Основы управления устройствами хранения данных в Linux
В Linux существует множество инструментов для управления хранилищами, но в повседневной работе не все они полезны. Данное руководство научит вас работать с самыми популярными утилитами для управления точками монтирования, устройствами хранения данных и файловыми системами.
Примечание: Чтобы научиться создавать дисковые разделы и форматировать устройства и диски, читайте предыдущее руководство. Ознакомиться с общими понятиями и подходами к управлению устройствами в Linux можно в этой статье.
Анализ дискового пространства
Очень часто возникает необходимость узнать объём свободного и использованного места на диске. Для этого существует утилита df.
По умолчанию она выводит результат в блоках, что не всегда удобно. Чтобы получить удобочитаемый вывод, добавьте флаг -h:
df -h
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
udev 238M 0 238M 0% /dev
tmpfs 49M 624K 49M 2% /run
/dev/vda1 20G 1.1G 18G 6% /
tmpfs 245M 0 245M 0% /dev/shm
tmpfs 5.0M 0 5.0M 0% /run/lock
tmpfs 245M 0 245M 0% /sys/fs/cgroup
tmpfs 49M 0 49M 0% /run/user/1000
/dev/sda1 99G 60M 94G 1% /mnt/data
Как видите, раздел /dev/vda1 (смонтированный в каталоге /) заполнен на 6%, в нём осталось ещё 18G свободного пространства, а раздел /dev/sda1, смонтированный в /mnt/data, пуст и предоставляет 94G свободного пространства. Другие записи используют файловые системы tmpfs и devtmpfs; они относятся к энергозависимой памяти. Их можно исключить с помощью флага –х:
df -h -x tmpfs -x devtmpfs
Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/vda1 20G 1.1G 18G 6% /
/dev/sda1 99G 60M 94G 1% /mnt/data
Такой вывод сфокусирован на анализе текущего диска.
Данные о блочных устройствах
Блочное устройство – это общий термин для обозначения устройства хранения данных, которое считывает или записывает данные в блоках определенного размера. Этот термин относится почти к каждому типу энергонезависимой памяти, в том числе к жестким дискам (HDD), твердотельным накопителям (SSD), флэш-памяти и т.д. Блочное устройство – это физическое устройство, на котором записывается файловая система. Файловая система, в свою очередь, определяет схему (разметку), согласно которой сохраняются данные и файлы.
Утилита lsblk позволяет отобразить информацию о блочных устройствах. Конкретные возможности утилиты зависят от установленной версии, но в целом команда lsblk может предоставить информацию о самом устройстве, разделении диска и файловой системе.
Без аргументов lsblk выведет имя устройства, его размер, права доступа, тип (диск или раздел), точку монтирования и сообщит, является ли устройство съемным (столбец RM).
sudo lsblk
NAME MAJ:MIN RM SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
sda 8:0 0 100G 0 disk
vda 253:0 0 20G 0 disk
└─vda1 253:1 0 20G 0 part /
Примечание: В некоторых системах команду нужно запускать с sudo.
Как правило, самыми важными данными являются имя, размер, тип и точка монтирования устройства. Как видите, в данном случае в системе есть один диск /dev/vda) с одним разделом (/dev/vda1), который используется как раздел /, и второй диск (/dev/sda) без разделов.
Чтобы получить более актуальную информацию о диске и разделах, добавьте флаг –fs:
sudo lsblk —fs
NAME FSTYPE LABEL UUID MOUNTPOINT
sda
vda
└─vda1 ext4 DOROOT c154916c-06ea-4268-819d-c0e36750c1cd /
Некоторые версии lsblk не поддерживают флага –fs. В таком случае нужно запросить данные вручную с помощью флага –о (используйте -o NAME,FSTYPE,LABEL,UUID,MOUNTPOINT).
Чтобы получить информацию о топологии диска, введите:
sudo lsblk -t
NAME ALIGNMENT MIN-IO OPT-IO PHY-SEC LOG-SEC ROTA SCHED RQ-SIZE RA WSAME
sda 0 512 0 512 512 1 deadline 128 128 2G
vda 0 512 0 512 512 1 128 128 0B
└─vda1 0 512 0 512 512 1 128 128 0B
Есть много других флагов и опций для отображения данных о дисках и разделах. Флаг –О позволяет вывести все доступные столбцы, а флаг –о задаёт столбцы, которые нужно отобразить. Флаг -h выводит список доступных столбцов:
lsblk -h
. . .
Available columns (for —output):
NAME device name
KNAME internal kernel device name
. . .
SUBSYSTEMS de-duplicated chain of subsystems
REV device revision
VENDOR device vendor
For more details see lsblk(8).
Монтирование файловой системы
Как правило, прежде чем использовать диск, его нужно разделить, отформатировать и смонтировать устройство или разделы. Разделение и форматирование обычно выполняется всего однажды, чего нельзя сказать о монтировании – как правило, эту процедуру нужно выполнять часто. Монтирование файловой системы позволяет получить к ней доступ на сервере в выбранной точке монтирования.
Точка монтирования – это просто каталог, в котором будет смонтирована файловая система.
Обычно для управления монтированием используются команды mount и umount. Команда mount прикрепляет файловую систему к текущему дереву файлов, а umount отсоединяет её.
Примечание: Не путайте эту команду с командой unmount.
Команда findmnt собирает информацию о текущем состоянии подключенных файловых систем.
Команда mount
Команде mount нужно передать отформатированное устройство или раздел и точку монтирования:
Точка монтирования (последний параметр) задаёт каталог, в котором будет смонтирована файловая система; как правило, такой каталог должен быть пуст.
Иногда для монтирования нужно указать более конкретные параметры. Команда mount может попытаться угадать тип файловой системы, однако лучше указать его самостоятельно. Для этого существует опция –t. Например, чтобы задать Ext4, нужно ввести:
sudo mount -t ext4 /dev/sda1 /mnt
Есть ещё много других опций, которые могут повлиять на монтирование. Существуют общие параметры монтирования, которые можно найти в разделе мануала FILESYSTEM INDEPENDENT MOUNT OPTIONS. Больше о файловых системах можно узнать в разделе FILESYSTEM SPECIFIC MOUNT OPTIONS. Чтобы открыть мануал, используйте:
Передайте другие параметры с помощью флага –о. Например, чтобы смонтировать раздел со стандартными параметрами (rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async), можно использовать просто -o defaults. Чтобы изменить права доступа и оставить только право на чтение, в конце команды укажите опцию ro, которая переопределит rw параметра defaults:
sudo mount -t ext4 -o defaults,ro /dev/sda1 /mnt
Чтобы смонтировать все системы, указанные в файле /etc/fstab, передайте флаг –а.
Листинг опций монтирования файловых систем
Чтобы отобразить параметры монтирования, использованные для конкретного монтирования, используйте команду findmnt. Например:
findmnt /mnt
TARGET SOURCE FSTYPE OPTIONS
/mnt /dev/sda1 ext4 ro,relatime,data=ordered
Эта команда очень полезна, так как позволяет узнать все использованные ранее опции и параметры и определить набор наиболее полезных опций для каждого конкретного случая монтирования. Затем эти опции можно добавить в файл /etc/fstab.
Демонтирование файловой системы
Команда umount позволяет демонтировать файловую систему.
Команде нужно передать точку монтирования или устройство смонтированной в настоящее время файловой системы. Убедитесь, что вы не используете какие-либо смонтированные файлы, и что в точке монтирования нет запущенных приложений.
У этой команды есть дополнительные опции, но они очень редко используются.
Заключение
Данное руководство охватывает только основы работы с файловыми системами и устройствами. Теперь вы умеете проводить анализ дискового пространства, монтировать и демонтировать файловые системы, а также получать все необходимые сведения об устройствах.
Монтирование и демонтирование файловой системы
Для нормальной работы операционной системы ядро каким-то образом должно получить параметры файловых систем, используемых во время работы, и определенным образом настроить специальные таблицы. Для этого существует, по крайней мере, два способа:
1. Каким-то образом один раз получить тип и параметры файловой системы и использовать их все время.
2. Получать их каждый раз при обращении к файловой системе.
У обоих вариантов имеются свои плюсы и минусы. Плюсы первого варианта – уменьшаются затраты времени на определение файловой системы и инициализацию таблиц ядра операционной системы. Минусы – невозможно «на ходу» заменить одно устройство (носитель информации) на другое (к примеру, диск Zip 100 на Zip250), поскольку в таблицах ядра зафиксированы емкость носителя, емкость кластеров, используемые блоки и тому подобная информация. Плюсы и минусы второго варианта прямо противоположны первому – возможно «на ходу» заменить устройство (носитель информации), большие затраты времени на определение файловой системы и инициализацию таблиц ядра операционной системы. К тому же, во втором варианте намного труднее достичь надежности хранения данных.
Поэтому большинство операционных систем (не только UNIX) в явной или неявной форме используют первый вариант взаимодействия с файловой системой. Для этого в Linux используются операция «монтирования» и обратная ей «демонтирования» файловой системы. Подробную информацию см. в гл. 5.
Поскольку в операционной системе Linux используется единое связанное дерево каталогов, то, в отличие от DOS/Windows, не существует такого понятия файловой системы, как диск. Все дисковые устройства (файловые системы) интегрируются в дереве каталогов в так называемые точки монтирования, в качестве которых выступают обычные каталоги. Причем, если до монтирования в этом каталоге содержались какие-то файлы, то они становятся недоступны до тех пор, пока вы не смонтируете эту файловую систему. Для операции монтирования/демонтирования используются две команды mount и umount.
Команда mount принимает несколько параметров, из которых обязательными являются всего два. Первый их них – файл устройства, соответствующий диску или разделу, на котором расположена файловая система, или его псевдоним (к примеру – CD-ROM, floppy). Вторым параметром является имя каталога, к которому будет монтироваться система. Например, mount /dev/hda1 /mnt.
Помимо обязательных параметров можно задавать тип монтируемой файловой системы (при отсутствии этого параметра команда пытается самостоятельно определить ее тип), режим доступа, используемую в именах файлов кодировку и некоторые другие параметры.
Существует специальный файл /etc/fstab, содержащий список файловых систем и их параметры монтирования. Этот файл используется ядром операционной системы при ее старте. Ядро пытается смонтировать файловые системы, описанные в этом файле, с соответствующими параметрами монтирования.
После того как отпала необходимость в использовании файловой системы, ее можно демонтировать. Чаще всего это необходимо при работе с дискетами или дисками CD-ROM (один диск необходимо заменить на другой). Для демонтирования используется команда umount. В качестве параметра указывается файл устройства или точка монтирования. Например, umount /dev/hda1 или umount /mnt/floppy.
По окончании работы со сменным носителем информации его обязательно необходимо отмонтировать. Поскольку ядро Linux осуществляет «отложенную» запись на диск, то к тому моменту, когда вы извлечете из дисковода дискету без отмонтирования, информация еще может быть не записана на диск из системного буфера.
Для выполнения операций монтирования и демонтирования требуется наличие прав доступа root. Но при работе на своем персональном компьютере это усложняет процедуру. Есть несколько вариантов решения такой проблемы:
• в KDE или GNOME обычному пользователю можно монтировать CD-ROM и дисковод;
• осуществить временный вход в систему пользователем root, монтировать/демонтировать диск и немедленно выйти;
• применить программу sudo, позволяющую пользователям, для которых это разрешено, использовать команду mount;
• применить пакет mtools, используемый для работы с файловой системой MS-DOS;
• поместить список файлов устройств, используемых при работе с гибкими дисками, и доступных узлов монтирования вместе с нужными опциями (разрешением монтирования пользователем) в файл /etc/fstab.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.