Mount
使用 LUKS 創建按需增長的加密卷
我正在嘗試在 Linux 中創建一個加密的、按需增長的文件系統。我熟悉 LUKS 和 cryptsetup。
我可以創建一個空文件：
fallocate -l 512M /root/image我可以在上面創建一個 LUKS 容器：
cryptsetup -y luksFormat /root/image然後“打開”它：
cryptsetup luksOpen /root/image luksvolume此時，我可以在其上創建一個文件系統：
mkfs.ext4 -j /dev/mapper/luksvolume這一切都很好，花花公子。但是，它沒有解決問題的“按需增長”部分。
這個想法是在加密文件系統上複製一個 2Gb 文件將“擴展”圖像，使其足夠大以包含該文件。
甚至有可能做到嗎？
是的！看起來有可能。讓我們看看它是如何實現的。請注意，這不會創建真正的按需增長文件系統，因為當文件系統達到稀疏文件的最大大小時，如果仍需要寫入更多數據，它將報告“空間不足”錯誤。
最初，我正在研究Thin Provisioning，這是一種在虛擬化場景中節省儲存空間的著名技術。不幸的是，在常見的 Linux 案例中，它似乎僅適用於LVM。由於這似乎超出了您的問題範圍，因此我搜尋了其他內容。
我研究的第二個概念是Sparse File。這完全適合您的問題，並且……我最初的疑問是：“好的。我可以創建一個稀疏文件。但是當我將它初始化為 LUKS 容器時會發生什麼？這樣的初始化會分配所有可用空間嗎？如果沒有，當我在這樣的容器中初始化文件系統時會發生什麼？會
mkfs.ext4分配所有可用空間嗎？ ”。由於沒有答案，我決定試一試。那麼，讓我們看看發生了什麼。讓我們從我目前的系統開始，我在文件系統中只有3.3G的可用空間
/repository：root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 258G 3,3G 99% /repository讓我們在這樣的文件系統中創建一個10G稀疏文件，其中：
root@iMac-Chiara:~# dd of=/repository/file_container.img bs=1G count=0 seek=10 0+0 record dentro 0+0 record fuori 0 byte (0 B) copiati, 0,000119606 s, 0,0 kB/s讓我們驗證一下……它確實是一個稀疏文件：
root@iMac-Chiara:~# ls -lh /repository/file_container.img -rw-r--r-- 1 root root 10G dic 12 19:48 /repository/file_container.img好的。所以我們有一個10G的文件，在一個以前有 3.3G 可用空間的文件系統中。我還有多少可用空間？
root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 258G 3,3G 99% /repository還是3.3G。好的。稀疏文件真的是……稀疏文件；-) 讓我們先一步，在這樣一個 10G 的文件中創建一個 LUKS 容器，然後……讓我們看看是否空間不足：
root@iMac-Chiara:~# losetup /dev/loop0 /repository/file_container.img root@iMac-Chiara:~# cryptsetup -y luksFormat /dev/loop0 WARNING! ======== Ciò sovrascriverà i dati in /dev/loop0 in modo irreversibile. Are you sure? (Type uppercase yes): YES Inserire la passphrase LUKS: Verify passphrase: root@iMac-Chiara:~# cryptsetup luksOpen /dev/loop0 secretfs Inserire la passphrase per /dev/loop0: root@iMac-Chiara:~#所以現在我
secrets在我的 10G 稀疏文件之上定義了一個打開的容器，儲存在一個只有 3.3G 可用空間的文件系統中。我還有多少可用空間？
root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 258G 3,3G 99% /repository精彩的！還是3.3GB。我們的加密容器幾乎不需要空間！
讓我們檢查一下是否一切正常，或者我們的設置是否有什麼奇怪的地方：
root@iMac-Chiara:~# cryptsetup status secretfs /dev/mapper/secretfs is active. type: LUKS1 cipher: aes-cbc-essiv:sha256 keysize: 256 bits device: /dev/loop0 loop: /repository/file_container.img offset: 4096 sectors size: 20967424 sectors mode: read/write一切似乎都很好，所以讓我們開始使用這樣的容器來儲存一些東西。讓我們首先在其中創建一個 EXT4 文件系統：
root@iMac-Chiara:~# mkfs.ext4 /dev/mapper/secretfs mke2fs 1.42.5 (29-Jul-2012) Etichetta del filesystem= OS type: Linux Dimensione blocco=4096 (log=2) Dimensione frammento=4096 (log=2) Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks 655360 inodes, 2620928 blocks 131046 blocks (5.00%) reserved for the super user Primo blocco dati=0 Maximum filesystem blocks=2684354560 80 gruppi di blocchi 32768 blocchi per gruppo, 32768 frammenti per gruppo 8192 inode per gruppo Backup del superblocco salvati nei blocchi: 32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632 Allocating group tables: fatto Scrittura delle tavole degli inode: fatto Creating journal (32768 blocks): fatto Scrittura delle informazioni dei superblocchi e dell'accounting del filesystem: fatto root@iMac-Chiara:~#看起來它起作用了，因為沒有“空間不足”的痕跡。讓我們檢查：
root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 258G 3,2G 99% /repository嗯……所以出事了。我們失去了大約 100M 的空間，但是….這是意料之中的行為：EXT4 文件系統的創建確實需要寫入大量元數據。所以創建過程使用了一些空間是正常的。
它是一個“工作”的 EXT4 文件系統嗎？
root@iMac-Chiara:~# tune2fs -l /dev/mapper/secretfs tune2fs 1.42.5 (29-Jul-2012) Filesystem volume name: <none> Last mounted on: <not available> Filesystem UUID: e63321c3-cee7-478d-a6af-cbdcaf1be1f7 Filesystem magic number: 0xEF53 Filesystem revision #: 1 (dynamic) Filesystem features: has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype extent flex_bg sparse_super large_file huge_file uninit_bg dir_nlink extra_isize Filesystem flags: signed_directory_hash Default mount options: user_xattr acl Filesystem state: clean Errors behavior: Continue Filesystem OS type: Linux Inode count: 655360 Block count: 2620928 Reserved block count: 131046 Free blocks: 2541265 Free inodes: 655349 First block: 0 Block size: 4096 Fragment size: 4096 Reserved GDT blocks: 639 Blocks per group: 32768 Fragments per group: 32768 Inodes per group: 8192 Inode blocks per group: 512 Flex block group size: 16 Filesystem created: Sat Dec 12 19:58:05 2015 Last mount time: n/a Last write time: Sat Dec 12 19:58:05 2015 Mount count: 0 Maximum mount count: -1 Last checked: Sat Dec 12 19:58:05 2015 Check interval: 0 (<none>) Lifetime writes: 131 MB Reserved blocks uid: 0 (user root) Reserved blocks gid: 0 (group root) First inode: 11 Inode size: 256 Required extra isize: 28 Desired extra isize: 28 Journal inode: 8 Default directory hash: half_md4 Directory Hash Seed: c8b3bf1b-9f05-4267-85d3-2ecfdbaa6dc3 Journal backup: inode blocks是的！看起來不錯。
所以現在我們在一個打開的 LUKS 容器中編寫了一個 EXT4 文件系統，該容器定義在一個 3.3G 文件系統中儲存的 10G 稀疏文件之上。
讓我們通過“按需”分配空間來看看一切是否正常。
讓我們首先將 500M 的虛擬數據寫入加密的 FS
root@iMac-Chiara:~# mkdir /mnt/temp root@iMac-Chiara:~# mount /dev/mapper/secretfs /mnt/temp root@iMac-Chiara:~# dd if=/dev/zero of=/mnt/temp/random_data.bin bs=1M count=512 512+0 record dentro 512+0 record fuori 536870912 byte (537 MB) copiati, 2,35214 s, 228 MB/s root@iMac-Chiara:~#我們是否已成功創建文件？
root@iMac-Chiara:~# ls -lh /mnt/temp/random_data.bin -rw-r--r-- 1 root root 512M dic 12 20:09 /mnt/temp/random_data.bin看起來是這樣。
我們的真實文件系統發生了什麼？
root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 259G 2,5G 100% /repository哇！我們“損失”了 500M 以上。這很好，順便說一句，因為物理空間真的是按需分配的！
讓我們再儲存一個 2GB 的文件：
root@iMac-Chiara:~# dd if=/dev/zero of=/mnt/temp/another_random_data.bin bs=1G count=2 2+0 record dentro 2+0 record fuori 2147483648 byte (2,1 GB) copiati, 25,6539 s, 83,7 MB/s root@iMac-Chiara:~#發生了什麼？
root@iMac-Chiara:~# ls -arlh /mnt/temp totale 2,6G -rw-r--r-- 1 root root 512M dic 12 20:09 random_data.bin drwx------ 2 root root 16K dic 12 19:58 lost+found -rw-r--r-- 1 root root 2,0G dic 12 20:13 another_random_data.bin drwxr-xr-x 8 root root 4,0K mag 29 2015 .. drwxr-xr-x 3 root root 4,0K dic 12 20:12 . root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 261G 484M 100% /repository root@iMac-Chiara:~#非常好。如果我們刪除一個文件會發生什麼？
root@iMac-Chiara:~# rm /mnt/temp/random_data.bin root@iMac-Chiara:~# sync root@iMac-Chiara:~# ls -arlh /mnt/temp totale 2,1G drwx------ 2 root root 16K dic 12 19:58 lost+found -rw-r--r-- 1 root root 2,0G dic 12 20:13 another_random_data.bin drwxr-xr-x 8 root root 4,0K mag 29 2015 .. drwxr-xr-x 3 root root 4,0K dic 12 20:14 . root@iMac-Chiara:~# df -h /repository File system Dim. Usati Dispon. Uso% Montato su /dev/sda3 275G 261G 484M 100% /repository root@iMac-Chiara:~#正如預期的那樣，稀疏文件的行為與精簡配置完全相同：一旦分配，刪除文件時就無法收回儲存空間。但是，總的來說，這是可以的。不是嗎？
所以在這一點上，你的問題的答案應該是完整的。對？
添加：
讓我們看看當下劃線儲存已滿時會發生什麼：
root@iMac-Chiara:~# dd if=/dev/zero of=/mnt/temp/a_third_random_data.bin bs=1G count=2 2+0 record dentro 2+0 record fuori 2147483648 byte (2,1 GB) copiati, 26,7142 s, 80,4 MB/s root@iMac-Chiara:~#什麼？看起來它成功了！這怎麼可能？讓我們檢查！
root@iMac-Chiara:~# ls -arlh /mnt/temp totale 4,1G drwx------ 2 root root 16K dic 12 19:58 lost+found -rw-r--r-- 1 root root 2,0G dic 12 20:17 a_third_random_data.bin -rw-r--r-- 1 root root 2,0G dic 12 20:13 another_random_data.bin drwxr-xr-x 8 root root 4,0K mag 29 2015 .. drwxr-xr-x 3 root root 4,0K dic 12 20:17 . root@iMac-Chiara:~#嗯……看起來還可以。我們確定嗎？
root@iMac-Chiara:~# df /repository File system 1K-blocchi Usati Disponib. Uso% Montato su /dev/sda3 288110208 275070448 0 100% /repository我們的空間已經用完了！沒有任何錯誤！
即使調查真正發生的事情會很好……我將把這個留給你的好奇心和/或其他ServerFault成員的故障排除技能;-)
玩得開心！
順便說一句：我已經測試了以上所有內容，在這裡：
root@iMac-Chiara:~# cat /etc/lsb-release DISTRIB_ID=Ubuntu DISTRIB_RELEASE=13.04 DISTRIB_CODENAME=raring DISTRIB_DESCRIPTION="Ubuntu 13.04" root@iMac-Chiara:~# uname -r 3.8.0-31-generic root@iMac-Chiara:~# dpkg -l cryptsetup-bin [...] ii cryptsetup-bin 2:1.4.3-4ubuntu2 amd64 disk encryption support - command line tools root@iMac-Chiara:~#