Глава 6. Управление базовым хранилищем

Задачи

После завершения этого раздела учащиеся смогут создать разделы хранилища, отформатировать их под файловые системы и смонтировать для использования.

Разбиение диска на разделы

Механизм разбиения диска позволяет системным администраторам разделить жесткий диск на несколько логических частей, которые называют разделами. Разделив диск на разделы, системные администраторы смогут использовать их для разных функций.

Вот несколько примеров ситуаций, в которых разбиение дисков необходимо или полезно:

Таблица разделов MBR

С 1982 г. таблица разделов Master Boot Record (MBR) описывает способ разбиения дисков в системах, использующих BIOS. Эта таблица поддерживает до четырех основных разделов. В системах Linux администратор может создать до 15 разделов, используя расширенный и логические разделы. Поскольку данные о размере раздела хранятся в виде 32-битных значений, максимальный размер диска и раздела для дисков, использующих MBR, составляет 2 ТиБ.

Рисунок 6.1: Разбиение запоминающего устройства /dev/vdb на разделы MBR

Поскольку физические диски становятся все больше, а тома на основе SAN еще больше, предел в 2 ТиБ для размера диска и раздела в таблице MBR больше не является величиной, достижимой только в теории. Это уже реальная проблема, с которой системные администраторы все чаще и чаще сталкиваются в производственных средах. В результате старая таблица MBR заменяется новой таблицей разделов GUID (GPT).

Таблица разделов GPT

В системах, использующих Unified Extensible Firmware Interface (UEFI), GPT является стандартом для размещения таблиц разделов на жестких дисках. GPT — это часть стандарта UEFI, которая устраняет многие ограничения устаревшей таблицы MBR.

GPT предоставляет до 128 разделов. В отличие от таблицы MBR, использующей 32-битное поле для хранения адресов секторов и сведений о размере, GPT выделяет для этого 64 бита. Это позволяет GPT использовать разделы и диски размером до 8 зебибайт (ЗиБ) или 8 миллиардов тебибайт.

Помимо устранения ограничений MBR, GPT также предоставляет ряд дополнительных возможностей. GPT использует глобально уникальный идентификатор (GUID) для идентификации каждого диска и раздела. В отличие от таблицы MBR с единой точкой отказа, GPT обеспечивает избыточность данных таблицы разделов. Основная таблица GPT хранится в начале диска, а резервная копия (вторичная таблица GPT) — в конце диска. Кроме того, GPT использует контрольную сумму для обнаружения ошибок и повреждений в заголовке и таблице разделов GPT.

Рисунок 6.2: Разбиение запоминающего устройства /dev/vdb на разделы GPT

Управление разделами с помощью команды parted

Редакторы разделов — это программы, которые позволяют администраторам изменять таблицы разделов диска, например создавать и удалять разделы, а также менять их тип. Для выполнения этих операций администраторы могут использовать редактор разделов Parted как с MBR, так и с GPT.

Команда parted принимает имя устройства всего диска в качестве первого аргумента и одну или несколько подкоманд. В следующем примере используется подкоманда print для отображения таблицы разделов на диске /dev/vda.

[root@host ~]# parted /dev/vda print
Model: Virtio Block Device (virtblk)
Disk /dev/vda: 53.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    Type     File system  Flags
 1      1049kB  10.7GB  10.7GB  primary  xfs          boot
 2      10.7GB  53.7GB  42.9GB  primary  xfs

Если не указать подкоманду, parted откроет интерактивный сеанс для ввода команд.

[root@host ~]# parted /dev/vda
GNU Parted 3.2
Using /dev/vda
Welcome to GNU Parted! Type 'help' to view a list of commands.
(parted) print
Model: Virtio Block Device (virtblk)
Disk /dev/vda: 53.7GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start   End     Size    Type     File system  Flags
 1      1049kB  10.7GB  10.7GB  primary  xfs          boot
 2      10.7GB  53.7GB  42.9GB  primary  xfs

(parted) quit
[root@host ~]# 

По умолчанию команда parted отображает все размеры в степенях десятки (КБ, МБ, ГБ). Изменить это значение по умолчанию можно с помощью подкоманды unit, которая принимает следующие параметры:

[root@host ~]# parted /dev/vda unit s print
Model: Virtio Block Device (virtblk)
Disk /dev/vda: 104857600s
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: msdos
Disk Flags:

Number  Start      End         Size       Type     File system  Flags
 1      2048s      20971486s   20969439s  primary  xfs          boot
 2      20971520s  104857535s  83886016s  primary  xfs

Как показано в примере выше, можно указать несколько подкоманд (в примере ― unit и print) в одной строке.

Запись таблицы разделов на новый диск

Чтобы разбить новый диск на разделы, сначала необходимо присвоить ему метку диска. Метка диска указывает используемую таблицу разделов.

Как пользователь root используйте следующую команду для присвоения диску метки MBR:

[root@host ~]# parted /dev/vdb mklabel msdos

Чтобы присвоить метку GPT, используйте следующую команду:

[root@host ~]# parted /dev/vdb mklabel gpt

Создание разделов MBR

Процедура создания раздела MBR состоит из нескольких шагов.

В качестве альтернативы интерактивному режиму создать раздел также можно следующим образом:

[root@host ~]# parted /dev/vdb mkpart primary xfs 2048s 1000MB

Создание разделов GPT

Для создания разделов GTP также используется команда parted.

В качестве альтернативы интерактивному режиму создать раздел также можно следующим образом:

[root@host ~]# parted /dev/vdb mkpart usersdata xfs 2048s 1000MB

Удаление разделов

Следующие шаги применяются как для MBR, так и для GPT.

Создание файловых систем

После создания блочного устройства следующим шагом будет добавление на него файловой системы. Red Hat Enterprise Linux поддерживает различные типы файловых систем, из них наиболее часто используются XFS и ext4. Anaconda (установщик Red Hat Enterprise Linux) по умолчанию использует XFS.

Как пользователь root используйте команду mkfs.xfs, чтобы добавить на блочное устройство файловую систему XFS. Чтобы добавить файловую систему ext4, используйте команду mkfs.ext4.

[root@host ~]# mkfs.xfs /dev/vdb1
meta-data=/dev/vdb1              isize=512    agcount=4, agsize=60992 blks
         =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
         =                       crc=1        finobt=1, sparse=1, rmapbt=0
         =                       reflink=1
data     =                       bsize=4096   blocks=243968, imaxpct=25
         =                       sunit=0      swidth=0 blks
naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0, ftype=1
log      =internal log           bsize=4096   blocks=1566, version=2
         =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0

Монтирование файловых систем

После добавления файловой системы следующим шагом будет монтирование ее в каталог в структуре каталогов. После того как файловая система будет смонтирована в иерархию каталогов, пользовательские программы смогут читать и записывать файлы на этом устройстве.

Монтирование файловых систем вручную

С помощью команды mount администраторы могут вручную присоединить устройство к каталогу или точке монтирования. Команда mount принимает в качестве аргументов устройство, точку монтирования и параметры файловой системы. Параметры файловой системы определяют ее поведение.

[root@host ~]# mount /dev/vdb1 /mnt

С помощью команды mount также можно просмотреть смонтированные файловые системы, точки монтирования и параметры.

[root@host ~]# mount | grep vdb1
/dev/vdb1 on /mnt type xfs (rw,relatime,seclabel,attr2,inode64,noquota)

Монтирование файловых систем на постоянной основе

Монтирование файловой системы вручную — прекрасный способ убедиться, что отформатированное устройство доступно и работает так, как ожидается. Однако при перезагрузке сервера система не монтирует автоматически файловую систему в дерево каталогов. Данные остаются в файловой системе, но у пользователей нет доступа к ним.

Чтобы при загрузке системы автоматически монтировалась файловая система, добавьте запись в файл /etc/fstab. В этом файле конфигурации указаны файловые системы, монтируемые при загрузке системы.

/etc/fstab ― это файл, содержащий по шесть полей в каждой строке, с пробелом в качестве разделителя.

[root@host ~]# cat /etc/fstab

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Wed Feb 13 16:39:59 2019
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk/'.
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info.
#
# After editing this file, run 'systemctl daemon-reload' to update systemd
# units generated from this file.
#
UUID=a8063676-44dd-409a-b584-68be2c9f5570   /        xfs   defaults   0 0
UUID=7a20315d-ed8b-4e75-a5b6-24ff9e1f9838   /dbdata  xfs   defaults   0 0

После добавления или удаления записи в файле /etc/fstab необходимо выполнить команду systemctl daemon-reload или перезагрузить сервер, чтобы демон systemd зарегистрировал новую конфигурацию.

[root@host ~]# systemctl daemon-reload

В первом поле указано устройство. В этом примере для указания устройства используется UUID. Файловые системы создают и сохраняют UUID в своем суперблоке во время создания. Вы также можете использовать файл устройства, например /dev/vdb1.

[root@host ~]# lsblk --fs
NAME   FSTYPE LABEL UUID                                 MOUNTPOINT
sr0
vda
└─vda1 xfs          a8063676-44dd-409a-b584-68be2c9f5570 /
vdb
└─vdb1 xfs          7a20315d-ed8b-4e75-a5b6-24ff9e1f9838 /dbdata

Второе поле — это точка монтирования каталога, из которой блочное устройство будет доступно в структуре каталогов. Точка монтирования уже должна существовать. Если это не так, создайте ее с помощью команды команду mkdir.

Третье поле содержит тип файловой системы, например xfs или ext4.

Четвертое поле ― это разделенный запятыми список опций, применяемых к устройству. defaults — это набор наиболее часто используемых опций. На man-странице mount(8) описаны также другие доступные опции.

Пятое поле используется командой dump для резервного копирования устройства. Другие приложения резервного копирования обычно к данному полю не обращаются.

Последнее поле  — порядок выполнения fsck. Оно определяет, должна ли команда fsck выполняться при загрузке системы для обеспечения чистоты файловых систем. Значение в этом поле указывает порядок выполнения команды fsck. Для файловых систем XFS задайте в этом поле значение 0, поскольку XFS не использует fsck для проверки статуса файловой системы. В случае файловых систем ext4 задайте значение 1 для корневой файловой системы и 2 для других файловых систем ext4. fsck сначала обработает корневую файловую систему, а затем параллельно проверит файловые системы на отдельных дисках и последовательно файловые системы на одном диске.