磁盘配额配置与LVM管理

磁盘配额（Quota）与LVM（逻辑卷管理）是Linux系统中重要的存储管理工具，适用于不同场景下的磁盘分区管理。以下将分别介绍磁盘配额的配置方法、LVM的创建与管理，以及RAID阵列的搭建原理及应用。

一、磁盘配额配置

磁盘配额是一种用于限制用户或用户组在特定磁盘分区或文件系统中的存储空间和文件数量的机制，适用于资源共享环境下的磁盘管理。

1. 磁盘配额的概念

· 磁盘配额的概念：

在多用户环境下，系统管理员需要通过磁盘配额机制来限制用户和用户组的磁盘占用量，确保系统资源的合理分配。磁盘配额可限定的内容包括磁盘空间和文件个数，用户和用户组的配额限制，可区分硬限制（θη actor limit）和软限制（grace period）。

2. 磁盘配额的注意事项

· 适用条件：

磁盘配额仅适用于文件系统（分区），如 /dev/sdc1 挂载至 /disk1xfs 目录下时，所有该目录下的文件和子目录会受到配额限制。

· 限制类型：

可限制磁盘空间（block）或文件个数（inode）。配额设置可分为硬限制（真正限制用户资源）和软限制（仅发出警告）。

· 宽限时间：

达到软限制后，系统会在宽限期（默认7天）内发出告警。超出宽限期后，磁盘配额会被升级为硬限制。

3. 磁盘配额的配置步骤

· 先决条件：

确保内核和文件系统支持磁盘配额（如CentOS 7默认支持）。安装 quota 工具（可用 yum install quota 安装）。

· 硬盘分区准备：

# fdisk -l# mkfs.xfs /dev/sdc1# mkfs.ext4 /dev/sdc2# mkdir /disk1xfs && mount /dev/sdc1 /disk1xfs# mkdir /disk1ext4 && mount /dev/sdc2 /disk1ext4# chmod 777 /disk1ext4 && chmod 777 /disk1xfs

· 启动磁盘配额：

# mount -o remount,usrquota,grpquota /disk1ext4

永久生效需修改 /etc/fstab：

/dev/sdc2    /disk1ext4       ext4       defaults,usrquota,grpquota       0  0

· 创建配额文件：使用 quotacheck 命令扫描并创建 aquota.user 和 aquota.group 配额文件：

# quotacheck -a -ug /disk1ext4# quotacheck -u ext1# quotacheck -g ext1

（注意：关闭SELinux或 Monter帮功能避免误报）

· 设置配额限制：使用 edquota 命令修改用户或用户组的磁盘配额和文件配额：

# edquota -u ext1# edquota -g ext1

· 启用和禁用配额：启用：quotaon -auv /disk1ext4；禁用：quotaoff -auv /disk1ext4

· 查询配额状态：可用 quota -uvs ext1 查看用户配额，或 repquota -auvs ext2 查看分区配额。

二、LVM逻辑盘卷管理

LVM（逻辑卷管理）提供动态磁盘分区管理能力，可实现磁盘资源的灵活分配和扩容。

1. LVM的概念

LVM通过建立物理卷（PV）、卷组（VG）和逻辑卷（LV），将物理硬盘或分区的一部分或全部合成为逻辑卷，实现对磁盘空间的灵活管理。LVM支持多种文件系统，如ext4、xfs等。

2. LVM的创建步骤

· 物理卷创建：创建物理卷 pvcreate /dev/sdc1 或整个硬盘 /dev/sdc。

· 卷组创建：将物理卷组合为卷组 vgcreate vg1 /dev/sdc1 /dev/sdd。

· 逻辑卷创建：创建逻辑卷并挂载：

# lvcreate -L 7G -n lv1 vg1# mount /dev/vg1/lv1 /lvmxfs

3. LVM的管理

· 逻辑卷扩容：

扩展卷组添加物理卷：

# vgextend vg1 /dev/sdc2

伸缩逻辑卷：

# lvextend -L +13G /dev/vg1/lv1# xfs_growfs /dev/vg1/lv1

· 删除LVM：需反向操作：

卸载：umount /dev/vg1/lv1

删除逻辑卷：lvremove /dev/vg1/lv1

删除卷组：vgremove vg1

删除物理卷：pvremove /dev/sdc1

三、RAID磁盘阵列的原理与搭建

RAID（Redundant Array of Independent Disks）通过多个独立磁盘的组合提供存储性能和数据冗余，常见类型包括RAID0、RAID1、RAID5和RAID10等。

1. RAID的基本原理

RAID通过条带（stripe）或镜像（mirror）方式实现数据分布，提高读取速度和系统性能，提供数据冗余保障（对RAID1和RAID5等镜像组合型RAID而言）。

2. 常见RAID类型

· RAID0（ Stripe）：最小配置为2块磁盘，大量提升读取速度，仅提供数据分布，无数据冗余。· RAID1（ Mirror）：保持数据完全一致，数据冗余能力强，但磁盘利用率仅为50%，写入性能下降。· RAID5（ RAIST）：采用校验码机制，提供部分数据冗余，缺点是数据丢失时无法恢复。· RAID10（RAID0+RAID1）：将两块RAID1组合成一个RAID0，提高读取速度和冗余能力。