Linux高级文件系统管理

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如果您的Linux服务器有多个用户经常存取数据时,为了维护所有使用者在硬盘容量的公平使用,磁盘配额(Quota)就是一项非常有用的工具,另外,如果你的用户常常抱怨磁盘容量不够用,那么更进阶的文件系统就得要学习,本章我们会介绍磁盘阵列(RAID),及逻辑卷轴文件系统(LVM),这些工具都可以帮助你管理与维护使用者可用的磁盘容量.

如果您的 Linux 服务器有多个用户经常存取数据时,为了维护所有使用者在硬盘容量的公平使用,磁盘配额 (Quota) 就是一项非常有用的工具,另外,如果你的用户常常抱怨磁盘容量不够用,那么更进阶的文件系统就得要学习,本章我们会介绍磁盘阵列 (RAID),及逻辑卷轴文件系统 (LVM),这些工具都可以帮助你管理与维护使用者可用的磁盘容量.

Quota 磁盘配额配置

Quota 这个玩意儿就字面上的意思来看,就是有多少『限额』的意思啦,如果是用在零用钱上面,就是类似『有多少零用钱一个月』的意思之类的,如果是在计算机主机的磁盘使用量上呢? 以 Linux 来说,就是有多少容量限制的意思,我们可以使用 quota 来让磁盘的容量使用较为公平,下面我们会介绍什么是 quota 然后以一个完整的范例来介绍 quota 的使用作用.

由于Linux是一个多用户管理的操作系统，而Linux默认情况下并不限制每个用户使用磁盘空间的大小，假如某个用户疏忽或者恶意占满磁盘空间，将导致系统磁盘无法写入甚至崩溃；为了保证系统磁
盘的有足够的剩余空间，我们需要对用户和组进行磁盘空间使用限制。

磁盘配额限制类型：

⦁ 限制用户和组,对磁盘空间的使用量
⦁ 限制用户和组,在磁盘内创建文件的个数

磁盘配额限制级别：

⦁ 软限制：低级限制,此限制可以突破,突破时会被警告,超出部分会有宽限天数,宽限天数到期后超出部分被清空,软限制不能超过硬限制
⦁ 硬限制：绝对限制,此限制不会被突破,达到指定限制后无法使用更多空间
⦁ 宽限天数：当有数据超过软限制后,超出部分会被计时,宽限天数到期后超出部分数据将被清空,宽限天数默认是7天
注：磁盘配额是针对分区进行设置的,无法实现,”某用户在系统中共计只能使用50MB磁盘空间”,只能设置某用户在/home分区能使用30M这样的限制.切记：磁盘配额是针对分区的!

精简模式下没有此命令,执行 yum install -y quota 安装

检查内核是否支持配额

[root@localhost ~]# cat /boot/config-3.10.0-693.el7.x86_64 |grep "CONFIG_QUOTA"
CONFIG_QUOTA=y
CONFIG_QUOTA_NETLINK_INTERFACE=y
# CONFIG_QUOTA_DEBUG is not set
CONFIG_QUOTA_TREE=y
CONFIG_QUOTACTL=y
CONFIG_QUOTACTL_COMPAT=y

检查指定分区的挂载属性是否满足条件

[root@localhost ~]# dumpe2fs -h /dev/vdb |grep "Default mount options"
dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Default mount options:    user_xattr acl
 
#检查结果中是否包含,usrquota,grpquota两个挂载属性

quotacheck 生成用户和组的配置文件

[root@localhost ~]# quotacheck --help
Utility for checking and repairing quota files.
quotacheck [-gucbfinvdmMR] [-F <quota-format>] filesystem|-a

语法格式：[ quota [选项] [分区名] ]

        -a      #扫描/etc/mtab文件中所有启用磁盘配额功能的分区.如果加入此参数,命令后面就不需要加入分区名了
        -u      #建立用户配额的配置文件,即生成aquota.user
        -g      #建立组配额的配置文件,即aquota.group
        -v      #显示扫描过程
        -c      #清除原有的配置文件,重新建立新的配置文件

edquota 编辑配额文件,设置指定限制大小

[root@localhost ~]# edquota --help
edquota: Usage:
        edquota [-rm] [-u] [-F formatname] [-p username] [-f filesystem] username ...
        edquota [-rm] -g [-F formatname] [-p groupname] [-f filesystem] groupname ...
        edquota [-u|g] [-F formatname] [-f filesystem] -t
        edquota [-u|g] [-F formatname] [-f filesystem] -T username|groupname ...

语法格式：[ edquota [选项] [用户名或组名] ]

        -u      #用户名
        -g      #组名
        -t      #设定宽限时间
        -p      #复制磁盘配额规则,不需要每一个用户或者组都手动设置一遍
                #edquota        -p 模板用户     -u 目标用户
 
#注：配置文件中所写大小默认单位KB

启动quota配额管理

[root@localhost ~]# quotaon --help
quotaon: Usage:
        quotaon [-guvp] [-F quotaformat] [-x state] -a
        quotaon [-guvp] [-F quotaformat] [-x state] filesys ...

语法格式：[ quotaon [选项] [分区名] ]

        -a      #根据/etc/mtab文件启动所有分区的磁盘配额（不写分区名）
        -u      #启动用户的磁盘配额
        -g      #启动组的磁盘配额
        -v      #显示启动过程信息

关闭quota配额管理

[root@localhost ~]# quotaoff --help
quotaoff: Usage:
        quotaoff [-guvp] [-F quotaformat] [-x state] -a
        quotaoff [-guvp] [-F quotaformat] [-x state] filesys ...

语法格式：[ quotaoff [选项] [分区名] ]

        -a      #根据/etc/mtab文件关闭所有分区的磁盘配额（不写分区名）
        -u      #关闭用户的磁盘配额
        -g      #关闭组的磁盘配额
        -v      #显示关闭过程信息

quota 查看指定用户和组的配额信息

[root@localhost ~]# quota --hlep
quota: unrecognized option '--hlep'
quota: Usage: quota [-guqvswim] [-l | [-Q | -A]] [-F quotaformat]
        quota [-qvswim] [-l | [-Q | -A]] [-F quotaformat] -u username ...
        quota [-qvswim] [-l | [-Q | -A]] [-F quotaformat] -g groupname ...
        quota [-qvswugQm] [-F quotaformat] -f filesystem ...

语法格式：[ quota [选项] [用户名] ]

        -u      #用户名
        -g      #组名
        -v      #显示详细信息
        -s      #以常见单位显示大小

repquota 查看指定分区的磁盘配额

[root@localhost ~]# repquota --help
repquota: Utility for reporting quotas.
Usage:
repquota [-vugsi] [-c|C] [-t|n] [-F quotaformat] (-a | mntpoint)

语法格式：[ repquota [选项] [分区名] ]

        -u      #查询用户配额
        -g      #查询组配额
        -v      #显示详情
        -s      #以常见单位显示

setquota 非交互设置磁盘配额命令

[root@localhost ~]# setquota --help
setquota: Usage:
  setquota [-u|-g] [-rm] [-F quotaformat] <user|group>
        <block-softlimit> <block-hardlimit> <inode-softlimit> <inode-hardlimit> -a|<filesystem>...
  setquota [-u|-g] [-rm] [-F quotaformat] <-p protouser|protogroup> <user|group> -a|<filesystem>...
  setquota [-u|-g] [-rm] [-F quotaformat] -b [-c] -a|<filesystem>...
  setquota [-u|-g] [-F quotaformat] -t <blockgrace> <inodegrace> -a|<filesystem>...
  setquota [-u|-g] [-F quotaformat] <user|group> -T <blockgrace> <inodegrace> -a|<filesystem>...

setquota -u 用户名 软(容) 硬(容) 软(数) 硬(数) 分区名
 
注：这样的非交互式的命令更适合写入脚本,而且假如有很多用户的磁盘配额配置相同也可以用复制来实现。

磁盘配额小实验

⦁ 这里有一块未分区的磁盘/dev/sdb,手动分区并格式化.
⦁ 将磁盘配额开启,并写入开机自启动列表.
⦁ 创建lyshark用户,和temp组.
⦁ 配置lyshark的软限制200M,硬限制500M,配置temp组软限制100M,硬限制200M.

1.检查系统是否支持配额

[root@localhost ~]# cat /boot/config-3.10.0-862.el7.x86_64 |grep "CONFIG_QUOTA"
CONFIG_QUOTA=y
CONFIG_QUOTA_NETLINK_INTERFACE=y
# CONFIG_QUOTA_DEBUG is not set
CONFIG_QUOTA_TREE=y
CONFIG_QUOTACTL=y
CONFIG_QUOTACTL_COMPAT=y

2.查看磁盘信息

[root@localhost ~]# ll /dev/sd*
brw-rw---- 1 root disk 8,  0 6月  24 09:14 /dev/sda
brw-rw---- 1 root disk 8,  1 6月  24 09:14 /dev/sda1
brw-rw---- 1 root disk 8,  2 6月  24 09:14 /dev/sda2
brw-rw---- 1 root disk 8, 16 6月  24 09:14 /dev/sdb

3.磁盘分区/dev/sdb,并格式化为ext4格式

[root@localhost ~]# parted /dev/sdb
GNU Parted 3.1
Using /dev/sdb
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) mkpart
Partition name?  []? sdb1
File system type?  [ext2]? ext2
Start? 1M
End? 10000M
(parted) p
Model: VMware, VMware Virtual S (scsi)
Disk /dev/sdb: 10.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    File system  Name  Flags
 1      1049kB  10.0GB  9999MB  ext4         sdb1

(parted) q
Information: You may need to update /etc/fstab.

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb1

mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
610800 inodes, 2441216 blocks
122060 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
75 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8144 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

4.创建挂载点,并挂载设备

[root@localhost ~]# mkdir /sdb1
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /sdb1/

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.4G  6.7G  17% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   6% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/sr0                 4.2G  4.2G     0 100% /mnt
/dev/sdb1                9.1G   37M  8.6G   1% /sdb1

5.检查分区是否支持配额 (主要看有没有usrquota,grpquota)

[root@localhost ~]# dumpe2fs -h /dev/sdb1 |grep "Default mount options"
dumpe2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Default mount options:    user_xattr acl

[root@localhost ~]# cat /proc/mounts |grep "/dev/sdb1"
/dev/sdb1 /sdb1 ext4 rw,relatime,data=ordered 0 0

#上面没有看到相关权限,此时我们要重新挂载一下磁盘,加上权限

[root@localhost ~]# mount -o remount,usrquota,grpquota /dev/sdb1

[root@localhost ~]# cat /proc/mounts |grep "/dev/sdb1"
/dev/sdb1 /sdb1 ext4 rw,relatime,quota,usrquota,grpquota,data=ordered 0 0

6.设置开机自动挂载分区,并开启配额

[root@localhost ~]# ls -l /dev/disk/by-uuid/
total 0
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Sep 21 20:07 13d5ccc2-52db-4aec-963a-f88e8edcf01c -> ../../sda1
lrwxrwxrwx 1 root root  9 Sep 21 20:07 2018-05-03-20-55-23-00 -> ../../sr0
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Sep 21 20:07 4604dcf2-da39-455a-9719-e7c5833e566c -> ../../dm-0
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Sep 21 20:47 939cbeb8-bc88-44aa-9221-50672111e123 -> ../../sdb1
lrwxrwxrwx 1 root root 10 Sep 21 20:07 f6a4b420-aa6a-4e66-bbb3-c8e8280a099f -> ../../dm-1

[root@localhost ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Tue Sep 18 09:05:06 2018
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        0 0
UUID=13d5ccc2-52db-4aec-963a-f88e8edcf01c /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0

UUID=7d7f22ed-466e-4205-8efe-1b6184dc5e1b swap swap defaults 0 0
UUID=939cbeb8-bc88-44aa-9221-50672111e123 /sdb1   ext4   defaults,usrquota,grpquota  0 0

[root@localhost ~]# mount -o remount,usrquota,grpquota /dev/sdb1

7.生成配额文件 quotackeck -ugv[分区名]

[root@localhost ~]# quotacheck -ugv /dev/sdb1

quotacheck: Your kernel probably supports journaled quota but you are not using it. Consider switching to journaled quota to avoid running quotacheck after an unclean shutdown.
quotacheck: Scanning /dev/sdb1 [/sdb1] done
quotacheck: Cannot stat old user quota file /sdb1/aquota.user: No such file or directory. Usage will not be subtracted.
quotacheck: Cannot stat old group quota file /sdb1/aquota.group: No such file or directory. Usage will not be subtracted.
quotacheck: Cannot stat old user quota file /sdb1/aquota.user: No such file or directory. Usage will not be subtracted.
quotacheck: Cannot stat old group quota file /sdb1/aquota.group: No such file or directory. Usage will not be subtracted.
quotacheck: Checked 3 directories and 0 files
quotacheck: Old file not found.
quotacheck: Old file not found.

8.编辑限制,edquota -ugtp [用户名/组名]

配置lyshark的软限制200M,硬限制500M

[root@localhost ~]# edquota -u lyshark

Disk quotas for user lyshark (uid 1000):

     ↓文件系统                         软(容量)   硬(容量)    I节点      软(数)   硬(数)
  Filesystem              blocks       soft       hard     inodes     soft     hard
  /dev/sdb1                 0          200M       500M          0        0        0

配置temp组软限制100M,硬限制200M.

[root@localhost ~]# edquota -g temp

Disk quotas for group temp (gid 1001):
  Filesystem                   blocks       soft       hard     inodes     soft     hard
  /dev/sdb1                         0     102400     204800          0        0        0

9.开启配额,quota on/off -augv

[root@localhost ~]# quotaon -augv
/dev/sdb1 [/sdb1]: group quotas turned on
/dev/sdb1 [/sdb1]: user quotas turned on

10.查看指定用户或组的配额,quota -ugvs

[root@localhost ~]# quota -ugvs

Disk quotas for user root (uid 0):
     Filesystem   space   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1     20K      0K      0K               2       0       0
Disk quotas for group root (gid 0):
     Filesystem   space   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1     20K      0K      0K               2       0       0

LVM 逻辑卷管理器

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理,它是Linux环境下对磁盘分区进行管理的一种机制,普通的磁盘分区管理方式在分区划分好之后就无法改变其大小,当一个逻辑分区存放不下某个文件时,解决的方法通常是使用符号链接,或者使用调整分区大小的工具,但这只是暂时解决办法,没有从根本上解决问题.简单来说LVM就是将物理磁盘融合成一个或几个大的虚拟磁盘存储池,按照我们的需求去存储池划分空间来使用,由于是虚拟的存储池,所以划分空间时可以自由的调整大小,如下：

LVM的组成部分：

⦁ 物理卷（PV，Physical Volume）：由磁盘或分区转化而成
⦁ 卷组（VG，Volume Group）：将多个物理卷组合在一起组成了卷组,组成同一个卷组的可以是同一个硬盘的不同分区,也可以是不同硬盘上的不同分区,我们通常把卷组理解为一块硬盘.
⦁ 逻辑卷（LV，Logical Volume）：把卷组理解为硬盘的话,那么我们的逻辑卷则是硬盘上的分区,逻辑卷可以进行格式化,存储数据.
⦁ 物理扩展（PE，Physical Extend）：PE卷组的最小存储单元,PE所在的位置是VG卷组,即硬盘上,那么我们可以把PE理解为硬盘上的扇区,默认是4MB,可自由配置.

这里准备好4块硬盘,无需分区与格式化.

[root@localhost ~]# ll /dev/sd[b-z]

brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Sep 21 22:04 /dev/sdb
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Sep 21 22:04 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 48 Sep 21 22:04 /dev/sdd
brw-rw---- 1 root disk 8, 64 Sep 21 22:04 /dev/sde

PV 物理卷创建与移除

PV的创建

pvcreate [分区路径],[分区路径][.......]

[root@localhost ~]# ll /dev/sd[b-z]
brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Sep 21 22:04 /dev/sdb
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Sep 21 22:04 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 48 Sep 21 22:04 /dev/sdd
brw-rw---- 1 root disk 8, 64 Sep 21 22:04 /dev/sde

[root@localhost ~]# pvcreate /dev/sdb /dev/sdc           #此处拿3块硬盘创建
  Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  Physical volume "/dev/sdd" successfully created.

[root@localhost ~]# pvs                                  #查询创建好的硬盘
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <9.00g     0
  /dev/sdb          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---  10.00g 10.00g

PV的移除

pvremove [分区路径]

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <9.00g     0
  /dev/sdb          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---  10.00g 10.00g

[root@localhost ~]# pvremove /dev/sdd                       #移除/dev/sdd
  Labels on physical volume "/dev/sdd" successfully wiped.

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <9.00g     0
  /dev/sdb          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---  10.00g 10.00g

VG 卷组创建与移除

创建VG卷组,VG卷组要在PV中选择

vgcreate -s [指定PE大小] [VG卷组名] [分区路径] [分区路径][.....]

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize  PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--  <9.00g     0
  /dev/sdb          lvm2 ---  10.00g 10.00g
  /dev/sdc          lvm2 ---  10.00g 10.00g

[root@localhost ~]# vgcreate -s 4M my_vg /dev/sdb /dev/sdc        #此处就是创建一个VG卷组
  Volume group "my_vg" successfully created

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <9.00g     0
  my_vg    2   0   0 wz--n- 19.99g 19.99g                         #这就是VG卷组,名字是my_vg

给当前my_vg卷组,添加一块新的PV,也就是扩展卷组

vgextend [卷组名] [物理卷分区]

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--   <9.00g      0
  /dev/sdb   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdc   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---   10.00g  10.00g               #这个物理卷没有划分卷组

[root@localhost ~]# vgextend my_vg /dev/sdd                 #添加一个PV到指定卷组
  Volume group "my_vg" successfully extended

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--   <9.00g      0
  /dev/sdb   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdc   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdd   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g               #已被划分到my_vg卷组

在VG卷组里移除一个PV（移除单个PG）

vgreduce [卷组名] [物理卷分区]

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--   <9.00g      0
  /dev/sdb   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdc   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdd   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g

[root@localhost ~]# vgreduce my_vg /dev/sdd                #将/dev/sdd从my_vg卷组里移除
  Removed "/dev/sdd" from volume group "my_vg"

[root@localhost ~]# pvs
  PV         VG     Fmt  Attr PSize   PFree
  /dev/sda2  centos lvm2 a--   <9.00g      0
  /dev/sdb   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdc   my_vg  lvm2 a--  <10.00g <10.00g
  /dev/sdd          lvm2 ---   10.00g  10.00g

移除整个VG卷组

vgremove [卷组名]

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <9.00g     0
  my_vg    2   0   0 wz--n- 19.99g 19.99g

[root@localhost ~]# vgremove my_vg                    #移除整个卷组
  Volume group "my_vg" successfully removed

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize  VFree
  centos   1   2   0 wz--n- <9.00g    0
[root@localhost ~]#

移除空的物理卷VG

vgreduce -a [卷组名]

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n-  <9.00g      0
  my_vg    3   0   0 wz--n- <29.99g <29.99g

[root@localhost ~]# vgreduce -a my_vg                 #只移除空卷组
  Removed "/dev/sdb" from volume group "my_vg"
  Removed "/dev/sdc" from volume group "my_vg"

[root@localhost ~]# vgs
  VG     #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  centos   1   2   0 wz--n-  <9.00g      0
  my_vg    1   0   0 wz--n- <10.00g <10.00g

LV 逻辑卷创建与移除

创建LVM

lvcreate -L [指定大小] -n [LV名字] [VG卷组:从哪个卷组里划分]

[root@localhost ~]# lvs
  LV   VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root centos -wi-ao---- <8.00g
  swap centos -wi-ao----  1.00g

[root@localhost ~]# lvcreate -L 10G -n my_lv my_vg            #创建LVM逻辑卷
  Logical volume "my_lv" created.

[root@localhost ~]# lvs
  LV    VG     Attr       LSize  Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root  centos -wi-ao---- <8.00g
  swap  centos -wi-ao----  1.00g
  my_lv my_vg  -wi-a----- 10.00g

格式化并挂载使用

[root@localhost ~]# mkdir /LVM                            #首先创建一个挂载点
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/my_vg/my_lv            #格式化LVM分区
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
655360 inodes, 2621440 blocks
131072 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2151677952
80 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[root@localhost ~]# mount /dev/my_vg/my_lv /LVM/                  #挂载LVM
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# df -h                                         #查看结果
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   5% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/mapper/my_vg-my_lv  9.8G   37M  9.2G   1% /LVM                ← 挂载成功

LV 容量增加 (将LV的容量增加5G的空间)

注意：这里扩展,要先扩展LVM,然后再扩展文件系统

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   5% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/mapper/my_vg-my_lv  9.8G   37M  9.2G   1% /LVM                  ←此处是10G

[root@localhost ~]# lvextend -L +5G /dev/my_vg/my_lv                 #执行增加命令,从VG卷组划分5G
  Size of logical volume my_vg/my_lv changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 15.00 GiB (3840).
  Logical volume my_vg/my_lv successfully resized.

[root@localhost ~]# resize2fs -f /dev/my_vg/my_lv                    #扩展文件系统
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem at /dev/my_vg/my_lv is mounted on /LVM; on-line resizing required
old_desc_blocks = 2, new_desc_blocks = 2
The filesystem on /dev/my_vg/my_lv is now 3932160 blocks long.

[root@localhost ~]# df -h                                            #验证扩展结果
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   5% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/mapper/my_vg-my_lv   15G   41M   14G   1% /LVM                  ←此处已经从10G 增加到15G

LV 容量缩小(将LV的容量缩小5G的空间)

注意：这里缩小,要卸载文件系统,检查分区,然后缩小文件系统,最后再缩小LVM

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   5% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/mapper/my_vg-my_lv   15G   41M   14G   1% /LVM                 ←此处显示15G空间

[root@localhost ~]# umount /dev/my_vg/my_lv                         #卸载LVM卷组

[root@localhost ~]# e2fsck -f /dev/my_vg/my_lv                      #检查文件系统
e2fsck 1.42.9 (28-Dec-2013)
Pass 1: Checking inodes, blocks, and sizes
Pass 2: Checking directory structure
Pass 3: Checking directory connectivity
Pass 4: Checking reference counts
Pass 5: Checking group summary information
/dev/my_vg/my_lv: 11/983040 files (0.0% non-contiguous), 104724/3932160 blocks

[root@localhost ~]# resize2fs -f /dev/my_vg/my_lv 10G(减小后的大小)   #缩小文件系统
resize2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Resizing the filesystem on /dev/my_vg/my_lv to 2621440 (4k) blocks.
The filesystem on /dev/my_vg/my_lv is now 2621440 blocks long.

[root@localhost ~]# lvreduce -L 10G /dev/my_vg/my_lv                 #缩小LVM
  WARNING: Reducing active logical volume to 10.00 GiB.
  THIS MAY DESTROY YOUR DATA (filesystem etc.)
Do you really want to reduce my_vg/my_lv? [y/n]: y                   #输入y
  Size of logical volume my_vg/my_lv changed from 15.00 GiB (3840 extents) to 10.00 GiB (2560).
  Logical volume my_vg/my_lv successfully resized.

[root@localhost ~]# mount /dev/my_vg/my_lv /LVM/                    #挂载

[root@localhost ~]# df -h                                           #再次查看分区变化
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
tmpfs                    110M     0  110M   0% /dev/shm
tmpfs                    110M  5.5M  104M   5% /run
tmpfs                    110M     0  110M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda1               1014M  130M  885M  13% /boot
tmpfs                     22M     0   22M   0% /run/user/0
/dev/mapper/my_vg-my_lv  9.8G   37M  9.2G   1% /LVM                 ←此处已经从15G变成10G

LV 快照功能

拍摄快照

lvcreate [-s 快照] -n [快照名] -L [快照大小] [指定分区] 

[root@localhost LVM]# ls
1    12  16  2   23  27  30  34  38  41  45  49  52  56  6   63  67  70  74  78  81  85  89  92  96
10   13  17  20  24  28  31  35  39  42  46  5   53  57  60  64  68  71  75  79  82  86  9   93  97
100  14  18  21  25  29  32  36  4   43  47  50  54  58  61  65  69  72  76  8   83  87  90  94  98
11   15  19  22  26  3   33  37  40  44  48  51  55  59  62  66  7   73  77  80  84  88  91  95  99

[root@localhost LVM]# lvcreate -s -n mylv_back -L 200M /dev/my_vg/my_lv            #给/LVM目录拍摄快照
  Logical volume "mylv_back" created.

[root@localhost LVM]# lvs                                                          #查看快照
  LV        VG     Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  root      centos -wi-ao----  <8.00g
  swap      centos -wi-ao----   1.00g
  my_lv     my_vg  owi-aos---  10.00g
  mylv_back my_vg  swi-a-s--- 200.00m      my_lv  0.01                             ←此处就是快照

快照恢复

[root@localhost LVM]# ls
1    12  16  2   23  27  30  34  38  41  45  49  52  56  6   63  67  70  74  78  81  85  89  92  96
10   13  17  20  24  28  31  35  39  42  46  5   53  57  60  64  68  71  75  79  82  86  9   93  97
100  14  18  21  25  29  32  36  4   43  47  50  54  58  61  65  69  72  76  8   83  87  90  94  98
11   15  19  22  26  3   33  37  40  44  48  51  55  59  62  66  7   73  77  80  84  88  91  95  99

[root@localhost LVM]# rm -fr *                                #模拟被删除
[root@localhost LVM]# mkdir /back                             #创建挂载点
[root@localhost LVM]# mount /dev/my_vg/mylv_back /back/       #挂载备份文件
[root@localhost LVM]# cp -a /back/* ./                        #复制备份文件

[root@localhost LVM]# ls
1    12  16  2   23  27  30  34  38  41  45  49  52  56  6   63  67  70  74  78  81  85  89  92  96
10   13  17  20  24  28  31  35  39  42  46  5   53  57  60  64  68  71  75  79  82  86  9   93  97
100  14  18  21  25  29  32  36  4   43  47  50  54  58  61  65  69  72  76  8   83  87  90  94  98
11   15  19  22  26  3   33  37  40  44  48  51  55  59  62  66  7   73  77  80  84  88  91  95  99

RAID 独立磁盘冗余阵列

定义：独立磁盘构成的具有冗余能力的阵列

磁盘阵列分类：一是外接式磁盘阵列柜、二是内接式磁盘阵列卡，三是利用软件来仿真

1.通过把多个磁盘组织在一起作为一个逻辑卷提供磁盘跨越功能
2.通过把数据分成多个数据块（Block）并行写入/读出多个磁盘以提高访问磁盘的速度
3.通过镜像或校验操作提供容错能力

注意：RAID磁盘阵列主要为了保证硬件损坏的情况下业务不会终止，无法防止误操作

磁盘阵列的分类

1.外接式磁盘阵列柜
2.内接式磁盘阵列
3.利用软件来仿真
注意：通常情况下,生产环境中,一般使用硬件RAID来做,这里只做了解即可

RAID磁盘阵列简介

RAID 0 没有奇偶校验的 (条带卷)
RAID 0 提高存储性能的原理是把连续的数据分散到多个磁盘上存取,这样系统有数据请求就可以被多个磁盘并行的执行,每个磁盘执行属于它自己的那部分数据请求

RAID 1 独立磁盘冗余阵 (镜像卷)
RAID 1 通过磁盘数据镜像实现数据冗余,在成对的独立磁盘上产生互为备份的数据.当原始数据繁忙时,可直接从镜像拷贝中读取数据,因此RAID 1可以提高读取性能.

RAID10 (镜象阵列条带)
Raid 10 是一个Raid1与Raid0的组合体,它是利用奇偶校验实现条带集镜像,所以它继承了Raid0的快速和Raid1的安全.

RAID5 分布式奇偶校验的独立磁盘结构(最少3块)
RAID 5 是一种存储性能,数据安全,和存储成本,兼顾的存储解决方案. RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折中方案.

Mdadm 命令解析

[root@localhost ~]# mdadm --help
mdadm is used for building, managing, and monitoring
Linux md devices (aka RAID arrays)
Usage: mdadm 

mdadm --create --auto=yes /dev/md[0-9] --raid-devices=[0-n] \
--level=[015] --spare-devices=[0-n] /dev/sd[a-z]

		--create      		 #新建RAID参数
		--auto=yes    		 #默认配置
		--raid-devices=N     #磁盘阵列数
		--spare-devices=N 	 #备份磁盘数
		--level [015] 		 #阵列等级
		mdadm --detail       #查询阵列信息

构建一个RAID 5

注意：精简模式下,没有安装此命令,执行 yum install -y mdadm 安装

[root@localhost ~]# ls -l /dev/sd[b-z]
brw-rw---- 1 root disk 8, 16 Sep 21 23:06 /dev/sdb
brw-rw---- 1 root disk 8, 32 Sep 21 23:06 /dev/sdc
brw-rw---- 1 root disk 8, 48 Sep 21 23:06 /dev/sdd
brw-rw---- 1 root disk 8, 64 Sep 21 23:04 /dev/sde

[root@localhost ~]# mdadm --create --auto=yes /dev/md0 --level=5 \
> --raid-devices=3 --spare-devices=1 /dev/sd{b,c,d,e}                  #创建一个RAID,其中接口是/dev/md0,等级是RAID5
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata                              #主磁盘数3,备份盘数1,提供sd{b,c,d,e}磁盘
mdadm: array /dev/md0 started.

[root@localhost ~]# mdadm --detail /dev/md0                            #查看阵列信息
/dev/md0:   ←设备文件名
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Sep 21 23:19:09 2018   ←创建日期
        Raid Level : raid5                      ←RAID等级
        Array Size : 20953088 (19.98 GiB 21.46 GB)  ←可用空间
     Used Dev Size : 10476544 (9.99 GiB 10.73 GB)   ←每个设备可用空间
      Raid Devices : 3       ←RAID设备数量
     Total Devices : 4       ←全部设备数量
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Sep 21 23:19:26 2018
             State : clean, degraded, recovering
    Active Devices : 3   ←启动磁盘
   Working Devices : 4   ←可用磁盘
    Failed Devices : 0   ←错误磁盘
     Spare Devices : 1   ←预备磁盘

            Layout : left-symmetric
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

    Rebuild Status : 34% complete

              Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
              UUID : 2ee2bcd5:c5189354:d3810252:23c2d5a8   ←此设备UUID
            Events : 6

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       16        0      active sync   /dev/sdb
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       4       8       48        2      spare rebuilding   /dev/sdd

       3       8       64        -      spare   /dev/sde

格式化 /dev/md0并挂载使用

[root@localhost ~]# mkfs -t ext4 /dev/md0             #格式化
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
Stride=128 blocks, Stripe width=256 blocks
1310720 inodes, 5238272 blocks
261913 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=2153775104
160 block groups
32768 blocks per group, 32768 fragments per group
8192 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,
        4096000

Allocating group tables: done
Writing inode tables: done
Creating journal (32768 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

[root@localhost ~]# mkdir /RAID              #新建挂载目录
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# mount /dev/md0 /RAID/    #挂载设备
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# df -h
Filesystem               Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/mapper/centos-root  8.0G  1.2G  6.9G  15% /
devtmpfs                  98M     0   98M   0% /dev
/dev/sr0                 4.2G  4.2G     0 100% /mnt
/dev/md0                  20G   45M   19G   1% /RAID    ←此处可看到挂载成功

RAID 仿真救援模式

mdadm --manage /dev/md[0-9] --add 设备 --remove 设备 --fail 设备

	--add     #将后面的设备加入md中
	--remove  #移除设备
	--fail    #设置出错磁盘
------------------------------------------------------------
[实验]


[root@localhost /]# mdadm --manage /dev/md0 --fail /dev/sdb         #将/dev/sdb标注为错误
mdadm: set /dev/sdb faulty in /dev/md0

[root@localhost /]# mdadm --detail /dev/md0                         #查看一下状态
/dev/md0:
           Version : 1.2
     Creation Time : Fri Sep 21 23:19:09 2018
        Raid Level : raid5
        Array Size : 20953088 (19.98 GiB 21.46 GB)
     Used Dev Size : 10476544 (9.99 GiB 10.73 GB)
      Raid Devices : 3
     Total Devices : 4
       Persistence : Superblock is persistent

       Update Time : Fri Sep 21 23:50:12 2018
             State : clean, degraded, recovering
    Active Devices : 2
   Working Devices : 3
    Failed Devices : 1  ← 出错磁盘一个
     Spare Devices : 1

            Layout : left-symmetric
        Chunk Size : 512K

Consistency Policy : resync

    Rebuild Status : 5% complete     ←此处需要注意,他正在恢复数据,等到100%时又可以正常工作

              Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
              UUID : 2ee2bcd5:c5189354:d3810252:23c2d5a8
            Events : 20

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       64        0      spare rebuilding   /dev/sde
       1       8       32        1      active sync   /dev/sdc
       4       8       48        2      active sync   /dev/sdd

       0       8       16        -      faulty   /dev/sdb   ← 出错磁盘


[root@localhost /]# mdadm --manage /dev/md0 --remove /dev/sdb            #移除这个坏掉的磁盘
mdadm: hot removed /dev/sdb from /dev/md0

[root@localhost /]# mdadm --manage /dev/md0 --add /dev/sdb               #添加一个新的磁盘
mdadm: added /dev/sdb