使用fdisk 工具将磁盘设备/dev/sdb、/dev/sdc划分出主分区sdb1、sdc1，并且把分区尖型的ID标记号改为"8e"：

fdisk /dev/sdb
fdisk /dev/sdc

n p 1 回车 +5G p t  8e w

创建物理卷
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1  或 pvcreate /dev/sd[b-c]1

创建卷组，卷组名为vgname1
vgcreate vgname1 /dev/sdb1 /dev/sdc1

创建逻辑卷，逻辑卷名为lvnamel，容量为20GB，生成的文件路径为 /dev/vgname1/lvname1
lvcreate -L 20G -n lvname1 vgname1

对逻辑卷进行格式化，创建XFS 文件系统，并挂载到/opt目录下
mkfs -t xfs /dev/vgname1/lvname1
mount /dev/vgname1/lvname1 /opt
df -hT

再扩容
vgextend vgname1 /dev/sdc2
vgdisplay vgname1

lvextend -L+10G /dev/vgname1/lvname1
lvdisplay /dev/vgname1/lvname1

xfs_growfs /dev/vgname1/lvname1    #刷新xfs文件系统容量
resize2fs /dev/vgname1/lvname1       #刷新ext4类型文件系统容量

LVM实验

第一步：分区
1.给虚拟机新增两块磁盘，每块大小10G。启动系统， fdisk -l 查看新增的两块硬盘 /dev/sdc /dev/sdd

2.先将 /dev/sdc 磁盘分区类型设置为 Linux LVM ( 8e )，执行命令 fdisk /dev/sdc

3.同样的设置 /dev/sdd 磁盘分区类型设置为 Linux LVM ( 8e )，不过只先分配5G，留着5G空间后面进行 扩展LVM实验 用。执行命令 fdisk /dev/sdd

4.将 /dev/sdd 剩下的5G空间也设置为 Linux LVM ( 8e )。执行命令 fdisk /dev/sdd

5.现在有

• /dev/sdc1 10G
• /dev/sdd1 5G
• /dev/sdd2 5G，都是Linux LVM 类型

第二步：创建物理卷
1.创建物理卷 pvcreat，/dev/sdc1 /dev/sdd1 两个设备都创建物理卷

2.执行 pvscan 命令，可以看到目前有两个物理卷了

第三步：创建卷组
1.创建一个卷组 vgcreat 卷组名 物理卷设备名
命令：vgcreat vgabc /dev/adc1 /dev/add1 命令等同于 vgcreat vgabc /dev/ad[cd]1
如图：

第四步：创建逻辑卷
1.创建逻辑卷，创建逻辑卷名为 abc01，使用卷组vgabc，容量为12GB，生成的 文件路径为 /dev/vgabc/abc01

第五步:创建文件系统、挂载逻辑卷
1.我们现在创建号了逻辑卷，不能直接使用，需要 对逻辑卷进行格式化，创建 XFS 文件系统，并挂载到 目录下，设备名格式是：/dev/vg名/lv名

此时LVM逻辑卷的12G空间可以进行使用

磁盘限额

1.为什么要用磁盘限额
1.我们使用的Linux系统是可以多用户同时登录使用，如果同时有多个用户一起写文件，可能会导致根目录的容量被占满，会出现服务器崩溃不断重启的情况，为了防止这种情况，这时候就需要我们去设置磁盘限额，去控制多用户环境下限制每个用户的磁盘空间，规定某个用户最多只能创建多少个文件，最大使用多少容量
2.为了避免在服务器中出现类似因 操作不当或黑客攻击等 导致的磁盘空间不足的问题，可以启用 磁盘配额功能，对用户/组 在指定文件系统（分区）中使用的磁盘空间、文件数量进行限制，以防止个别用户恶意或无意间占用大量磁盘空间，从而保持系统存储空间的稳定性和持续可用性
3. 在Centos系统中，不同的文件系统 使用不同的磁盘配额配置管理工具。例如，XFS文件系统通过 xfs_quota 工具 进行管理；EXT3/4 文件系统通过 quota 工具 进行管理。Centos 7 使用 XFS 文件系统，Centos 6 使用 EXT4 文件系统
2.磁盘限额的概述
实现磁盘限额的条件：
1、需要Linux内核的支持。
2、需要安装xfsprogs与quota软件包，一般来说Linux系统都是自带的，可以通过rpm -q [软件包名]来查看，如果没有安装，可以通过 yum install -y 进行安装。
Linux磁盘限额的特点

• 作用范围是针对指定的文件系统
• 限制对象为用户账号、组账号
• 限制类型分为：磁盘容量、文件数量
• 限制方法：软限制和硬限制
  • 软限制：假如我设置了软限制文件数量为16，当你文件数量超过16的时候，会出现提示，但是你还能继续创建文件
  • 硬限制：如果你硬限制了文件数量为20，当你文件数量超过20时，将不允许继续创建
  • 可以执行 mount 命令查看磁盘限额情况，noquota 表示没有配置限额

设置磁盘配额步骤

第一步：检查系统是否已安装 xfsprogs 和 xfs_quota 软件包
命令：rpm -q xfsprogs quota 查看软件包是否已安装
如图：

如果安装的话
执行这个命令安装：yum install -y xfsprogs quota.
第二部：以支持配额功能的方式挂载文件系统
表示支持用户，组的配额功能

umount /dev/vgname1/lvname1 #先将正在使用 LVM 的磁盘进行解挂载

#添加挂载参数 "usrquota, grpquota"
#用于增加对用户、组配额功能的支持，（暂时生效，重启失效）
mount -o usrquota,grpquota /dev/vgname1/lvname1 /opt

进行永久设置

vim /etc/fstab
#在启动文件fstab中添加一行配置，【重启也生效】
/dev/vgname1/lvname1 /opt xfs defaults, usrquota, grpquota 0 0

umount /dev/vgname1/lvname1
mount -a   #一a选项，将/etc/fstab 的所有内容重新挂载

第三步：编辑 用户和组账号 的配额设置

useradd zhangsan
passwd zhangsan
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=40 ihard=50 zhangsan' /opt/

注： xfs_quota 命令来查看配额信息 以及 为用户和目录分配配额，并验证配额限制是否生效
选项与属性：

• -x：表示启动专家模式，在当前模式下允许对配额系统进行修改的所有管理命令可用
• -c：表示直接调用 管理员命令，后面跟 ‘命令体’。（也可以不用-c，而去配置文件中修改）

对于管理员命令选项有

• -u：指定用户账号对象
• -g：指定组账号对象
• -v：显示详细信息
• bsoft：设置 磁盘容量 的 软限制大小值（默认单位为KB）
• bhard：设置 磁盘容量 的 硬限制大小值（默认单位为KB）
• isoft：设置 磁盘文件数 的 软限制数量值
• ihard：设置 磁盘文件数 的 硬限制数量值

#/opt/ 是磁盘挂载目录

限制磁盘容量
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M zhangsan' /opt/

限制文件数
xfs_quota -x -c 'limit -u isoft=4 ihard=5 zhangsan' /opt/

查看zhangsan 磁盘容量限制
xfs_quota -c 'quota -uv zhangsan' /opt/

查看zhangsan 文件数限制
xfs_quota -c 'quota -i -uv zhangsan' /opt/

第四步：验证磁盘配额功能

chmod 777 / opt  #修改用户权限 写的权限，用来去认证
su zhangsan
cd /opt

验证磁盘容量超限
dd if=/dev/zero of=/opt/ddtest.txt bs=10M count=12

验证磁盘文件数超限
touch {aa, bb, cc, dd,ee,ff}.txt

注：dd 命令是一个 设备转换和连续复制命令

• "if=” ：指定输入设备(或文件)
• "of=”：指定输出设备(或文件)
• "bs=”：指定读取数据块的大小
• "count=”：指定读取数据块的数量
• /dev/zero： "零"设备文件，可以无限的提供空字符。常用来生成一个特定大小的文件

第五步：查看配额使用情况

查看所有可用分区的磁盘容量配额使用情况
xfs_quota -x -c 'report -a'

查看磁盘容量和文件数的报告
xfs_quota -x -c 'report -abih'

实验

先将xfsprogs 和 xfs_quota 软件包 已经安装了
1.对磁盘容量进行配额设置，先解挂 ，再将添加到自动挂载文件 /etc/fstab 中

命令：格式: /卷组名 /挂载目录 xfs defaults, usrquota, grpquota 0 0

注：wq 保存并退出后，执行命令 mount -a，全部挂载 fstab 中的文件，在执行命令 mount 查看，发现该设备已经设置了配额

2 用户和组账号的配额设置，给 chenlei 用户设置配额限制：软限制磁盘容量80M，硬限制磁盘容量100M，文件数量8个，软限制硬限制10个

3 验证配额功能，为了能够用 chenlei 的非管理员账户操作 /lvmdata 目录，需要给设置目录的权限
命令： chmod 777 /lvmdata/ 赋予用户所有权限，验证用

注:格式是 touch {1…11 }.txt 联系创建多个文件，如果多敲一个点 ，那么就会被当成一个文件去创建
4 查看配额使用情况