第六章、LVM与磁盘配额

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于 2024-08-12 09:00:47 发布

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第六章、LVM与磁盘配额

一、LVM概述

1、Logical Volume Manager——逻辑卷管理器

1.1 能够在保持现有数据不变的情况下动态调整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性

1.2 注意：/boot分区用于存放引导文件，不能基于LVM创建

2、LVM机制的基本概念

2.1 PE：

物理扩展，固定大小的存储单元，数据实际上都是写入PE当中的，PE的大小是可以配置的，默认是4M

2.2 PV：

物理卷——真正的物理硬盘或分区

2.3 VG：

卷组——将多个物理卷合起来就成了卷组，组成同一个卷组的物理卷可以是同一块硬盘的不同分区，也可以是不同硬盘上的不同分区，可以把卷组想象成一块逻辑硬盘

2.4 LV：

逻辑卷——卷组是一块逻辑硬盘，硬盘必须分区之后才能使用，我们把这个分区称为逻辑卷。逻辑卷可以被格式化和写入数据，我们可以把逻辑卷想象成分区

2.1 LVM扩容/缩容操作对象为PE单元，本质玩法就是管理PE单元

2.2 需求

2.2.1 首先定义物理卷PV（sdb1、sdb2分区）
2.2.2 将多个物理卷定义为一个卷组VG（组成一个整体）
2.2.3 按照需求，从卷组中提取PE存储空间，来组成逻辑卷（表现形式也是一个设备文件）

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3、LVM主要解决以下几个问题

3.1 硬盘容量限制：

传统的分区方式，将硬盘划分为多个区域，每个区域的大小是固定的，难以灵活地调整和整理。LVM通过将硬盘的空间划分成多个逻辑卷组（VG）、逻辑卷（LV）和物理卷（PV），可以将多个硬盘空间汇聚起来，实现硬盘空间的动态扩展。

3.2 高可用性：

LVM支持在多个物理卷逐渐建立冗余存储（RAID）,提供数据冗余和容错机制，保证主句的安全性和高可用性。

4、使用LVM的主要原因如下

4.1 灵活性：

LVM提供了一种动态分配和管理存储空间的方法，可以动态调整逻辑卷的大小，方便地增加或减少存储容量从而满足应用程序的需要。在实际应用中，如果存储空间的容量不足或者需要扩展容量，使用LVM技术可以很方便地实现。

4.2 可靠性：

使用LVM技术可以提高数据的可靠性和可用性，可以实现热备份和数据的动态迁移，当某个物理硬盘出现故障时，可以在不停机的情况下进行数据恢复和重建，从而提高了数据的可靠性。

4.3 管理性：

LVM提供了一种管理多个物理硬盘和多个逻辑卷的方式，可以对存储空间进行集中管理和监控，通过LVM的命令和工具可以方便地査看和监控存储空间的使用情况，以及进行性能调优和容错管理。

4.4 性能：

LVM提供了一种数据块级别的数据读写操作，可以实现高效的数据存储和访问。此外，LVM还可以利用多个物理硬盘的并行处理能力，提高数据访问的速度和效率

二、LVM的管理命令

1、主要命令：

功能	物理卷管理	卷组管理	逻辑卷管理
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

1.1 pvcreate +设备名1 +【设备名2 ……】

1.2 vgcreate +卷组名 +物理卷名1 +物理卷名2

1.3 lvcreate -L 容量大小 -n 逻辑卷名卷组名

1.4 lvextend -L +大小 /dev卷组名/逻辑卷名

三、磁盘配额

1、概述

当Linux根分区的磁盘空间耗尽时，Linux操作系统将无法再建立新的文件，同时也可能会出现服务程序崩溃、系统无法启动等故障。为了避免在服务器中出现类似磁盘空间不足的问题，可以启用磁盘配额功能对用户在指定文件系统(分区)中使用的磁盘空间、文件数量进行限制，以防止个别用户思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，在Centos系统中，不同的文件系统使用不同磁盘配额配管理工具。
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。

2、实现磁盘配额条件

1.1 需要Linux内核支持

1.2 安装xfsprogs与quota软件包

1.3支持配额的方式挂载文件系统

3、Linux磁盘限额的特点

2.1 作用范围：针对指定的文件系统（分区）

2.2 限制对象：用户账号、组账号

2.3 限制类型：磁盘容量、文件数量

2.4 限制方法：软限制、硬限制

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4、启用磁盘配额支持

4.1启用文件系统的配额支持

4.1.1 添加usrquota、grpquota挂载参数——vim/etc/fstab

[root@xiaowang wangwu]# vim /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Mon Jul  8 23:05:35 2024
#
# 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
#
UUID=8a8dbf49-13ce-40a1-8e9c-ea259b12909a /                       xfs     defaults        0 0
UUID=ae545724-9b56-4fcf-bbaa-3e061bf23b2d /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=d3597fa9-8083-4a72-873e-d125fee6015b swap                    swap    defaults        0 0
/dev/VG/LV                                /mnt/xiaowang           xfs     defaults,usrquota,grpquota   0 0
                                                                                                                                                 ###添加usrquota、grpquota挂载参数

4.1.2 重启 init 0或者mount -a刷新挂载

5、磁盘配额示例

哪都通快递公司预计进一批“进口货物”，你所在的仓储部门需要调整仓管存储资源与各个小部门的资源使用权限，当前环境如下：

1、系统当前新增了2块磁盘，每块磁盘60G

2、你分管3个部门，分别为”华中”、”华北”、”华东”

需求：

1.每个部门的存储空间需要给与33G，他们的存储目录分别为华中：/Central ，华北 /North ，华东 /East，请使用lvm的方式分别为这三个目录添加33G的存储设备。

2.因为三个部门的某些零时工肆意往各自部门目录中传文件，主要人员为：华中：heiguaner 华北：baoer 华东：xiaoge，所以对其三人的账号做以下处理：
华中区heiguaner用户最多只能使用4M空间和创建2个文件。
华北区baoer用户最多只能使用500M空间和创建20个文件。
华东区xiaoge用户最多只能用800M空间和创建11个文件。

1.使用pvcreate命令为两块磁盘创建物理卷，创建成功

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