Linux下的磁盘管理与磁盘配额

磁盘管理与配额的建立

磁盘的管理
一、磁盘的表示方式
MBR和GPT
MBR：主引导记录，一般为4个主分区，每16个字节描述一个分区（446【磁盘分区的描述---导航】+64【磁盘分区】+2【磁盘引导的描述，找到后结束引导】）。
MBR作为主引导时会有三种分区类型：主分区（独立存放，0-4个），扩展分区（只能创建一个），逻辑分区（位于扩展分区之上，最多支持一般为60个，基于MBR一般为63个，加上三个主分区）。主分区和逻辑分区可以写数据，扩展分区不可以写数据（不可以存放数据！！！）。

MBR的弊端在于支持的单个磁盘空间不得超过2.2TB，更大的空间不能管理。支持的空间有限。分区数量有限。

GPT：硬盘空间超过2.2TB的。可以将硬盘格式化成GPT。所有分区都是主分区。GPT兼容MBR。
有备份。

二、linux中的磁盘和分区光驱等设备表示为文件
比如：/dev/sda1
/dev 为设备文件存放的目录
sd 表示为usb、SATA、scsi、或者sas接口磁盘设备
a表示第一块硬盘，b表示第二块
数字表示分区

三、RHEL/Centos默认使用的文件系统
EXT4：第四代扩展文件系统，用于数据的存储
XFS：高性能的日志文件系统
SWAP：交换文件系统，作用类似于虚拟内存

NTFS与FAT32这种windows常用的文件系统也支持，但NTFS需要安装格外的软件

四、基本指令
fdisk指令：（基于内存先做配置，保存后才写入硬盘）
传统的分区实用程序。利用基于提示的交互式用户界面。
必须以正在分区的磁盘为参数执行，例如：fdisk /dev/sdb

parted指令:（立即生效）
更强大但更复杂的分区实用程序。
支持GPT和2TB+分区。
可以检测、创建、删除，调整并移动包含swap、ext[2,3,4]、reiserfs和VFAT文件系统的分区

五、创建并管理分区的基本步骤 --------七步走

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1、添加硬盘并查看
lsblk 或 
fdisk -l进行查看，后面可以加路径进行查看
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2、将新添加进来的磁盘进行分区管理
fdisk /dev/sdb来进行分区管理
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3、进入管理界面后，进行管理分区。（可输入m来查看帮助）
fdisk 分区路径 以下是常用选项：

m 查看帮助
n 新增磁盘分区
（n新增后会有p主分区【1-4】和e扩展分区，不选择默认是主分区p，可以输入p或者直接回车）
p 查看磁盘分区信息
t 转换分区类型
l 查看支持转换的文件类型（t输入完后，l进行查看然后输入对应编号即可）
d 删除已存在的磁盘分区
w 保存写入
q 不保存退出
创建完后，要输入w保存退出即可。

可添加扩展分区，输入e进行扩展（前提是n新增分区，有空间的情况下。）然后输入p进行查看，添加完扩展后，可以再输入l进行创建逻辑分区，可以选择想要转换的文件格式（输入t，输入l可以进行查看可转换的类型），输入w保存退出，退出后再次对想要的逻辑分区进行格式化处理即可。

如果不转成相应的试配类型，保存退出后也可以强制进行格式化（mkfs），但是这样操作不稳定，容易造成数据的丢失，硬盘的崩溃。不建议这么操作。建议想格式化成什么类型的文件系统，底层就通过转换试配成什么文件系统的格式。相对稳定。

注意：扩展分区不能格式化只是一个载体，不能放数据。扩展分区下的逻辑分区可以格式化，可以放数据。扩展分区和主分区无法进行空间迁移或者划分，无法整合。底层类型不同。
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4、刷新对应磁盘，建立以及格式化分区
先进行刷新，在进行建立以及格式化。

刷新：使用partprobe指令  
如：partprobe /dev/sdb 
（rhel5和rhel7识别新分区通过partprobe识别，rhel6识别新分区通过partx识别）
可查看/proc/partitions文件来验证是否被内核识别。
cat /proc/partitions

建立并格式化磁盘分区：
mkfs.文件类型 /dev/sdbx (x表示分区的编号)
如：mkfs.ext4 /dev/sdb1

交换分区格式化指令：mkswap 分区路径
例如：mkswap /dev/sdb5
也可以设置标签。相关命令选项看查看帮助：mkswap --help

激活交换分区内存大小的指令：
swapon -a （-a：将/etc/fstab文件中所有设置为swap的设备，启动为交换区；）
swapoff为关闭交换分区指令（-a：关闭配置文件“/etc/fstab”中所有的交换空间）
swapon -s 查看底层设备的内存是由哪些设备提供的支持

查看内存大小的指令：free 
显示内容：
Mem是物理机分配的内存（创建虚拟机时候给的内存大小）
swap 是创建系统是给的大小或者默认大小。创建swap分区后，此内容会发生变化。

free -h 以我们人的角度方便查看的方式显示。
其他可使用free --help查看帮助
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5、查看是否创建完成，格式化成功

lsblk 进行查看分区是否已经创建出来。
df -Th 也可以进行查看以及查看文件格式是否正确

可以查看文件是否识别新分区cat /proc/partitions
fdisk -l也可以查看
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6、可以为创建的分区来进行打标签（标识）
此过程可以在格式化时候一并操作完成，不同的文件系统格式化命令不同，对应选项可以进行查看帮助来进行查询。
指令：
mkfs.文件格式 --help
查询：
blkid指令可以进行查看标签名字以及对应的UUID
UUID是唯一的，挂载文件中建议使用UUID。（绝对路径或者标签名字也可以）

也可以单独来进行设置标签----e2label命令
指令：
e2label 分区路径 标签
比如：e2label /dev/sdb1 newdisk1

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7、创建挂载点，将分区进行挂载(永久挂载)
例如：将分区挂载到mnt目录下，在mnt目录下创建文件夹
mkdir /mnt/挂载文件夹

将信息写进/etc/fstab下进行永久挂载，写入完成后，执行mount -a
lsblk进行查看挂载相关的信息，检查是否挂载成功。
最后可以通过df -h来进行查看分区的大小以及使用情况
相关选项：
df -Th 可以显示分区的类型以及分区后的对应分区大小（出厂标准显示的大小一般1G=1000MB）
df -TH 显示相对直接，以标准来进行计算的大小，进行显示。（1G=1024MB）

tmpfs是临时文件系统，查看时候可以过滤出去，通过管道和grep。除去它以外的都是实际存储设备。
指令：df -Th | grep -v tmp即可过滤查看。

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磁盘的配额：
云盘的底层技术，从底层限制空间的使用。

磁盘配额quota
管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制，每一用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。
可以对用户存储文件数量的限制
可以对用户存储文件大小的限制

block和inode区域
数据写在block区中。ls -li 显示出来的号，就是block区的根据。
当在block区建立文件时，对应的inode区也会产生一一的对应关系。（inode可一对多，主要针对文件数量）
左边inode区域右边block区域。block区的文件删除，inode区域的不会被删除，默认不删除。（可进行数据恢复）但如果删掉后在原来的位置又创建了新文件，inode区域会被覆盖，无法找回。

文件占的区域小，可格式化成相对小的空间。反正格式化成相对大的空间。默认4096.最大2M。

磁盘的随机擦写，随机的数据覆盖到之前得磁盘分区中去，inode区域被覆盖，无法恢复。将以前的数据打乱，覆盖inode区域。实际就是对inode区进行擦写。写数据是在block区域，而实际存放是在inode区域。

EXT4类型的配额：
任何一个条件达到峰值时，都不可以进行创建了。
soft软限制是警告值，hard硬限制是最终实际使用的大小。如果文件没有写满，不会触发时间。对于所有的配额都适用。

首先第一步挂载：
1、挂载的同时需要为文件系统添加支持配额的选项
在/etc/fstab中的defaults后添加usrquota，grpquota等选项。（需要哪个添加哪个即可）
添加以前可以使用mount指令进行查询，mount | grep 对应磁盘分区
执行mount -o remount 挂载路径，在不下线的情况下重新进行挂载。（或者直接将设备下线然后再重新挂载即可。）
然后再次执行mount | grep 对应磁盘分区，进行查看，即可。

2、创建对应的配额文件
指令：quotacheck -augcv 
输入该指令后，会在对应的挂载目录下生成对应的配额文件
-a 扫描所有支持配额的分区
-u 扫描磁盘计算用户所占用的文件数
-g 扫描磁盘计算组所占用的文件数
-c 创建配额文件aquota.user和aquota.group
-v 显示详细信息

3、针对用户或者用户组来进行配额的设置

edquota -u/g 用户/用户组

打开文件后，block文件后的soft为软限制，是一个警示（快达到满额度时的一个警告），hard是硬限制，限制大小的。（自定义大小即可，但不能超过磁盘分区的空间，否则没有意义。警示也是如此，警示不得超过硬限制，否则也是没有意义。）inode后的soft同理也是软限制，限制的是个数，hard是硬限制，限制实际的文件个数。（原理也是同上）

4、配额完成后，进行配额的激活开启
指令：
quotaon -a 开启全部
-a 表示开启支持配额功能所有分区

quotaoff -a 关闭

5、查询相应的配额

针对用户：
quota -u 用户名
针对组：
quota -g 用户组
针对设备：
repquota 设备路径
-s 选项可以显示单位

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细节注意/etc/fstab文件，不要出现错误，否则磁盘无法挂载，或无法识别对于的配额选项。
如出现大问题会导致系统无法启动。需要进入紧级模式进行检查恢复。
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XFS文件类型的配额：

针对用户以及针对项目（目录）进行配额
指令：xfs_quota
一、针对用户
xfs_quota
-x：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：直接调用管理命令，如limit，report等

针对用户和组做quota限制
1、挂载的同时需要为文件系统添加支持配额的选项
进入到/etc/fstab的文件下，在对应的磁盘分区的挂载点，添加相应的配额选项。实现永久挂载。
设备启用配额，需要将文件系统重载
umount 挂载点；mount -a（或mount -o remount /mnt/xfs，remount对xfs相对不敏感，如果无法识别，可以尝试将磁盘分区的挂载点先下线然后再重新挂载回来。）

验证参数识别
mount | grep 磁盘分区

2、针对用户进行配额限制

指令：
xfs_quota -x -c "limit -u bsoft=警示大小 bhard=限制大小 isoft=快达到警示的文件个数 ihard=实际限制的文件个数 用户名" 磁盘分区路径

xfs_quota -x -c "limit -g  bsoft=警示大小 bhard=限制大小 isoft=快达到警示的文件个数 ihard=实际限制的文件个数 用户组名" 磁盘分区路径

查询：
xfs_quota -x -c "report -ubih" 磁盘分区路径
xfs_quota -x -c "report -gbih" 磁盘分区路径

二、针对项目（目录）

1、挂载，以及对文件系统添加相关的配额选项
编辑/etc/fstab文件，加人prjquota选项。
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-->注意：grpquota和prjquota不可以并存。
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其余过程同上挂载方式相同。

2、对单一的目录设置配额（project）
（1）调用project命令创建一个project 要将grpquota的参数取消 然后加入prjquota
指定专用标识符与目录的对应在 /etc/projects

echo "18:磁盘分区挂载点" >> /etc/projects
规范项目名称与标识符的对应在 /etc/projid
echo "myquotaproject:18" >> /etc/projid

18位项目序号；myquotaproject为项目名称。
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项目序号可以自定义，项目名称也可以自定义，但路径必须正确
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（2）初始化以及配额
初始化项目名称：
xfs_quota -x -c "project -s myquotaproject"    
打印信息：
xfs_quota -x -c "print" 磁盘分区挂载路径
对项目进行配额设置：
xfs_quota -x -c "limit -p bsoft=450M bhard=500M myquotaproject" 磁盘分区挂载路径
查询项目报告：
xfs_quota -x -c “report -pbih” 磁盘分区挂载路径

查询某个project的配额使用情况：
xfs_quota -c ”quota -p 18“ 磁盘分区挂载路径

列出目前系统的各个文件系统，以及文件系统的 quota 挂载参数支持
xfs_quota -x -c "print"

（3）配额的取消、开启以及删除
取消XFS文件系统的配额功能：
暂时取消XFS文件系统的quota限制功能
xfs_quota -x -c "disable -up" /mountpoint    （磁盘分区挂载路径）

查看文件系统的quota限制功能的状态：
xfs_quota -x -c "state" /mountpoint （磁盘分区挂载路径）

如何开启：
开启的时候 需要先umount /mountpoint; mount -a
（开启时候需要先将磁盘分区挂载点下线，然后再重新挂载回来）
指令：
xfs_quota -x -c "enable -up" /mountpoint （磁盘分区挂载路径）

移除XFS文件系统配额：
如果要移除project，off完全关闭配额限制。
如想重开需卸载再重新挂载才能启动，如果无需执行remove，不建议使用off，一般disable即可。

指令：
xfs_quota -x -c "off -up" /mountpoint （磁盘分区挂载路径）
remove必须在off下才可以执行，删除配额限制。
（移除以前必须先关闭）

指令：
xfs_quota -x -c "remove -p" /mountpoint
umount /mountpoint; mount -a
（先将挂载点下线，在重新挂回来）

查询：
xfs_quota -x -c "report -phb" /mountpoint

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针对项目的配额限制，对所有的用户都会进行限制，包括root用户。
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