Linuxのストレージ用語と概念の紹介

ディスクをパーティション分割するときは、どのパーティション分割formatが使用されるかを知ることが重要です。 これは通常、MBR（マスターブートレコード）とGPT（GUIDパーティションテーブル）の選択に帰着します。

MBRは、30年以上使用されている従来のパーティションシステムです。 その年齢のため、いくつかの深刻な制限があります。 たとえば、サイズが2TBを超えるディスクには使用できず、最大4つのプライマリパーティションのみを持つことができます。 このため、通常、4番目のパーティションは「拡張パーティション」として設定され、その中に「論理パーティション」を作成できます。 これにより、最後のパーティションを細分割して、追加のパーティションを効果的に許可できます。

GPTは、MBRに固有の問題のいくつかを解決しようとする最新のパーティションスキームです。 GPTを実行しているシステムは、ディスクごとにさらに多くのパーティションを持つことができます。 これは通常、オペレーティングシステム自体によって課せられた制限によってのみ制限されます。 さらに、GPTにはディスクサイズの制限はなく、パーティションテーブル情報は複数の場所で利用でき、破損を防ぎます。 GPTは、ディスクが使用されていることをMBR専用ツールに伝える「保護MBR」を作成することもできます。

ほとんどの場合、オペレーティングシステムまたはツールによってGPTの使用が妨げられない限り、GPTの方が適しています。

Linuxでは、ほとんどすべてがファイルで表されます。 これには、システム上で/devディレクトリ内のファイルとして表されるストレージドライブなどのハードウェアが含まれます。 通常、ストレージデバイスを表すファイルは、sdまたはhdで始まり、その後に文字が続きます。 たとえば、サーバーの最初のドライブは通常、/dev/sdaのようなものです。

これらのドライブのパーティションには、/dev内にファイルがあり、ドライブ名の末尾にパーティション番号を追加することで表されます。 たとえば、前の例のドライブの最初のパーティションは/dev/sda1になります。

/dev/sd*および/dev/hd*デバイスファイルは、ドライブとパーティションを参照する従来の方法を表していますが、これらの値を単独で使用することには大きな欠点があります。 Linuxカーネルは、起動するたびにどのデバイスがどの名前を取得するかを決定するため、デバイスがデバイスノードを変更する混乱するシナリオにつながる可能性があります。

この問題を回避するために、/dev/diskディレクトリには、システム上のディスクとパーティションを識別するためのさまざまな、より永続的な方法に対応するサブディレクトリが含まれています。 これらには、ブート時に正しい/dev/[sh]da*ファイルに戻るために作成されるシンボリックリンクが含まれています。 リンクには、ディレクトリの識別特性に従って名前が付けられます（たとえば、/dev/disk/by-partlabelディレクトリのパーティションラベルによって）。 これらのリンクは常に正しいデバイスを指しているため、ストレージスペースの静的識別子として使用できます。

次のサブディレクトリの一部またはすべてが/dev/diskの下に存在する可能性があります。

通常、by-labelまたはby-uuidは、特定のデバイスを永続的に識別するための最良のオプションです。

Note

[.note] ＃DigitalOceanブロックストレージボリュームは、オペレーティングシステムに報告されるデバイスのシリアル番号を制御します。 これにより、by-idの分類をこのプラットフォームで確実に永続化できます。 これは、永続的であり、最初の起動時に予測可能であるため、DigitalOceanボリュームを参照するための推奨される方法です。
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/dev内のデバイスファイルは、問題のデバイスのカーネルドライバーと通信するために使用されます。 ただし、デバイスを使用可能なスペースのセグメントとして扱うには、より有用な抽象化が必要です。

Linuxおよび他のUnixライクなオペレーティングシステムでは、システム全体が、関与する物理デバイスの数に関係なく、単一の統合ファイルツリーで表されます。 そのため、ドライブまたはパーティション上のファイルシステムを使用する場合、既存のツリーにフックする必要があります。 Mountingは、フォーマットされたパーティションまたはドライブをLinuxファイルシステム内のディレクトリに接続するプロセスです。 ドライブのコンテンツは、そのディレクトリからアクセスできます。

ドライブはほとんどの場合、専用の空のディレクトリにマウントされます（空でないディレクトリにマウントすると、ドライブのマウントが解除されるまでディレクトリの通常のコンテンツにアクセスできなくなります）。 マウントされたデバイスの動作を変更するために設定できる多くの異なるマウントオプションがあります。 たとえば、ドライブを読み取り専用モードでマウントして、その内容が変更されないようにすることができます。

Filesystem Hierarchy Standardは、一時的にマウントされたファイルシステムに/mntまたはその下のサブディレクトリを使用することをお勧めします。 これがユースケースと一致する場合、おそらくこれがマウントに最適な場所です。 より永続的なストレージをどこにマウントするかについての推奨事項はないので、好きなスキームを選択できます。 多くの場合、/mntまたは/mntサブディレクトリは、より永続的なストレージにも使用されます。

Linuxシステムは、/etc/fstab（ファイルシステムテーブル）というファイルを調べて、ブートプロセス中にマウントするファイルシステムを決定します。 このファイルにエントリがないファイルシステムは、自動的にマウントされません（systemd.mountユニットファイルで定義されているものは例外ですが、現時点では一般的ではありません）。

/etc/fstabファイルはかなり単純です。 各行は、マウントする必要がある異なるファイルシステムを表します。 この行は、ブロックデバイス、それを接続するマウントポイント、ドライブのフォーマット、マウントオプション、およびその他のいくつかの情報を指定します。

RAIDは、independentdisksのredundantarrayを表します。 RAIDは、ドライブをグループ化し、追加機能を備えた単一のユニットとして管理できるストレージ管理および仮想化テクノロジーです。

RAIDアレイの特性は、そのRAIDレベルに依存します。RAIDレベルは、基本的に、アレイ内のディスクが互いにどのように関連するかを定義します。 選択したレベルは、セットのパフォーマンスと冗長性に影響を与えます。 より一般的なレベルのいくつかは次のとおりです。

LVM、またはLogicalVolumeManagementは、柔軟性と電力を向上させるために、基盤となるストレージデバイスの物理的特性を抽象化するシステムです。 LVMを使用すると、物理デバイスのグループを作成し、1つのスペースブロックのように管理できます。 その後、必要に応じてスペースを論理ボリュームに分割し、パーティションとして機能させることができます。

LVMは通常のパーティションの上に実装され、従来のパーティションに固有の多くの制限を回避します。 たとえば、LVMボリュームを使用すると、パーティションを簡単に拡張したり、複数のドライブにまたがるパーティションを作成したり、パーティションのライブスナップショットを作成したり、ボリュームを異なる物理ディスクに移動したりできます。 LVMをRAIDと組み合わせて使用​​すると、従来のRAIDパフォーマンス特性で柔軟な管理を実現できます。