Quota

Quota - Begrenzungen des Speicherplatzes auf Datenträgern für Benutzer oder Benutzergruppen (Disc-Quota)

Beschreibung

Quota ermöglicht die gezielte Begrenzung des belegbaren Festplattenspeichers auf einem System.

Alle in /etc/fstab eingetragenen, beschreibbaren Partitionen auf gängigen Linux-Dateisystemen können mit Quotas versehen werden.
Quotas können pro Benutzer und pro Gruppe getrennt gesetzt werden.
Beschränkt werden können sowohl der verfügbare Block-Speicherplatz als auch die Anzahl der Inodes (Dateien und Verzeichnisse).
Optional können bei Überschreitung von Limits zusätzliche Aktionen ausgelöst werden, z. B. Benachrichtigung per E-Mail.
Quota wirkt unabhängig davon, ob der Zugriff lokal oder remote (z. B. per SSH oder FTP) erfolgt.

Für den Einsatz von Quota unter Linux wird das Paket quota benötigt. Es stellt die folgenden Werkzeuge zur Verwaltung der Speicherplatzbeschränkungen bereit:

edquota: Bearbeiten der Quota-Einträge von Benutzern und Gruppen.
quotacheck: Prüfen der Belegung und Erzeugen bzw. Aktualisieren der Quota-Dateien.
quotaon/quotaoff: Aktivieren bzw. Deaktivieren von Quotas auf Dateisystemen.

Der Einsatz von Quota dient dazu, übermäßige Belegung von Festplattenspeicher zu verhindern.

Hinweis

Die ständige Überprüfung aller Dateizugriffe daraufhin, ob eine Grenze überschritten wird, ist natürlich nicht ohne Folgen

Quota belastet die Leistung der Festplatte
Ist die Zugriffsgeschwindigkeit ein wichtiges Kriterium, kann man durch Partitionieren erreichen, dass Benutzer nicht den wichtigen Anwendungen den Plattenplatz wegnehmen
Daher sollte man Quota nur auf Partitionen aktivieren, auf denen Benutzer ihre Daten ablegen

Was sind Quota?

Benutzer, die an einem System arbeiten und dort ein persönliches Verzeichnis besitzen, neigen dazu, dass sie vielzuviel in dieses Verzeichnis speichern

Vom hochauflösenden A4-Scan einer Seite, bis über Briefe vom vorletzen Jahr, alles landet auf der Festplatte
Kein Wunder, dass dann nach kurzer Zeit bereits eine neue Festplatte fällig wird
Die Lösung dazu heisst Quota
Mit Quota kann der Systemadministrator den verfügbaren Speicherplatz für jeden Benutzer oder Gruppe einschränken

Wichtige Hinweise

Quota werden zurzeit für jede Partition separat überwacht

Falls ein Benutzer auf mehrere Partitionen Schreibrechte hat, muss man für jede Partition eine einzelne Quota setzen, falls dies benötigt wird
Ob dies vorteilhaft ist oder nicht, darüber kann man sich streiten

Einsatzgebiete

Viele Computerbesitzer wissen gar nicht, wie stark sie durch Quota eingeschränkt werden

Ein anschauliches Beispiel sind die Internetprovider
Viele Kunden von Ihnen empfangen E-Mails oder haben eine Homepage auf dem Server des Providers gespeichert
Auf den Servern des Providers sind auch Quota gesetzt, beispielsweise
wie groß das E-Mail-Verzeichnis der Kunden sein darf

Quota kommt vorwiegend bei Servern zum Einsatz

Denn nur dadurch lässt sich vermeiden, dass Benutzer zu viel auf dem Server ablegen und dadurch die Festplatte füllen

Arten von Quota

In diesem Dokument werden die Begriffe Softlimit, Hardlimit und Grace Period in englischer Schreibweise verwendet. Wird im Text von Softlimit oder Hardlimit ohne Zusatz gesprochen, sind jeweils beide Arten von Limits (Block- und Inode-Limits) gemeint.

Art	Ebene	Zweck	Besonderheit
Benutzerquota	Benutzer	Überwacht den von einzelnen Benutzern belegten Speicherplatz (Blöcke und Inodes).	Limits pro Benutzer.
Gruppenquota	Gruppe	Überwacht den von Benutzergruppen belegten Speicherplatz (Blöcke und Inodes).	Limits pro Gruppe.
Kombination Benutzer-/Gruppenquota	Benutzer und Gruppe	Kombination aus Benutzer- und Gruppenquota auf derselben Partition.	Benutzerquota hat höhere Priorität als Gruppenquota.

Softlimit

Ein Softlimit definiert einen Wert, der kurzfristig überschritten werden darf. Die zulässige Dauer der Überschreitung wird durch die Grace Period bestimmt.

Hardlimit

Ein Hardlimit definiert einen Wert, der nie überschritten werden darf. Sobald das Hardlimit erreicht ist, werden weitere Schreiboperationen auf dem betroffenen Dateisystem abgelehnt.

Grace Period

Die Grace Period ist die Frist, während der ein gesetztes Softlimit überschritten werden darf. Nach Ablauf der Grace Period werden Softlimits wie Hardlimits behandelt, bis die Nutzung wieder unter das Softlimit sinkt.

Zuteilung des Plattenplatzes: quot

Quota dienen dazu, jedem Anwender und jeder Gruppe einen bestimmten Plattenspeicher zuzuteilen, der nicht überschritten werden darf

So kann man verhindern, dass eine Aushilfekraft Musikdateien aus dem Internet sammelt und die Finanzbuchhaltung zum Absturz bringt, weil für sie kein Platz mehr auf der Platte ist
Unabhängig von solchen Szenarien gibt es bei gesetzten Quota den psychologischen Effekt, dass die Benutzer merken, dass Plattenspeicher endlich ist
In den meisten Fällen werden sie einmal ihre Daten durchsortieren und überholte Daten löschen, bevor sie beim Administrator um weiteren Speicher bitten
Das wiederum entlastet auch die Datensicherung

Mit drei Parametern wird eine Quotagrenze bestimmt: Softlimit, Hardlimit und Gnadenfrist (grace period)

Das Softlimit darf zwar überschritten werden, aber nur für eine gewisse Zeit, die als Gnadenfrist bezeichnet wird
Das Hardlimit ist die Grenze, die der Benutzer nicht überschreiten darf
Alle drei Parameter gibt es zweimal, jeweils für die Anzahl der Blöcke und die Anzahl der Dateien.Genauer: die Anzahl der i-nodes

Zur Installation muss der Kernel die Fähigkeit haben, mit Quota umzugehen

Das kann ggf
ein Neubilden des Kernels erforderlich machen

In der Datei /etc/fstab wird hinterlegt, welche Dateisysteme durch Quota überwacht werden

/dev/hda3/mount/hda3 ext2defaults,usrquota 1 1

In das Wurzelverzeichnis des Dateisystems müssen zwei Dateien gelegt werden

Im folgenden Beispiel ist das Wurzelverzeichnis /mount/hda3
Die Dateien heißen quota.user und quota.group
Letztere muss auch dann angelegt werden, wenn, wie in diesem Beispiel, gar keine Groupquota angelegt werden

touch /mount/hda3/quota.user
touch /mount/hda3/quota.group
chmod 600 /mount/hda3/quota.user
chmod 600 /mount/hda3/quota.group
mount /dev/hda3 /mount/hda3 -o remount

Der Befehl touch legt eine leere Datei an, wenn noch keine Datei vorhanden ist

Anschließend werden die Rechte der Dateien auf 600 gesetzt
Das ist zwingend, damit nur root diese Dateien lesen und schreiben kann
Ansonsten arbeitet das Quota-System nicht
Zum Schluss wird ein Wiedereinhängen des Dateisystems gestartet, damit der Eintrag in der fstab gelesen wird

Nun wird ermittelt, welche Benutzer wie viel Platz auf der Platte belegt haben

quotacheck -avug /dev/hda3

Dieser Vorgang dauert eine Weile

Die quota.user wird mit Daten gefüllt

Anschließend kann man die Limits für die Benutzer einstellen

edquota -u arnold

edquota startet den Standardeditor (meist vi) mit folgenden Einträgen:

Quotas for user arnold:
 /dev/hda3: blocks in use: 8117, limits (soft=0, hard=0)
 inodes in use: 470, limits (soft=0, hard=0)

Durch eine Änderung der Werte in den Klammern werden das Soft- und das Hardlimit des Benutzers für die jeweilige Platte eingestellt

edquota -t zur Einstellung der Gnadenfrist betrifft alle Benutzer gemeinsam:
 Time units may be: days, hours, minutes, or seconds
 Grace period before enforcing soft limits for users:
 /dev/hda3: block grace period: 7 day, file grace period: 7 days

Mit quotaon -a wird die Überwachung für alle gestartet, mit quotaoff -a wird sie wieder abgeschaltet

Soll die Überwachung auch nach einem Reboot erfolgen, muss der Befehl in einer rc-Datei eingetragen werden

Ist das Quotasystem aktiv, erhält der Benutzer bei Überschreitung seines Limits eine Meldung am Bildschirm, und der Vorgang wird abgebrochen

Die ständige Überprüfung aller Dateizugriffe darauf, ob eine Grenze überschritten wird, ist natürlich nicht kostenlos

Quota belasten die Performance der Dateizugriffe
Ist die Zugriffsgeschwindigkeit ein wichtiges Kriterium, kann man durch Partitionieren erreichen, dass Benutzer nicht den wichtigen Anwendungen den Plattenplatz wegnehmen
Man braucht nur dafür zu sorgen, dass die betriebswichtigen Anwendungen ihre Daten auf einer eigenen Partition ablegen
Administrieren Sie eine Maschine mit vielen Benutzern, die sich als Sammler und Jäger im Internet betätigen und neben Bildern, mp3-Dateien nun auch digitale Filme entdecken, führt an der Einrichtung von Quota langfristig kein Weg vorbei

Wie funktioniert Quota?

Quota wird nach der Installation vom System als Dienst ausgeführt

Es wird standardmäßig beim Booten geladen und muss daher nicht explizit gestartet werden
Nach dem Hochfahren wertet das Programm einige Dateien aus und sorgt nun selbstständig dafür, dass die Benutzer oder Gruppen nicht zu viel Speicherplatz in Anspruch nehmen

Im Folgenden werden einige Begriffe erklärt, die man verstehen sollte, wenn man Quota verwenden will

Number of Disk Blocks und Number of Inodes

Ein Speicherplatz-Limit wird an der Stelle "Number of Disk Blocks" gesetzt, die Einheit eines Disk Blocks ist dabei ein Kilobyte

Ein Datei-Anzahl-Limit wird an der Stelle "Number of Inodes" gesetzt

Under Quota

"Under Quota" bezeichnet den Zustand, welchen ein Benutzer oder eine Gruppe aus der Sicht von Quota hat, wenn der Umfang des verbrauchten Speicherplatzes und die Anzahl seiner angelegten Dateien sowohl das "Soft Limit" als auch das "Hard Limit" unterschreiten

Limits

Hinweis

Die Limits werden in Dateisystemblöcken festgesetzt

Wie groß die Blocke sind, findet man mit den jeweiligen Verwaltungstools zum Dateisystem heraus, beispielsweise tune2fs für ext-Dateisysteme

Hard Limit

"Hard Limit" gibt den maximal zur Verfügung gestellten Speicherplatz oder die maximale Dateianzahl an

Der Benutzer kann dieses Limit nie überschreiten
Sollte er an dieses Limit stoßen, so hat es für ihn den gleichen Effekt, als wäre kein weiterer Speicherplatz auf der Partition vorhanden

Hinweis

Befindet sich ein Benutzer nahe am durch Quota gesetzten Hard Limit, so kann er sich eventuell nicht einmal mehr an der grafischen Oberfläche anmelden, da hierfür Speicherplatz für neu erstellte Dateien gebraucht wird

In dem Fall kann nur noch der Administrator durch eine Erweiterung des Hard Limits helfen, oder der User loggt sich in ein System-Terminal und löscht von dort Dateien

Soft Limit

"Soft Limit" ist eine Begrenzung, welche kleiner oder gleich dem Hard Limit gesetzt werden muss

Wird das Soft Limit überschritten, so erhält der Benutzer den Zustand "Over Quota"
Das Soft Limit kann bis zum Wert des Hard Limits überschritten werden, was allerdings mit Konsequenzen verbunden ist, welche vom Administrator bestimmt werden

Ist die Verwendung eines Soft Limits nicht erwünscht, so werden die Limit-Werte von Soft Limit gleich denen von Hard Limit gesetzt

Grace Period

Ist ein Benutzer Over Quota, hat also das Soft Limit überschritten, so erhält er eine Frist, die "Grace Period" genannt wird

Standardmäßig beträgt sie sieben Tage, kann aber frei vom Administrator gewählt werden
Während dieser Frist muss der Benutzer oder die Gruppe durch Verlagern, Löschen oder Komprimieren von Dateien den verbrauchten Speicherplatz wieder soweit reduzieren, dass der Under Quota Zustand erreicht wird

Um sicherzugehen, dass sie von dem Umstand in Kenntnis gesetzt werden, können Administrator, Benutzer oder Gruppe über das Vorkommnis per E-Mail oder System-Mail informiert werden

Sollte der Benutzer die Frist von Grace Period versäumen, so nimmt sein derzeitig verbrauchter Speicherplatz das Hard Limit ein

Der Benutzer kann nun nicht mehr produktiv arbeiten und muss sich nun an den Administrator wenden, damit dieser ihm entweder die Frist verlängert, das Hard Limit etwas erhöht oder selber Dateien löscht

Grafik

Hier eine kleine Grafik, um die ganze Sache an einem Beispiel grafisch zu erläutern

quota_grafika.png

Auf der Partition /dev/sda2, welche als /home eingehängt wird, wird der Speicherplatz vom User Jan eingeschränkt

Sein Speicherplatz ist aufgeteilt in Under Limit und Soft Limit
Hard Limit stellt die ihm gesetzte Grenze dar

Installation

Quota/Installation

Anwendung

Quota/Anwendung

Konfiguration

Aktivieren Sie Quoten für das gewünschte Dateisystem in /etc/fstab, indem Sie usrquota oder grpquota zu den Mount-Optionen hinzufügen

Um etwa Benutzerquoten für die Root-Partition zu aktivieren, suchen Sie die Zeile für / und fügen Sie usrquota zu den Optionen hinzu

Wichtig: Sie müssen das Dateisystem neu mounten, damit die Änderungen wirksam werden, oder das System neu starten

sudo mount -o remount,usrquota /

Vorbereitungen

System auf Quota vorbereiten

Kernelkonfiguration

Bei der Kernelkonfiguration muss man auf die Frage mit y antworten

Kompilieren und Installieren der Quota Software

Den Source von der Quota Software findet man unter [./Ftp://ftp.funet.fi/pub/Linux/PEOPLE/Linus/subsystems/quota/ ftp.funet.fi:/pub/Linux/PEOPLE/Linus/subsystems/quota/]Eventuell ist es günstiger, die Software von einem Mirror zu laden, da obengenannter Server die meiste Zeit überlastet ist

Anpassen der /etc/fstab

Auf einem System, auf dem Quota noch nie zum Einsatz kam, sieht die /etc/fstab normalerweise so aus: Falls man Benutzerquota einsetzen möchte, muss man die Option usrquota einsetzen; das Ergebnis könnte dann zum Beispiel so aussehen: Falls man Gruppenquota einsetzen möchte, muss man die Option grpquota einsetzen; das Ergebnis könnte dann zum Beispiel so aussehen: Falls beide obengenannten Optionen benötigt werden:

Erstellen der Dateien quota.user und quota.group

Auf den vorhergehenden Seiten wurde erwähnt, das es Benutzerquota und Gruppenquota gebe und das die Quota für jede Partition einzeln überwacht werde

Aus diesen Gründen muss man für jede zu überwachende Partition zwei Dateien erstellen
Auch wenn nur Benutzerquota oder Gruppenquota zum Einsatz kommen, muss man zwei Dateien haben

Diese zwei Dateien müssen im Wurzelverzeichnis der Partition sein und quota.user und quota.group heissen

Am besten setzt man die Zugriffsrechte so, das nur root die Datei lesen und schreiben darf, ansonsten könnten andere Benutzer die Quota ändern
Die Dateien erstellt man so: In dem Beispiel wird davon ausgegangen, dass die zu überwachende Partition unter /partition gemountet ist
Das man diese Operation als root durchführen muss, muss wohl nicht speziell erwähnt werden

Nachträglich eine Partition einbinden

Falls man alle Quota schon gesetzt hat, und eine weitere Partition einbinden will, so müssen nur die Schritte in den Abschnitten Anpassen der /etc/fstab und Erstellen der Dateien quota.user und quota.group für die einzubindende Partition durchgeführt werden

Dann kann man die Quota wie im Abschnitt Setzen der Quota beschrieben anpassen

Änderungen wirksam machen

Nun könnte man einfach das System rebooten, um die Änderungen wirksam zu machen

Aber wir betreiben ja ein Linux System und da geht fast alles ohne neu zu booten
Um die Quotas nun tatsächlich zu aktivieren, genügt es, einfach die entsprechende Partition unzumounten und wieder zu mounten
Einfacher geht dies indem man mount mit der Option -o remount aufruft
Beispielweise: Im Falle des Wurzelverzeichnisses ist dies sogar die einzige Möglichkeit, da wir / nicht einfach im laufenden Betrieb unmounten können

Sollen in Zukunft weitere Dateisysteme mit Quotas versehen werden, müssen nur noch die Schritte, die in den Abschnitten Erstellen der Dateien quota.user und quota.group, Nachträglich eine Partition einbinden sowie Änderungen wirksam machen beschrieben werden, ausgeführt werden

fstab einstellen

Im Folgenden wird anhand des oben grafisch dargestellten Beispiels erklärt, wie man nun eine konkrete Einschränkung vornimmt, und werden alternative Einstellmöglichkeiten aufgezeigt

Nach der Installation muss als erstes die Datei /etc/fstab mit Root-Rechten in einem Texteditor geöffnet werden

Hier müssen nun die Dateisysteme gekennzeichnet werden, auf welchen Orte eingeschränkt werden sollen, damit Quota weiß, was kontrolliert werden soll

Hier eine Passage einer /etc/fstab, in welcher die /home-Partition gemountet wird

Dort liegt der Ordner ./Jan, welcher beispielshalber eingeschränkt wird

# Entry for /dev/sda2 :
UUID=a2798917-95d8-4805-aa4d-d06fa863a67c /home ext3 relatime 0 2

Damit Quota auf ein Dateisystem aufmerksam wird, müssen nun dieser Zeile ein oder zwei Attribute zugefügt werden [2]:

usrquota - Hiermit können Einschränkungen für einzelne Benutzer eingerichtet werden
grpquota - Hiermit können Einschränkungen für ganze Gruppen eingerichtet werden

Im Beispiel, wo später der Benutzer "Jan" eine Einschränkung erfahren soll, sieht die Zeile dann folgendermaßen aus:

UUID=a2798917-95d8-4805-aa4d-d06fa863a67c /home ext3 relatime,usrquota 0 2

Hinweis

Es ist auch möglich, auf der gleichen Partition Einschränkungen sowohl für Benutzer als auch für Gruppen gleichzeitig zu setzen

In diesem Fall fügt man einfach beide Attribute, durch Komma getrennt, an

Nun muss das Dateisystem neu eingehängt werden

Wurde (wie in diesem Beispiel) das /home-Verzeichnis oder gar das Wurzelverzeichnis selber mit einem Attribut erweitert, funktioniert dies in der Regel nur durch einen Computer-Neustart
Für das /home-Verzeichnis kann man sich allerdings auch einfach aus allen bestehenden Benutzersitzungen abmelden und dann mit Strg + Alt + F1 in eine Textkonsole wechseln
Dort meldet man sich nun als root an und führt das Kommando init 1 aus
Dadurch wird das Betriebssystem vom Mehrbenutzerbetrieb in den Einzelbenutzerbetrieb geschaltet
Da root seine Partition auf /root und nicht auf /home hat, kann man nun die /home-Partition aushängen und wieder erneut einhängen
Anschließend wechselt man wieder mit init 3 in den Mehrbenutzermodus, meldet sich aus dem root-Konto ab und wechselt mit Strg + Alt + F7 wieder auf den grafischen Anmeldebildschirm

Hinweis: Für diese Prozedur muss für root ein Passwort gesetzt sein; Automatisches Erstellen der Dateien aquota.user beziehungweise aquota.group

quotacheck

Damit Quota funktionieren kann, müssen Informationen über die Datei-Rechte der einzelnen Benutzer und Gruppen auf der einzuschränkenden Partition gesammelt werden

Diese Informationen werden in Dateien namens quota.user und / oder quota.group in den jeweiligen Orten gespeichert

Hierfür führt man als Root folgenden Befehl aus

sudo quotacheck OPTIONEN

Optionen

Option	Beschreibung
-a	für all, also für alle zu überwachenden Dateisysteme aus der /etc/fstab
-c	für create, also Schreiben der Dateien auf die Festplatte
-f	für force, also Erzwingen der Operation
-M	try-remount, führt die Operation gegebenenfalls ohne Remount durch
-u	für das Erstellen der aquota.user Datei, falls erforderlich
-g	für das Erstellen der aquota.group Datei, falls erforderlich

In diesem Beispiel findet man nun im /home-Verzeichnis eine Datei aquota.user vor, die ja für diesen Nutzer angelegt wurde

Abschließend

Jetzt muss Quota neu gestartet werden:

sudo /etc/init.d/quota restart

Um den Zugriff auf die Quota-Einträge für Benutzer und Gruppen nur dem root-Nutzer zu erlauben, ist Folgendes auszuführen:

sudo chmod 600 /quota.*

Die korrekte Funktionalität kann nun getestet werden

Folgender Befehl gibt eine Ansicht der Quota-Informationstabelle für Benutzer und Gruppen aus:

sudo repquota /

Hierbei bitte beachten, dass noch keine Quotas gesetzt sind

Einstellungen

Einen User einschränken

Am Beispiel des Benutzers "otto" soll erklärt werden, wie man einen einzelnen Benutzer im Platzverbrauch auf der Festplatte einschränken kann

Allgemein

sudo edquota -u <benutzername>

Beispiel

sudo edquota -u otto

öffnet einen Editor, um die Quota für den Benutzer otto und alle Partitionen, für die Quota aktiviert wurde, zu editieren:

 Disk quotas for user otto (uid 1001):
 Filesystem blocks soft hard inodes soft hard
 /dev/hda2 28 100000 102400 7 0 0

"blocks" zeigt die durch den User otto verwendeten Blöcke (in kB) für diese Partition an; "inodes" zeigt die Anzahl der Dateien an, die dem User otto gehören. Ändern sollte man nur die Werte soft und hard, die das Soft Limit und Hard Limit festlegen

Eine Gruppe einschränken

sudo edquota -g <gruppenname>

Beispiel

sudo edquota -g users
 Disk quotas for group users (gid 999):
 Filesystem blocks soft hard inodes soft hard
 /dev/hda3 549 200000 204800 57 0 0

editiert man die Einstellungen für eine Gruppe

Mehrere User einschränken

Möchte man Werte für Quota für alle Benutzer des Systems setzen, so kann man sich eines kleinen Shellskriptes behelfen

Zuerst setzt man die Quota-Werte bei einem Benutzer, beispielsweise wieder "otto"

Danach führt man in einem Terminal [3]

sudo edquota -p otto `awk -F: '$3 > 1000 {print $1}' /etc/passwd`

aus

Dies überträgt die bei "otto" gesetzten Quota-Einstellungen auf alle lokalen Benutzer (also alle Benutzer mit einer Benutzer-ID, die größer als 1000 ist)

Grace Period setzen

Die Grace Period kann man mittels

sudo edquota -t
 Grace period before enforcing soft limits for users:
 Time units may be: days, hours, minutes, or seconds
 Filesystem Block grace period Inode grace period
 /dev/hda3 1day 1day

setzen

Hierfür können die Zeiteinheiten sec(onds), min(utes), hour(s), day(s), week(s) und month(s) verwendet werden

Dateien

Datei	Beschreibung
/etc/fstab	Quota beim Systemstart aktivieren

Anhang

Siehe auch

Dokumentation

Links

Projekt

Weblinks