Linux中高级文件系统管理

一、磁盘配额管理

   
   
    定义：限制普通用户对某个目录写空间大小的限制
    1、此策略是针对文件系统，并非硬盘
    2、可以根据不同组和不同用户进行不同的策略
    3、限制种类：用户块大小使用
           用户创建文件节点个数限制
    4、分区配额是基于单个分区把不在单独分区的目录迁移到单独分区上
    
  
     常见磁盘配额工具
         quotacheck 初始化磁盘配置数据库
         quotacheck –c(创建) –u(创建用户数据库) –g(创建组数据库) /home
      
         开启或者取消配额： quotaon、 quotaoff
         quotaon -p  :查看磁盘配额开启状态
         quotaon  /home :开启磁盘配额
         quotaoff /home:关闭磁盘配额
         
         直接编辑配额： edquota username
                        edquota -p user1 user2 :让user1的磁盘配额策略和user2的相同
          
          
          用户调查： quota
           配额概述： repquota
           其它工具： warnquota 
           
           
          shell中直接编辑磁盘策略
                  setquota  username bsoft bhard isoft ihard /home
          
          
          bsoft:设置硬盘块大小的软限制，超过此限制会有警告 单位k
          bhard:文件大小不能超过此限制
          isoft:文件节点数软限制
          ihard:文件节点数不能超过次限制

centos6中启用磁盘配额

   实例：对/home/文件夹根据不同的用户进行不同的磁盘配额

    
    1、由于/home/不是独立的文件系统，需要将其单独挂载到某个分区中 
     1> 创建单独分区/dev/sdb1(主和逻辑均可)—>将分区挂载到/mnt/home下—>将/home下的文件复制的/mnt/home下cp -arf /home/* /mnt/home
    —>mount /dev/sdb1 /home —>将/mnt/home卸载

    
    2、添加在自动挂载，并添加配额功能
    2>编辑/etc/fstab文件，添加下面的行，usrquota:开启用户配置功能 grpquota:开启组配额功能

    3、重新加载fstab文件，并查看功能是否启用

    4、创建磁盘配额数据库，在创建过程中你可能会遇到以下问题，关闭selinux，重新执行即可

      5、查看开启quota功能

    6、编辑并测试
        
        edquota user1,在对应限制项目下填写数据 ，保存推迟，切换用户进行测试

centos 7中磁盘配额设置

   1、 挂载时直接添加usrquota 或者 grpquota功能

    mount -o usrquota,grpquota

   2、无需创建数据库文件，使用以下命令查看磁盘配置

    xfs_quota -x -c"report" /home/

   3、直接使用以下命令配置

    xfs_quota -c 'limit -u wangnannan bsoft=8000000 bhard=10000000' /home/

二、RAID磁盘管理

    raid:磁盘冗余阵列，全拼redundant arry of inexpensive

    作用：多个磁盘合成一个“阵列”来提供更好的性能、冗余，或者两者都提供

    实现RAID方式：

        外接式磁盘阵列：通过扩展卡提供适配能力

        内嵌式磁盘阵列：主板集成RAID控制器

        software RAID

          硬件中的RAID不在操作系统中配置，在bios中设置

常见RAID与其优缺点

    RAID 0

    
    RAID 0亦称为带区集。它将两个以上的磁盘串联起来，成为一个大容量的磁盘。在存放数据时，分段后分散存储在这些磁盘中。
    优点：读写时都可以并行处理，所以在所有的级别中，RAID 0的速度是最快的。
    缺点：RAID 0既没有冗余功能，也不具备容错能力， 如果一个磁盘（物理）损坏，所有数据都会丢失，危险程度与JBOD相当。

       
        RAID 1就是镜像，其原理为在主硬盘上存放数据的同时也在镜像硬盘上写一样的数据。当主硬盘（物理）损坏时，镜像硬盘则代
        替主硬盘的工作
        优点:镜像硬盘做数据备份，所以RAID 1的数据安全性在所有的RAID级别上来说是最好的
        缺点：但无论用多少磁盘做RAID 1，仅算一个磁盘的容量，是所有RAID中磁盘利用率最低的一个级别。

        RAID Level 5是一种储存性能、数据安全和存储成本兼顾的存储解决方案。它使用的是Disk Striping（硬盘分区）技术。
        工作模式：RAID 5不是对存储的数据进行备份，而是把数据和相对应的奇偶校验信息存储到组成RAID5的各个磁盘上，并且
                  奇偶校验信息和相对应的数据分别存储于不同的磁盘上当RAID5的一个磁盘数据发生损坏后，可以利用剩下的数
                  据和相应的奇偶校验信息去恢复被损坏的数据。
         条件：RAID 5至少需要三块硬盘。
         
         RAID 5可以理解为是RAID 0和RAID 1的折衷方案。
         优点：RAID 5可以为系统提供数据安全保障，但保障程度要比镜像低而磁盘空间利用率要比镜像高。
               RAID 5具有和RAID 0相近似的数据读取速度，只是因为多了一个奇偶校验信息，写入数据的速度相对单独写入一块硬盘的
               速度略慢，若使用“回写缓存”可以让性能改善不少。

RAID 6

        raid6与RAID 5相比，RAID 6增加第二个独立的奇偶校验信息块。两个独立的奇偶系统使用不同的算法，数据的可靠性非常高，
        即使两块磁盘同时失效也不会影响数据的使用。
        条件:至少四块硬盘
        优点：安全系数相对于5将更安全允许两块磁盘同时损坏
        缺点：写性能”非常差。较差的性能和复杂的实作方式使得RAID 6很少得到实际应用。

        可使用的容量为硬盘总数减去2的差，乘以最小容量，公式为：(N-2)*min(s1,s2...)
         RAID 6在硬件磁盘阵列卡的功能中，也是最常见的磁盘阵列等级。

RAID 10/01[编辑]

     
        RAID 10是先镜射再分区数据，再将所有硬盘分为两组，视为是RAID 0的最低组合，然后将这两组各自视为RAID 1运作。
        RAID 01则是跟RAID 10的程序相反，是先分区再将数据镜射到两组硬盘。它将所有的硬盘分为两组，变成RAID 1的最低组合
              ，而将两组硬盘各自视为RAID 0运作。
        RAID 10有一个硬盘受损，其余硬盘会继续运作。
        RAID 01只要有一个硬盘受损，同组RAID 0的所有硬盘都会停止运作，只剩下其他组的硬盘运作，可靠性较低。
        
        如果以六个硬盘建RAID 01，镜射再用三个建RAID 0，那么坏一个硬盘便会有三个硬盘脱机。因此，RAID 10远较RAID 01常用，
        零售主板绝大部分支持RAID 0/1/5/10，但不支持RAID 01。

动手实际搭建软RAID

    搭建RAID工具

        mdadm  [mode] < raiddevice> [options] <component- devices>

        raiddevice:RAID设备名，一般RAID设备名为/dev/md0、/dev/md1….

        模式：
        创建： – C
        装配(开启): – A
        监控: – F
        管理：

          – f：测试将RAID成员定义为fault模式

          – r：删除RAID成员   

          – a：添加RAID成员

        <component- devices>：任意块设备

        – C: 创建模式
        – n #: 使用 #个块设备来创建此RAID；
        – l #：指明要创建的RAID的级别；
        – a {yes|no}：自动创建目标RAID设备的设备文件；
        – c CHUNK_SIZE: 指明块大小；

        – x #: 指明空闲盘的个数（当RAID成员中有坏的设备，自动替换）；

        停止和开启RAID设备：

        mdadm -S /dev/md0：注意停止之前必须先生成配置文件，否则将无法开启RAID

        mdadm -A /dev/md0

         查看RAID状态和信息

        mdadm -D /dev/md0

        cat /pro/mdstat

       生成配置文件： mdadm –D –s >> /etc/mdadm.conf

       删除raid信息： mdadm –zero- superblock /dev/sdb1

    RAID配置实例

       
        配置RAID可以是将相同大小的磁盘直接组合成RAID，也可以将多个硬盘划分出相同大小的分区在组合成RAID，
    如果用分区组合RAID时需要将划分的类型转换成RAID类型fd
    小技巧：当使用分区时，划分完第一个分区之后，直接复制第一个硬盘的分区表到其他硬盘，无需手动在进行分区
    dd if=/dev/sdb of=/dev/sdc bs=1 count=512

        使用 mdadm创建并定义RAID设备
        #mdadm – C /dev/md0 – a yes – l 5 – n 3 – x 1 /dev/sdb1 /dev/sdc1 /dev/sdd1 /dev/sde1
        用文件系统对每个RAID设备进行格式化
        #mke2fs – j /dev/md0
        测试RAID设备,mdadm允许检查RAID设备的状况
        #mdadm — detail|D /dev/md0
        增加新的成员

        #mdadm –G /dev/md0 –n4 – a /dev/sdf1

        模拟磁盘故障

        #mdadm /dev/md0 – f /dev/sda1

        移除磁盘

        #mdadm /dev/md0 –r /dev/sda1

        从软件RAID磁盘修复磁盘故障
        • 替换出故障的磁盘然后开机
        • 在备用驱动器上重建分区
        • #mdadm /dev/md0 – a /dev/sda1