第十四章、【Linux】磁盘配额与进阶文件系统管理

14.1 磁盘配额 （Quota） 的应用与实作

14.1.1 什么是 Quota

在 Linux 系统中，由于是多用户多任务的环境，所以会有多人共同使用一个硬盘空间的情况发生， 如果其中有少数几个使用者大量的占掉了硬盘空间的话，那势必压缩其他使用者的使用权力！ 因此管理员应该适当的限制硬盘的容量给使用者，以妥善的分配系统资源。

举例来说，我们使用者的默认主文件夹都是在 /home 下面，如果 /home 是个独立的 partition， 假设这个分区有 10G 好了，而 /home 下面共有 30 个帐号，也就是说，每个使用者平均应该会有 333MB 的空间才对。 偏偏有个使用者在他的主文件夹下面塞了好多只影片，占掉了8GB 的空间，想想看，是否造成其他正常使用者的不便呢？ 如果想要让磁盘的容量公平的分配，这个时候就得要靠 quota 的帮忙。

Quota 的一般用途

quota 比较常使用的几个情况是：

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

上头讲的是针对网络服务的设计，如果是针对 Linux 系统主机上面的设置那么使用的方向有下面这一些：

限制某一群组所能使用的最大磁盘配额 （使用群组限制）： 你可以将你的主机上的使用者分门别类，有点像是目前很流行的付费与免付费会员制的情况。

限制某一使用者的最大磁盘配额 （使用使用者限制）： 在限制了群组之后，你也可以再继续针对个人来进行限制，使得同一群组之下还可以有更公平的分配。

限制某一目录 （directory, project） 的最大磁盘配额： 在旧版的 CentOS 当中，使用的默认文件系统为 EXT 家族，这种文件系统的磁盘配额主要是针对整个文件系统来处理，所以大多针对“挂载点”进行设计。 新的 xfs 可以使用 project 这种模式，就能够针对个别的目录 （非文件系统喔） 来设计磁盘配额。

Quota 的使用限制

虽然 quota 很好用，但是使用上还是有些限制要先了解的：

在 EXT 文件系统家族仅能针对整个 filesystem： EXT 文件系统家族在进行 quota 限制的时候，它仅能针对整个文件系统来进行设计，无法针对某个单一的目录来设计它的磁盘配额。 因此，如果你想要使用不同的文件系统进行 quota 时，请先搞清楚该文件系统支持的情况。因为 XFS 已经可以使用 project 模式来设计不同目录的磁盘配额。

核心必须支持 quota ： Linux 核心必须有支持 quota 这个功能才行。如果是CentOS 7.x的默认核心，那系统就默认有支持quota这个功能。

只对一般身份使用者有效：并不是所有在 Linux 上面的帐号都可以设置quota 呢，例如 root 就不能设置 quota ， 因为整个系统所有的数据几乎都是他的。

若启用 SELinux，非所有目录均可设置 quota ： 新版的 CentOS 默认都有启用 SELinux这个核心功能，该功能会加强某些细部的权限控制！由于担心管理员不小心设置错误，因此默认的情况下， quota 似乎仅能针对 /home 进行设置而已。

Quota 的规范设置项目：

quota 针对 XFS filesystem 的限制项目主要分为下面几个部分：

分别针对使用者、群组或个别目录 （user, group & project）：

XFS 文件系统的 quota 限制中，主要是针对群组、个人或单独的目录进行磁盘使用率的限制。

容量限制或文件数量限制 （block 或 inode）：

文件系统主要规划为存放属性的 inode 与实际文件数据的 block 区块，Quota 既然是管理文件系统，所以当然也可以管理 inode 或 block。这两个管理的功能为：

限制 inode 用量：可以管理使用者可以创建的“文件数量”；

限制 block 用量：管理使用者磁盘容量的限制，较常见为这种方式。

柔性劝导与硬性规定 （soft/hard）：

既然是规范，当然就有限制值。不管是 inode/block ，限制值都有两个，分别是 soft 与hard。 通常 hard 限制值要比 soft 还要高。举例来说，若限制项目为 block ，可以限制 hard为 500MBytes 而 soft 为 400MBytes。这两个限值的意义为：

hard：表示使用者的用量绝对不会超过这个限制值，以上面的设置为例， 使用者所能使用的磁盘容量绝对不会超过 500MBytes ，若超过这个值则系统会锁住该用户的磁盘使用权；

soft：表示使用者在低于 soft 限值时 （此例中为 400MBytes），可以正常使用磁盘，但若超过 soft 且低于 hard 的限值 （介于 400~500MBytes 之间时），每次使用者登陆系统时，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 （gracetime）。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， 则宽限时间会停止。

会倒数计时的宽限时间 （grace time）：

由于达到 hard 限值时，使用者的磁盘使用权可能会被锁住。为了担心使用者没有注意到这个磁盘配额的问题， 因此设计了 soft 。当你的磁盘用量即将到达 hard 且超过 soft 时，系统会给予警告，但也会给一段时间让使用者自行管理磁盘。一般默认的宽限时间为七天，如果七天内你都不进行任何磁盘管理，那么 soft 限制值会即刻取代 hard 限值来作为 quota 的限制。

以上面设置的例子来说，假设你的容量高达 450MBytes 了，那七天的宽限时间就会开始倒数， 若七天内你都不进行任何删除文件的动作来替你的磁盘用量瘦身， 那么七天后你的磁盘最大用量将变成 400MBytes （那个 soft 的限制值），此时你的磁盘使用权就会被锁住而无法新增文件了。

整个 soft, hard, grace time 的相关性我们可以用下面的图示来说明：

                                 

                                           图14.1.1、soft, hard, grace time 的相关性

图中的长条图为使用者的磁盘容量，soft/hard 分别是限制值。只要小于 400M 就一切 OK ，若高于 soft 就出现 grace time 并倒数且等待使用者自行处理。