Linux系統(tǒng)配額與RAID

本篇內(nèi)容：

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一、Linux下的系統(tǒng)配額

二、Linux下RAID

一、系統(tǒng)磁盤配額

設(shè)置和檢查文件系統(tǒng)上的磁盤配額，預(yù)防用戶使用超出允許量的空間，還要預(yù)防整個(gè)文件系統(tǒng)被意外填滿。

   綜述
        在內(nèi)核中執(zhí)行
        以文件系統(tǒng)為單位啟用
        對不同組或者用戶的策略不同
            根據(jù)塊或者節(jié)點(diǎn)進(jìn)行限制
                軟限制（soft limit）：軟限制：警告限制，可以被突破

硬限制（hard limit）：最大可用限制，不可突破；

配額大?。阂訩為單位，以文件個(gè)數(shù)為單位

    初始化
        分區(qū)掛載選項(xiàng)：usrquota、grpquota
        初始化數(shù)據(jù)庫：quotacheck

    執(zhí)行
        開啟或者取消配額：quotaon、quotaoff
        直接編輯配額：edquota username
        在shell中直接編輯：
            setquota usename 4096 5120 40 50 /foo
        定義原始標(biāo)準(zhǔn)用戶
            edquota -p user1 user2

    報(bào)告
        用戶調(diào)查：quota
        配額概述：repquota
        其它工具：warnquota

創(chuàng)建一個(gè)分區(qū)并格式化，然后掛載至/home目錄下，對此目錄實(shí)現(xiàn)磁盤配額

1、創(chuàng)建一個(gè)10G的分區(qū)并且格式化為ext4系統(tǒng)

[root@localhost ~]# fdisk /dev/sdb
[root@localhost ~]# lsblk  /dev/sdb
NAME   MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sdb      8:16   0  90G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0  10G  0 part 
[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/sdb1

2、將/home目錄下的文件移動(dòng)到其他目錄，然后將/dev/sdb1掛載至home目錄下，再將數(shù)據(jù)復(fù)制回來。

[root@localhost ~]# mv /home/* /testdir/ 
[root@localhost ~]# ls /home/
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# mount /dev/sdb1 /home/    //將/dev/sdb1掛載至/home目錄下
[root@localhost ~]# ls /home/
lost+found
[root@localhost ~]# mv /testdir/* /home/    //將/home下原來的數(shù)據(jù)移動(dòng)回來
[root@localhost ~]# ls /home/
lost+found  xiaoshui

3、寫入/etc/fstab，并且將掛載選項(xiàng)設(shè)為usrquota，grpquota，因?yàn)閯倓倹]有寫掛載選項(xiàng)，需要卸載后重新掛載。

[root@localhost ~]# vi /etc/fstab 
#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Mon Jul 25 09:34:22 2016
#
# 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/vg0-root    /                       ext4    defaults        1 1
UUID=7bbc50de-dfee-4e22-8cb6-04d8520b6422 /boot                   ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/vg0-usr     /usr                    ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/vg0-var     /var                    ext4    defaults        1 2
/dev/mapper/vg0-swap    swap                    swap    defaults        0 0
tmpfs                   /dev/shm                tmpfs   defaults        0 0
devpts                  /dev/pts                devpts  gid=5,mode=620  0 0
sysfs                   /sys                    sysfs   defaults        0 0
proc                    /proc                   proc    defaults        1 0
/dev/sdb1               /home                   ext4    usrquota,grpquota 0 0    
[root@localhost ~]# umount /home/
[root@localhost ~]# mount -a

4、創(chuàng)建配額數(shù)據(jù)庫

[root@localhost ~]# quotacheck -cug /home

5、啟用數(shù)據(jù)庫

[root@localhost ~]# quotaon -p /home    //查看是否啟用數(shù)據(jù)庫
group quota on /home (/dev/sdb1) is off    
user quota on /home (/dev/sdb1) is off
[root@localhost ~]# quotaon  /home        //啟用數(shù)據(jù)庫

6、配置配額項(xiàng)

[root@localhost ~]# edquota xiaoshui    //soft為軟限制，hard為硬限制

Disk quotas for user xiaoshui (uid 500):
  Filesystem                   blocks       soft       hard     inodes     soft     hard
  /dev/sdb1                        32       300000     500000          8        0        0

7、切換到xiaoshui用戶，來測試是否上述設(shè)置是否生效

[root@localhost ~]# su - xiaoshui        //切換用戶只xiaoshui
[xiaoshui@localhost ~]$ pwd
/home/xiaoshui
[xiaoshui@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=file1 bs=1M count=290    //先新建一個(gè)290MB的文件
290+0 records in
290+0 records out
304087040 bytes (304 MB) copied, 1.08561 s, 280 MB/s    //創(chuàng)建成功，并沒有報(bào)錯(cuò)
[xiaoshui@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=file1 bs=1M count=300    //覆蓋file1，創(chuàng)建一個(gè)300MB的文件
sdb1: warning, user block quota exceeded.    //出現(xiàn)警告!
300+0 records in
300+0 records out
314572800 bytes (315 MB) copied, 0.951662 s, 331 MB/s
[xiaoshui@localhost ~]$ ll -h            查看文件，發(fā)現(xiàn)依然創(chuàng)建成功
total 300M
-rw-rw-r-- 1 xiaoshui xiaoshui 300M Aug 26 08:16 file1
[xiaoshui@localhost ~]$ dd if=/dev/zero of=file1 bs=1M count=500    //繼續(xù)覆蓋file1，創(chuàng)建一個(gè)500MB的文件
sdb1: warning, user block quota exceeded.
sdb1: write failed, user block limit reached.    //出現(xiàn)警告，提示用戶的block到了限制
dd: writing `file1': Disk quota exceeded
489+0 records in
488+0 records out
511967232 bytes (512 MB) copied, 2.344 s, 218 MB/s
[xiaoshui@localhost ~]$ ll -h            //查看文件，發(fā)現(xiàn)并沒有500MB的文件，系統(tǒng)自動(dòng)dd過程停止了
total 489M
-rw-rw-r-- 1 xiaoshui xiaoshui 489M Aug 26 08:19 file1

8、報(bào)告配額狀態(tài)

[root@localhost ~]# quota xiaoshui    //blocks顯示了用戶現(xiàn)在的文件block數(shù)，已經(jīng)超過了limit
Disk quotas for user xiaoshui (uid 500): 
     Filesystem  blocks   quota   limit   grace   files   quota   limit   grace
      /dev/sdb1  500004* 300000  500000   6days      10       0       0

RAID

一、什么是RAID

RAID:Redundant Arrays of Inexpensive（Independent）Disks，多個(gè)磁盤合成一個(gè)“陣列”來提供更好的性能、冗余，或者兩者都提供

優(yōu)點(diǎn)：

        提高IO能力：
            磁盤并行讀寫
        提高耐用性；
            磁盤冗余來實(shí)現(xiàn)

二、RAID級別

RAID-0：條帶卷，strip

        讀、寫性能提升；
        可用空間：N*min(S1,S2,...)
        無容錯(cuò)能力
        最少磁盤數(shù)：2, 2

RAID-1: 鏡像卷，mirror

        讀性能提升、寫性能略有下降；
        可用空間：1*min(S1,S2,...)
        有冗余能力
        最少磁盤數(shù)：2, 2N

    RAID-2
    ..
    RAID-5

        讀、寫性能提升
        可用空間：(N-1)*min(S1,S2,...)
        有容錯(cuò)能力：有校驗(yàn)位，允許最多1塊磁盤損壞
        最少磁盤數(shù)：3, 3+

RAID-6

        讀、寫性能提升
        可用空間：(N-2)*min(S1,S2,...)
        有容錯(cuò)能力：允許最多2塊磁盤損壞
        最少磁盤數(shù)：4, 4+

RAID-10

        讀、寫性能提升
        可用空間：N*min(S1,S2,...)/2
        有容錯(cuò)能力：每組鏡像最多只能壞一塊
        最少磁盤數(shù)：4, 4+

RAID-01

先RAID0,在RAID1

Linux系統(tǒng)配額與RAID

軟件實(shí)現(xiàn)RAID 5

1、準(zhǔn)備磁盤分區(qū)

[root@localhost ~]# lsblk 
NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda      8:0    0   80G  0 disk 
├─sda1   8:1    0  488M  0 part /boot
├─sda2   8:2    0   40G  0 part /
├─sda3   8:3    0   20G  0 part /usr
├─sda4   8:4    0  512B  0 part 
├─sda5   8:5    0    2G  0 part [SWAP]
└─sda6   8:6    0    1M  0 part 
sdb      8:16   0   80G  0 disk 
└─sdb1   8:17   0    1G  0 part 
sdc      8:32   0   20G  0 disk 
sdd      8:48   0   20G  0 disk 
├─sdd1   8:49   0  100M  0 part 
├─sdd2   8:50   0  100M  0 part 
├─sdd3   8:51   0  100M  0 part 
├─sdd4   8:52   0    1K  0 part 
└─sdd5   8:53   0   99M  0 part 
sde      8:64   0   20G  0 disk 
└─sde1   8:65   0  100M  0 part 
sdf      8:80   0   20G  0 disk 
sr0     11:0    1  7.2G  0 rom

準(zhǔn)備四塊磁盤分區(qū)，分區(qū)類型設(shè)為RAID類型(fd),我這里為/dev/sdd{1,2,3}，/dev/sde1

2、創(chuàng)建RAID 5

[root@localhost ~]# mdadm -C /dev/md0 -a yes -l 5 -n 3 -x1 /dev/sd{d{1,2,3},e1}
mdadm: /dev/sdd1 appears to be part of a raid array:
       level=raid5 devices=4 ctime=Mon Aug 29 19:43:21 2016
mdadm: /dev/sdd2 appears to be part of a raid array:
       level=raid0 devices=0 ctime=Thu Jan  1 08:00:00 1970
mdadm: partition table exists on /dev/sdd2 but will be lost or
       meaningless after creating array
Continue creating array? yes     
mdadm: Defaulting to version 1.2 metadata
mdadm: array /dev/md0 started.
[root@localhost ~]# mdadm  -D /dev/md0 
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Thu Sep  1 14:39:53 2016
     Raid Level : raid5
     Array Size : 202752 (198.03 MiB 207.62 MB)
  Used Dev Size : 101376 (99.02 MiB 103.81 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Thu Sep  1 14:39:54 2016
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 1

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
           UUID : f4eaf910:514ae7ab:6dd6d28f:b6cfcc10
         Events : 18

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       0       8       49        0      active sync   /dev/sdd1
       1       8       50        1      active sync   /dev/sdd2
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3

       3       8       65        -      spare   /dev/sde1
[root@localhost ~]#

3、格式化文件系統(tǒng)

[root@localhost ~]# mkfs.ext4 /dev/md0 
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=1024 (log=0)
Fragment size=1024 (log=0)
Stride=512 blocks, Stripe width=1024 blocks
50800 inodes, 202752 blocks
10137 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=1
Maximum filesystem blocks=33816576
25 block groups
8192 blocks per group, 8192 fragments per group
2032 inodes per group
Superblock backups stored on blocks: 
    8193, 24577, 40961, 57345, 73729

Allocating group tables: done                            
Writing inode tables: done                            
Creating journal (4096 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done

4、生成配置文件并啟動(dòng)RAID 5然后掛載

[root@localhost ~]# mdadm -Ds /dev/md0 > /etc/mdadm.conf
[root@localhost ~]# mdadm -A /dev/md0 
mdadm: /dev/md0 has been started with 3 drives and 1 spare.
[root@localhost ~]# mount /dev/md0 /testdir/

5、測試

[root@localhost ~]# cd /testdir/
[root@localhost testdir]# ls
lost+found
[root@localhost testdir]# cp /etc/* .    //向掛載目錄拷貝文件
[root@localhost testdir]# mdadm -D /dev/md0     //查看RAID運(yùn)行狀態(tài)
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Thu Sep  1 14:39:53 2016
     Raid Level : raid5
     Array Size : 202752 (198.03 MiB 207.62 MB)
  Used Dev Size : 101376 (99.02 MiB 103.81 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Thu Sep  1 14:47:58 2016
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 4
 Failed Devices : 0
  Spare Devices : 1

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
           UUID : f4eaf910:514ae7ab:6dd6d28f:b6cfcc10
         Events : 18

    Number   Major   Minor   RaidDevice State            //三個(gè)分區(qū)正常運(yùn)行
       0       8       49        0      active sync   /dev/sdd1
       1       8       50        1      active sync   /dev/sdd2
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3

       3       8       65        -      spare   /dev/sde1
[root@localhost testdir]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd1    //模擬/dev/sdd1損壞
mdadm: set /dev/sdd1 faulty in /dev/md0
[root@localhost testdir]# mdadm -D /dev/md0     //再次查看磁盤狀態(tài)
/dev/md0:
        Version : 1.2
  Creation Time : Thu Sep  1 14:39:53 2016
     Raid Level : raid5
     Array Size : 202752 (198.03 MiB 207.62 MB)
  Used Dev Size : 101376 (99.02 MiB 103.81 MB)
   Raid Devices : 3
  Total Devices : 4
    Persistence : Superblock is persistent

    Update Time : Thu Sep  1 14:51:01 2016
          State : clean 
 Active Devices : 3
Working Devices : 3
 Failed Devices : 1
  Spare Devices : 0

         Layout : left-symmetric
     Chunk Size : 512K

           Name : localhost.localdomain:0  (local to host localhost.localdomain)
           UUID : f4eaf910:514ae7ab:6dd6d28f:b6cfcc10
         Events : 37

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       65        0      active sync   /dev/sde1
       1       8       50        1      active sync   /dev/sdd2
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3

       0       8       49        -      faulty   /dev/sdd1    ///dev/sdd1已經(jīng)標(biāo)記為損壞，并且之前的/dev/sde1自動(dòng)補(bǔ)上去了

[root@localhost testdir]# cat fstab //依然正常查看文件

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Mon Jul 25 12:06:44 2016
#
# 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=136f7cbb-d8f6-439b-aa73-3958bd33b05f /                       xfs     defaults        0 0
UUID=bf3d4b2f-4629-4fd7-8d70-a21302111564 /boot                   xfs     defaults        0 0
UUID=cbf33183-93bf-4b4f-81c0-ea6ae91cd4f6 /usr                    xfs     defaults        0 0
UUID=5e11b173-f7e2-4994-95b9-55cc4c41f20b swap                    swap    defaults        0 0
[root@localhost testdir]# mdadm /dev/md0 -r /dev/sdd1    //模擬拔出硬盤
[root@localhost testdir]# mdadm -D /dev/md0 
..............................省略........................

    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       65        0      active sync   /dev/sde1    //已經(jīng)找不到/dev/sdd1
       1       8       50        1      active sync   /dev/sdd2
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3
[root@localhost testdir]# 
[root@localhost testdir]# mdadm /dev/md0 -a /dev/sdd1    //模擬增加硬盤
mdadm: added /dev/sdd1
[root@localhost testdir]# mdadm -D /dev/md0 //查看信息
  ..............................省略........................
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       3       8       65        0      active sync   /dev/sde1
       1       8       50        1      active sync   /dev/sdd2
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3

       5       8       49        -      spare   /dev/sdd1    /// /dev/sdd1成功增加
[root@localhost testdir]# mdadm /dev/md0 -f /dev/sdd2    //因?yàn)镽AI5 中有校驗(yàn)位，允許其中的一塊磁盤損壞掉，通過校驗(yàn)位可以把原來的數(shù)據(jù)文件給推算出來
mdadm: set /dev/sdd2 faulty in /dev/md0
       
[root@localhost testdir]# mdadm -D /dev/md0 
..............................省略........................
    Number   Major   Minor   RaidDevice State
       5       8       49        0      active sync   /dev/sdd1
       2       0        0        2      removed
       4       8       51        2      active sync   /dev/sdd3

       1       8       50        -      faulty   /dev/sdd2
       3       8       65        -      faulty   /dev/sde1         //這種情況下依然能查看數(shù)據(jù)文件，不過性能會下降，所以需要立即修復(fù)

當(dāng)前題目：Linux系統(tǒng)配額與RAID
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