文章目录

1.前言
2.LVM管理
- 2.1LVM概述
- - (1)LVM基本原理
  - (2)LVM实现过程
  - (3)LVM基本术语
- 2.2LVM命令管理
- - (1)PV管理工具
  - (2)VG管理工具
  - (3)LV管理工具
3.磁盘配额
- 3.1磁盘配额概述
- - (1)为什么要做磁盘配额
  - (2)实现磁盘配额的条件
  - (3)磁盘配额的特点
  - (4)磁盘配额实现流程
- 3.2磁盘配额命令管理
4.总结

1.前言

LVM：（Logical Volume Manager）能够在保持现有数据不变的情况下动态调整磁盘容量，从而提高磁盘管理的灵活性。

磁盘配额：磁盘配额是计算机中指定磁盘的储存限制，就是管理员可以为用户所能使用的磁盘空间进行配额限制，每一位用户只能使用最大配额范围内的磁盘空间。

2.LVM管理

2.1LVM概述

(1)LVM基本原理

LVM（Logical Volume Manager）逻辑卷管理，是在硬盘分区和文件系统之间添加的一个逻辑层，为文件系统屏蔽下层硬盘分区布局，并提供一个抽象的盘卷，在盘卷上建立文件系统。管理员利用LVM可以在硬盘不用重新分区的情况下动态调整文件系统的大小，并且利用LVM管理的文件系统可以跨越物理硬盘。当服务器添加了新的硬盘后，管理员不必将原有的文件移动到新的硬盘上，而是通过LVM直接扩展文件系统来跨越物理硬盘。
LVM就是通过将底层的物理硬盘封装，然后以逻辑卷的方式呈现给上层应用。当我们对底层的物理硬盘进行操作时，不再是针对分区进行操作，而是通过逻辑卷对底层硬盘进行管理操作。

(2)LVM实现过程

将设备指定为物理卷
用一个或者多个物理卷来创建一个卷组，物理卷是用固定大小的物理区域（Physical Extent， PE）来定义的
在物理卷上创建的逻辑卷，是由物理区域（PE）组成

(3)LVM基本术语

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块，用于记录LVM的属性，并把存储空间分割成默认大小为4MB的基本单元（Physical Extent，PE），从而构成物理卷

VG（Volume Group，卷组）

由一个或多个物理卷组成一个整体，即称为卷组，在卷组中可以动态地添加或移除物理卷

LV（Logical Volume，逻辑卷）

逻辑卷建立在卷组之上，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，从这个整体中“切出”一小块空间，作为用户创建文件系统的基础，这一小块空间就称为逻辑卷。使用mkfs等工具在逻辑卷上创建文件系统

PE（Physical Extent，物理块）

物理卷PV中可以分配的最小存储单元，PE的大小可以指定，默认为4MB

LE（Logical Extent，逻辑块）

逻辑卷LV中可以分配的最小存储单元，在同一卷组VG中LE的大小和PE是相同的，并且一一相对

物理存储介质（The physical media）

LVM存储介质，可以是硬盘分区、整个硬盘、raid阵列或SAN硬盘。设备必须初始化为LVM物理卷，才能与LVM结合使用

2.2LVM命令管理

功能	物理卷管理	卷组管理	逻辑卷管理
Scan扫描	pvscan	vgscan	lvscan
Create建立	pvcreate	vgcreate	lvcreate
Display显示	pvdisplay	vgdisplay	lvdisplay
Remove删除	pvremove	vgremove	lvremove
Extend扩展		vgextend	lvextend
Reduce减少		vgreduce	lvreduce

注：最小化安装的虚拟机可能没有LVM功能，执行 yum -y install lvm2

(1)PV管理工具

显示PV信息

pvs
pvscan
pvdisplay   #详细信息显示

创建pv

pvcreate /dev/DEVICE

删除pv

pvremove /dev/DEVICE

示例：

[root@c7-1 ~]#pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1      #创建PV的前提是分区存在Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
[root@c7-1 ~]#pvscanPV /dev/sdb1                      lvm2 [20.00 GiB]PV /dev/sdc1                      lvm2 [20.00 GiB]Total: 2 [40.00 GiB] / in use: 0 [0   ] / in no VG: 2 [40.00 GiB]
[root@c7-1 ~]#pvremove /dev/sdb1 /dev/sdc1Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.Labels on physical volume "/dev/sdc1" successfully wiped.
[root@c7-1 ~]#pvscanNo matching physical volumes found

(2)VG管理工具

显示卷组

vgs
vgscan
vgdisplay

创建卷组

vgcreate [卷组名] [物理卷1] [物理卷2]     #使用物理卷创建卷组

管理卷组

vgextend [卷组名] [物理卷1] [物理卷2]     #使用物理卷扩展卷组
vgreduce [卷组名] [物理卷1] [物理卷2]        #从卷组中移除物理卷

删除卷组

vgremove #删除卷组前先卸载卷组上的逻辑卷LV

示例：

[root@c7-1 ~]#pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1Physical volume "/dev/sdb1" successfully created.Physical volume "/dev/sdc1" successfully created.
[root@c7-1 ~]#vgcreate test /dev/sdb1 /dev/sdc1Volume group "test" successfully created
[root@c7-1 ~]#pvcreate /dev/sdc2Physical volume "/dev/sdc2" successfully created.
[root@c7-1 ~]#vgextend test /dev/sdc2Volume group "test" successfully extended
[root@c7-1 ~]#vgreduce test /dev/sdc2Removed "/dev/sdc2" from volume group "test"
[root@c7-1 ~]#vgremove test Volume group "test" successfully removed
[root@c7-1 ~]#vgs
[root@c7-1 ~]#pvremove /dev/sdb1 /dev/sdc1Labels on physical volume "/dev/sdb1" successfully wiped.Labels on physical volume "/dev/sdc1" successfully wiped.

(3)LV管理工具

显示逻辑卷

lvs
lvscan
lvdisplay

创建逻辑卷

lvcreate -L [逻辑卷大小] -n [逻辑卷名] [卷组名]

删除逻辑卷

lvremove /dev/VG_NAME/LV_NAME

刷新文件系统大小

fsadm [options] resize device [new_size[BKMGTEP]]
xfs_growfs  /dev/vgname1/lvname1         #刷新xfs文件系统容量
resize2fs   /dev/vgname1/lvname1         #刷新ext4类型文件系统容量

创建 LVM 流程

pvcreate 创建 pv -> vgcreate 创建卷组 -> lvcreate 创建逻辑卷 -> mkfs.xfs lv 格式化-> mount 挂载

删除 LVM 流程

umount 卸载 -> lvremove lv 移出卷组中所有逻辑卷-> vgremove vg 移出卷组-> pvremove 移出 pv

示例：

#扫描主机，识别新添加的硬盘，这样不需要重启主机
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan#分区 sdb，sdc，分别创三个区并设置格式为LVM，代号8e
echo -e "n\np\n1\n\n+20G\nn\np\n2\n\n+20G\nn\np\n3\n\n\nt\n1\n8e\nt\n2\n8e\nt\n3\n8e\nw\n" |fdisk /dev/sdb
echo -e "n\np\n1\n\n+20G\nn\np\n2\n\n+20G\nn\np\n3\n\n\nt\n1\n8e\nt\n2\n8e\nt\n3\n8e\nw\n" |fdisk /dev/sdc
partprobe /dev/sdb　　#重载分区表
partprobe /dev/sdc#创建 PV（物理卷），这里只用两个分区做实验
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1#创建 VG（卷组），web_kgc 为自己指定的卷组名称
vgcreate web_kgc /dev/sdb1 /dev/sdc1#创建 lv（逻辑卷），-L指定大小，-n指定逻辑卷名称，在卷组 web_kgc 的基础上创建
lvcreate -L 30G -n njzb web_kgc#格式化逻辑卷
mkfs.xfs /dev/mapper/web_kgc-njzb#挂载
mkdir /kgc_class
echo "/dev/mapper/web_kgc-njzb /kgc_class xfs defaults 0 0" >> /etc/fstab
mount -a#对创建的逻辑卷扩容20G，使用哪些分区进行扩容自行定夺，不需要和我一样
pvcreate /dev/sdc2
vgextend web_kgc /dev/sdc2
lvextend -L +20G /dev/web_kgc/njzb　　　　#这里扩容使用 +20G，"+"别漏了
xfs_growfs /dev/mapper/web_kgc-njzb　　　 #刷新 xfs 文件系统容量

3.磁盘配额

3.1磁盘配额概述

(1)为什么要做磁盘配额

在 Linux 根分区的磁盘空间或 inode 号耗尽时，Linux 将无法再创建新的文件（包括程序运行的临时文件），从而导致服务程序崩溃，系统无法启动等故障现象。为了避免出现类似问题，可以设置启用磁盘配额功能，对用户在指定文件系统（分区）中使用磁盘空间、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，从而保证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的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。

(2)实现磁盘配额的条件

需要Linux内核支持
安装 xfsprogs 与 quota 软件包

(3)磁盘配额的特点

作用范围:针对指定的文件系统(分区)
限制对象:用户帐号、组帐号
限制类型:磁盘容量、文件数量
限制方法:软限制、硬限制

(4)磁盘配额实现流程

3.2磁盘配额命令管理

quota 命令用于显示磁盘已使用的空间与限制
-g 列出群组的磁盘空间限制
-q 简明列表，只列出超过限制的部分
-u 列出用户的磁盘空间限制
-v 显示该用户或群组，在所有挂入系统的存储设备的空间限制
-i 不查询 autofs 挂载点
-V 显示版本信息#xfs 文件系统通过 xfs_quota 工具进行管理
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=8 ihard=10 wangwu' /kgc_class/
-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#仅限制 lisi 用户的磁盘容量
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M lisi' /opt/
#仅限制文件数
xfs_quota -x -c 'limit -u isoft=4 ihard=5 lisi' /opt/
#查看磁盘容量限制
xfs_quota -c 'quota -uv lisi' /opt/
#查看文件数限制
xfs_quota -c 'quota -i -uv lisi' /opt/#查看所有可用分区的磁盘容量配额使用情况
xfs_quota -x -c 'report -aibh'report常用选项：
-u：对用户查看
-g：对组查看
-a：查看所有可用分区的配额使用报告
-b：查看磁盘容量
-i：查看文件数
-h：单位以KB，MB等形式友好显示

示例：

#下面将用一个详细示例演示磁盘配额的配置方法
yum -y install xfsprogs quota
echo "- - -" > /sys/class/scsi_host/host0/scan
echo -e "n\np\n1\n\n\nt\n1\n8e\nw\n" |fdisk /dev/sdb
echo -e "n\np\n1\n\n\nt\n1\n8e\nw\n" |fdisk /dev/sdc
partprobe /dev/sdb && partprobe /dev/sdc
pvcreate /dev/sdb1 /dev/sdc1
vgcreate abc /dev/sdb1 /dev/sdc1
lvcreate -L 20G -n kgc abc
mkfs.xfs /dev/mapper/abc-kgc
mkdir /kgc_class
mount /dev/mapper/abc-kgc /kgc_class/
umount /kgc_class/
echo "/dev/mapper/abc-kgc /kgc_class xfs defaults,usrquota,grpquota 0 0" >> /etc/fstab
mount -a
useradd wangwu
echo "123456" |passwd --stdin wangwu
xfs_quota -x -c 'limit -u bsoft=80M bhard=100M isoft=8 ihard=10 wangwu' /kgc_class/
xfs_quota -x -c 'report -aibh'#验证
chmod 777 /kgc_class
su - wangwu
cd /kgc_class
dd if=/dev/zero of=/kgc_class/test.txt bs=10M count=12      #超出磁盘配额，只复制了100M
touch {1..6}.txt        #不能创建，超出磁盘限额

4.总结

作为一名运维工程师，日常工作中肯定少不了与磁盘打交道，逻辑卷管理和磁盘配额是非常实用的技术，学会灵活管理磁盘分区，遇到问题及时解决，事后复盘，对于个人运维能力的提升也大有裨益。

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