【鸟哥的linux私房菜-学习笔记】磁盘配额 (Quota)、磁盘阵列 (RAID)、逻辑卷轴管理员 (LVM) 初步了解

磁盘配额 (Quota)

什么是 Quota

在 Linux 系统中，由於是多人多工的环境，所以会有多人共同使用一个磁盘空间的情况发生， 如果其中有少数几个使用者大量的占掉了磁盘空间的话，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！

Quota 的一般用途

针对网络服务的设计：
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磁盘空间。

针对系统主机的配置：
限制某一群组所能使用的最大磁盘配额 (使用群组限制)；
限制某一使用者的最大磁盘配额 (使用使用者限制)；
以 Link 的方式，来使邮件可以作为限制的配额 (更改 /var/spool/mail 这个路径)。

Quota 的使用限制

仅能针对整个 filesystem；
核心必须支持 quota；
Quota 的记录档：aquota.user, aquota.group ；
只对一般身份使用者有效。

Quota 的规范配置项目：

容量限制或文件数量限制 (block 或 inode)：
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)：
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。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，若超过则系统会锁住该用户的磁盘使用权；
soft：表示使用者在低於 soft 限值时，可以正常使用磁盘，但若超过 soft 且低於 hard 的限值时，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信息， 且会给予一个宽限时间 (grace time)。不过，若使用者在宽限时间倒数期间就将容量再次降低於 soft 限值之下， 则宽限时间会停止。

宽限时间 (grace time)：
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。

磁盘阵列 (RAID)

什么是 RAID

磁盘阵列全名是『 Redundant Arrays of Inexpensive Disks, RAID 』，英翻中的意思是：容错式廉价磁盘阵列。 RAID 可以透过一个技术(软件或硬件)，将多个较小的磁碟整合成为一个较大的磁碟装置； 而这个较大的磁碟功能可不止是储存而已，他还具有数据保护的功能呢。整个 RAID 由於选择的等级 (level) 不同，而使得整合后的磁碟具有不同的功能， 基本常见的 level 有这几种：

1.RAID-0 (等量模式, stripe)：效能最佳
在组成 RAID-0 时，每颗磁碟都会先被分成小区块 (chunk)。 当有数据要写入 RAID 时，数据会先被切割成符合小区块的大小，然后再依序一个一个的放置到不同的磁碟中去。 由于每个文件都是这样存放的，因此 RAID-0 只要有任何一颗磁碟损毁，在 RAID 上面的所有数据都会遗失而无法读取。

2.RAID-1 (映射模式, mirror)：完整备份
这种模式主要是『让同一份数据，完整的保存在两颗磁碟上头』。RAID-1 最大的优点大概就在於数据的备份，不过由於磁碟容量有一半用在备份， 因此总容量会是全部磁碟容量的一半而已。
RAID-1 的写入效能不佳，不过读取的效能则还可以。

3.RAID 0+1，RAID 1+0
所谓的 RAID 0+1 就是： (1)先让两颗磁碟组成 RAID 0，并且这样的配置共有两组； (2)将这两组 RAID 0 再组成一组 RAID 1。反过来说，RAID 1+0 就是先组成 RAID-1 再组成 RAID-0 。

4.RAID 5：效能与数据备份的均衡考量
RAID-5 至少需要三颗以上的磁碟才能够组成这种类型的磁盘阵列。这种磁盘阵列的数据写入有点类似 RAID-0 ， 不过每个循环的写入过程中，在每颗磁碟还加入一个同位检查数据 (Parity) ，这个数据会记录其他磁碟的备份数据， 用於当有磁碟损毁时的救援。由於有同位检查码，因此 RAID 5 的总容量会是整体磁碟数量减一颗。而且当损毁的磁碟数量大於等於两颗时，这整组 RAID 5 的数据就损毁了。

5.Spare Disk：预备磁碟的功能
所谓的 spare disk 就是一颗或多颗没有包含在原本磁盘阵列等级中的磁碟，这颗磁碟平时并不会被磁盘阵列所使用， 当磁盘阵列有任何磁碟损毁时，则这颗 spare disk 会被主动的拉进磁盘阵列中，并将坏掉的那颗硬盘移出磁盘阵列！ 然后立即重建数据系统。

磁盘阵列的优点

数据安全与可靠性：当硬件 (指磁碟) 损毁时，数据是否还能够安全的救援或使用；

读写效能：例如 RAID 0 可以加强读写效能，让你的系统 I/O 部分得以改善；

容量：可以让多颗磁碟组合起来，故单一文件系统可以有相当大的容量。

software, hardware RAID

硬件磁盘阵列 (hardware RAID) ：透过磁盘阵列卡来达成阵列的目的。

软件磁盘阵列(software RAID)：主要是透过软件来模拟阵列的任务。

软件磁盘阵列的配置： mdadm

逻辑卷轴管理员 (Logical Volume Manager)

什么是 LVM

LVM 的全名是 Logical Volume Manager，中文可以翻译作逻辑卷轴管理员。之所以称为『卷轴』可能是因为可以将 filesystem 像卷轴一样伸长或缩短之故吧！LVM 的重点在於『可以弹性的调整 filesystem 的容量！』

LVM 的作法是将几个实体的 partitions (或 disk) 透过软件组合成为一块看起来是独立的大磁碟 (VG) ，然后将这块大磁碟再经过分割成为可使用分割槽 (LV)， 最终就能够挂载使用了。