LVM与磁盘配额

一、LVM概述

1、LVM概述

• LVM是Linux系统中对磁盘分区进行管理的一种逻辑机制，它是建立在硬盘和分区之上，文件系统之下的一个逻辑层，在建立文件系统时屏蔽了下层的磁盘分区布局，能够在保持现有数据不变的情况下动态调整磁盘容量，从而提高了磁盘管理的灵活性

2、LVM机制的基本概念

2.1 PV（Physical Volume，物理卷）

• 物理卷是LVM机制的基本存储设备，通常对应为一个普通分区或整个硬盘。创建物理卷时，会在分区或硬盘的头部创建一个保留区快，用于记录LVM的属性，并把储存空间分割成默认大小为4MB的基本单元（PE），从而构成物理卷

2.2 VG（Logical Volume，逻辑卷）

• 由一个或多个物理卷组成一个整日，即称为卷组，在卷组中可以动态的添加或移除物理卷

2.3 LV（Logical Volume，逻辑卷）

• 逻辑卷建立在卷组上，与物理卷没有直接关系。对于逻辑卷来说，每一个卷组就是一个整体，从卷组中分割出的一块空间，作为用户创建文件系统的基础，这就是逻辑卷。使用 mkfs等工具可在逻辑卷上穿件文件系统

二、LVM 管理命令

1、主要命令

2、LVM命令详解

2.1 pvcreate命令

• 概述：pvcreate用于将整个分区或整个硬盘转换成物理卷，主要是添加LVM属性信息并且划分PE存储单位。

• 格式：pvcreate 设备名1 设备名2…

  pvcreate /dev/sd[bc]：将/dev/sd[bc]转换成物理卷

  [root@localhost ~]# pvcreate /dev/sd[bc]
    Physical volume "/dev/sdb" successfully created.
    Physical volume "/dev/sdc" successfully created.
  

2.2 pvdisplay命令

• 概述：显示物理卷的详细信息，需要使用指定的物理卷作为命令参数，默认时将显示所有的物理卷信息

• pvdisplay ：显示所有物理卷信息

  pvdisplay /dev/sd[bc] ：显示/dev/sd[bc]物理卷信息

  [root@localhost ~]# pvdisplay /dev/sd[bc]
    --- Physical volume ---
    PV Name               /dev/sdb
    VG Name               abc
    PV Size               20.00 GiB / not usable 4.00 MiB
    Allocatable           yes
    PE Size               4.00 MiB
    Total PE              5119
    Free PE               5119
    Allocated PE          0
    PV UUID               pAuvcd-W3W9-TgDc-lB0e-iyAP-eBaT-feUrRa
  
    --- Physical volume ---
    PV Name               /dev/sdc
    VG Name               abc
    PV Size               20.00 GiB / not usable 4.00 MiB
    Allocatable           yes
    PE Size               4.00 MiB
    Total PE              5119
    Free PE               5119
    Allocated PE          0
    PV UUID               mYT4wR-iVxz-DlaH-WESx-UVAf-w0NM-gHNiOQ
  

2.3 vgcreate命令

• 概述：用于将一个或多个物理卷创建为一个卷组
• 格式：vgcreate 卷组名 物理卷名1 物理卷名2
• vgcreate abc /dev/sdb /dev/sdc 用单个物理卷创建组名abc的卷组

​ vgcreate abc /dev/sd[bc] 通配符方法创建组名abc的卷组

[root@localhost ~]# vgcreate abc /dev/sd[bc]
  Volume group "abc" successfully created

2.4 vgdisplay命令

• 概述：显示系统中各卷组的信息，需要指定卷组名作为指定参数，若不指定卷组名，则显示所有卷组参数
• vgdisplay ：显示所有卷组信息

​ vgdisplay abc：显示卷组名为abc的参数信息

[root@localhost ~]# vgdisplay  abc
  --- Volume group ---
  VG Name               abc
  System ID
  Format                lvm2
  Metadata Areas        2
  Metadata Sequence No  1
  VG Access             read/write
  VG Status             resizable
  MAX LV                0
  Cur LV                0
  Open LV               0
  Max PV                0
  Cur PV                2
  Act PV                2
  VG Size               39.99 GiB
  PE Size               4.00 MiB
  Total PE              10238
  Alloc PE / Size       0 / 0
  Free  PE / Size       10238 / 39.99 GiB
  VG UUID               lpJbbK-iM0t-ofaa-8ndh-bLC1-OOak-taAwzp

2.5 vgextend命令

• 概述：用于扩展磁盘空间。当创建了新的物理卷，并需要将它添加到已有卷组中，就使用该命令

• 格式：vgextend 卷组名 新物理卷

  vgextend abc /dev/sdd1：将新物理卷/dev/sdd1扩加值卷组abc中

2.6 lvcreate 命令

• 用于从指定的卷组中分割空间，创建新的逻辑卷，需要指定逻辑卷的大小名称及所在的卷组作为参数

• 格式：lvcreate -L 逻辑卷容量大小 -n 逻辑卷名 卷组名

  lvcreate -n mysql -L 10G abc：从卷组abc中划出10G创建名为mysql的逻辑卷

[root@localhost ~]# lvcreate -n mysql -L 10G abc
  Logical volume "mysql" created.
[root@localhost ~]# ll /dev/abc/mysql
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 12月 28 15:14 /dev/abc/mysql -> ../dm-2
[root@localhost ~]# ll /dev/mapper/abc-mysql
lrwxrwxrwx. 1 root root 7 12月 28 15:14 /dev/mapper/abc-mysql -> ../dm-2

2.7 lvdisplay 命令

• 概述：用于显示逻辑卷的详细信息，可使用卷组名作为参数，以显示该卷组中的所有逻辑卷信息，若不指定卷组名，则显示全部逻辑卷信息

• 格式：lvdisplay 卷组名 逻辑卷名：显示卷组中逻辑卷信息

  lvdisplay： 显示所有逻辑卷信息

  lvdisplay /dev/abc/mysql

  [root@localhost ~]# lvdisplay /dev/abc/mysql
    --- Logical volume ---
    LV Path                /dev/abc/mysql
    LV Name                mysql
    VG Name                abc
    LV UUID                dqDsSG-gWYB-Fi8g-q8sp-dmBr-2Dzb-QaHIg2
    LV Write Access        read/write
    LV Creation host, time localhost.localdomain, 2023-12-28 15:14:32 +0800
    LV Status              available
    # open                 0
    LV Size                10.00 GiB
    Current LE             2560
    Segments               1
    Allocation             inherit
    Read ahead sectors     auto
    - currently set to     8192
    Block device           253:2
  

  2.8 lvextend命令

• 概述：动态扩展逻辑卷的空间，可以从所在卷组中分割额外的空间进行扩展，只需指定增加的容量大小及逻辑卷文件位置即可，前提是该卷组中还有未分配的磁盘空间，否则需要先扩充卷组

• 格式：lvextend -L +大小 /dev/卷组名/逻辑卷名

  lvextend -L +10G /dev/abc/mysql ：将abc卷组中剩余的空间给mysql逻辑卷中新增10G ，最后可lvdisplay查看一下lv扩展是否成功

[root@localhost ~]# lvextend -L +10G /dev/abc/mysql
  Size of logical volume abc/mysql changed from 10.00 GiB (2560 extents) to 20.00 GiB (5120 extents).
  Logical volume abc/mysql successfully resized.
[root@localhost ~]# lvdisplay  /dev/abc/mysql
  --- Logical volume ---
  LV Path                /dev/abc/mysql
  LV Name                mysql
  VG Name                abc
  LV UUID                dqDsSG-gWYB-Fi8g-q8sp-dmBr-2Dzb-QaHIg2
  LV Write Access        read/write
  LV Creation host, time localhost.localdomain, 2023-12-28 15:14:32 +0800
  LV Status              available
  # open                 0
  LV Size                20.00 GiB（空间增加10G）
  Current LE             5120
  Segments               2
  Allocation             inherit
  Read ahead sectors     auto
  - currently set to     8192
  Block device           253:2

注：如果未生效可以使用刷新命令

命令：xfs_growfs /dev/卷组名/逻辑卷名——刷新xfs文件系统容量

​ resize2fs /dev/卷组名/逻辑卷名——刷新ext4文件系统容量

3、建逻辑卷的步骤

• 类似于分区

1. 物理卷：将硬盘转化成pe
2. 卷组：将pr分组，一个逻辑卷只可以用一个组里面的pe
3. 逻辑卷：从卷组取pe，类似于分区的一个空间

需要使用的话，还要进行格式化和挂载的步骤

3.1 建立逻辑卷命令步骤

lvm如果使用分区，要修改分区类型为（t）8e，

pvcreate  /dev/sdb1  /dev/sdc   #建立物理卷（可以省略）

vgcreate  vg1  /dev/sdb1  /dev/sdc   #建立卷组取名vg1，并将/dev/sdb1  /dev/sdc 加入卷组

lvcreate  -n  mysql -L 10G  vg1   #建立逻辑卷，-n指定逻辑卷的名字，-L指定大小，pe是从vg1卷组中来

/dev/vg1/mysql 或者 /dev/mapper/vg1-mysql   #新建立逻辑卷的名字

假设卷组空间不够，先扩容卷组vg1
vgextend 卷组名 设备名（如：vgextend vg1 /dev/sdd）  #扩容卷组vg1

再扩容逻辑卷
lvextend  -L 指定大小 逻辑卷名（如：lvextend  -L  +5G  /dev/vg1/mysql） #扩容逻辑卷

xfs格式：xfs_growfs /mnt  或者
lvextend  -L  +5G  /dev/vg1/mysql  -r(扩容逻辑卷时，加选项-r，会立马同步文件系统)  #同步文件系统
-r：立马同步文件系统

3.2 建立逻辑卷命令步骤（图文详解）

三、设置磁盘配额

• 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置管理工具。 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。

1、磁盘配额的概述

1.1 实现磁盘配额的条件

• 需要Linux内核支持
• 安装xfsprogs与quote软件包

1.2 Linux磁盘限额的特点

• 作用范围：针对指定的文件系统（分区）
• 限制对象：用户账号和组账号
• 限制类型：磁盘容量、文件数量
• 限制方法：软限制、硬限制（软限制：发出警告提示；硬限制：直接中断执行）

2、磁盘配额步骤

• 步骤1：以支持配额功能的方式挂载文件系统
• 步骤2：编辑用户和组账号的配额设置
• 步骤3：验证磁盘配额功能
• 步骤4、查看磁盘配额使用情况

四、CentOS 7 中设置磁盘配额的步骤

1、检查是否已经安装 xfsprogs 和xfs_quote软件包

rpm -q xfsprogs（安装）  #检查是否已经安装xfsprogs
rqm -q quota   #检查是否已经安装quote
yum install -y xfsprogs quota   #如果未安装使用yum install命令安装即可

[root@localhost ~]# rpm -q xfsprogs
xfsprogs-4.5.0-12.el7.x86_64
[root@localhost ~]# rpm -q quota
quota-4.01-19.el7.x86_64

2、以支持配额功能的方式挂载文件系统

• 添加usrquota、grpquota 挂载参数

• 格式：mount -o usrquota,grpquota /dev/卷组名/逻辑卷名

  [root@localhost ~]# mount -o usrquota,grpquota /dev/abc/mysql /mnt
  [root@localhost ~]# df -Th
  文件系统                类型      容量  已用  可用 已用% 挂载点
  /dev/mapper/centos-root xfs        50G  3.5G   47G    7% /
  devtmpfs                devtmpfs  897M     0  897M    0% /dev
  tmpfs                   tmpfs     912M     0  912M    0% /dev/shm
  tmpfs                   tmpfs     912M  9.2M  903M    2% /run
  tmpfs                   tmpfs     912M     0  912M    0% /sys/fs/cgroup
  /dev/sda1               xfs       5.0G  179M  4.9G    4% /boot
  tmpfs                   tmpfs     183M  4.0K  183M    1% /run/user/42
  tmpfs                   tmpfs     183M   48K  183M    1% /run/user/0
  /dev/sr0                iso9660   4.3G  4.3G     0  100% /run/media/root/CentOS 7 x86_64
  /dev/mapper/abc-mysql   xfs        20G   33M   20G    1% /mnt
  

以支持配额功能的方式挂载文件系统（图文详解）

3、编辑用户和组账号的配额设置

3.1 useradd zhangsan 创建zhangsan用户

• passwd zhangsan

3.2 使用xfs_quota命令编辑配置设置

• 格式：xfs_quota -x -c ‘limit -u bsoft=N bhard=N isoft=N ihard=N 用户名’ 挂载点

3.3 常用选项

• xfs_quota -x -c ‘limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=40 ihard=50 zhangsan’ /opt/ /opt为指定磁盘配额的分区

-x∶ 表示启动专家模式，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∶ 表示直接调用管理命令
-u∶ 指定用户账号对象
-g∶ 指定组账号对象
bsoft∶ 设置磁盘容量的软限制数值（默认单位为 KB）
bhard∶ 设置磁盘容量的硬限制数值 （默认单位为 KB）
isoft∶设置磁盘文件数的软限制数值
ihard∶设置磁盘文件数的硬限制数值

4、限制命令

4.1 仅限制磁盘容量

• xfs_quota -x -c ‘limit -u bsoft=80M bhard=100M zhangsan’ /opt/

4.2 仅限制文件数

• xfs_quota-x -c ‘limit -u isoft=4 ihard=5 zhangsan’ /opt/

4.3 查看zhangsan磁盘容量限制

• xfs_quota -c ‘quota -uv zhangsan’ /opt/

4.4 查看zhangsan 文件数限制

• xfs_quota -c ‘quota -iuv zhangsan’ /opt/

5、验证磁盘配额功能

chmod 777 挂载点
su 用户名
cd 挂载点
dd if=/dev/zero of=挂载点/test.txt bs=10M, count=12 #验证磁盘容量超限
touch {1..20}.txt    验证磁盘文件数超限

dd命令是一个设备转换和连续复制命令
“if=”          指定输入设备（或文件）
“of=”         指定输出设备（或文件）
“bs=”         指定读取数据块大小
“count=”   指定读取数据块的数量
/dev/zero “零”设备文件，可以无限的提取空字符，常用来生成一个特定大小的文件

6、查看磁盘配额使用情况

6.1 格式

• xfs_quota -x -c ‘report 选项’

6.2 常用选项

-a  代表所有用户账号和组账号
-b  代表容量
-i  代表文件数量
-h  代表人性化显示