パーティションとファイルシステムの作成

データは0と1の羅列に過ぎない
ファイルとして管理する仕組み: ファイルシステム
ハードディスクを利用するには
1. パーティション切る
2. パーティション上にファイルシステムを作成
3. ファイルシステムをマウント

ハードディスク

SATA: Serial ATA

主流・標準搭載
IDEよりもデータ転送速度が速い

IDE: Integraded Drive Electronics

SATAが出てくる前まで主流だった
IDEの標準化がATA: Advanced Technology/Attachment
- パラレル通信

SAS: Serial Attached SCSI

SATAより高速・高信頼性
主にサーバ用途
高価

SCSI: Small Computer System Interface

さまざまな周辺機器を接続する一般的な規格
サーバー、ワークステーション用途
- 高価
- 高速
SCSIカード必要

USB: Universal Serial Bus

必要なときに外付けできて便利

デバイスファイル

ハードディスク
- /dev/sda,/dev/sdb,…
CD/DVDドライブ
- /dev/sr0,…
テープドライブ
- /dev/st0,…
大別
- ブロックデバイス
  - 任意の場所にアクセスできる
    - HDD
    - パーティション
    - CD
- キャラクターデバイス
  - 文字単位でデータ読み書き
    - キーボード
    - シリアルポート
lsblkコマンド
- ブロックデバイスを一覧

lsblk

NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
loop0    7:0    0   3.7M  1 loop /snap/gnome-system-monitor/70
loop1    7:1    0  91.1M  1 loop /snap/core/6531
loop2    7:2    0     4M  1 loop /snap/gnome-calculator/406
loop3    7:3    0 140.7M  1 loop /snap/gnome-3-26-1604/82
loop4    7:4    0   3.7M  1 loop /snap/gnome-system-monitor/57
loop5    7:5    0    13M  1 loop /snap/gnome-characters/139
loop6    7:6    0  1008K  1 loop /snap/gnome-logs/61
loop7    7:7    0  14.8M  1 loop /snap/gnome-characters/206
loop8    7:8    0  53.7M  1 loop /snap/core18/782
loop9    7:9    0  89.3M  1 loop /snap/core/6673
loop10   7:10   0   2.3M  1 loop /snap/gnome-calculator/260
loop11   7:11   0  34.8M  1 loop /snap/gtk-common-themes/1122
loop12   7:12   0 143.5M  1 loop /snap/gnome-3-28-1804/23
loop13   7:13   0   3.7M  1 loop /snap/gnome-system-monitor/77
loop14   7:14   0  1008K  1 loop /snap/gnome-logs/57
loop15   7:15   0  14.5M  1 loop /snap/gnome-logs/45
loop16   7:16   0     4M  1 loop /snap/gnome-calculator/352
loop17   7:17   0  14.8M  1 loop /snap/gnome-characters/254
loop18   7:18   0  35.3M  1 loop /snap/gtk-common-themes/1198
loop19   7:19   0 140.7M  1 loop /snap/gnome-3-26-1604/78
loop20   7:20   0    91M  1 loop /snap/core/6405
loop21   7:21   0  53.7M  1 loop /snap/core18/941
loop22   7:22   0   151M  1 loop /snap/gnome-3-28-1804/31
loop23   7:23   0   151M  1 loop /snap/gnome-3-28-1804/36
sda      8:0    0 238.5G  0 disk 
├─sda1   8:1    0   512M  0 part /boot/efi
└─sda2   8:2    0   238G  0 part /

パーティションの種類

パーティション
- 1台のディスクドライブを分割する論理的な区画
- パーティションごとに異なるファイルシステムを作成できる

BIOSベースのシステムにおける種類

基本パーティション

ディスクに4つまで作れる
- ディスク/dev/sdaに対して/dev/sda1-/dev/sda4
【補】MBRのうち64バイト(16x4)はこの情報に充てられている
- 446 + 64 + 2 = 512
ファイルシステムを格納する

拡張パーティション

基本パーティションの一つを拡張パーティションにできる
ファイルシステムではなく論理パーティションを格納する

論理パーティション

拡張パーティション内に作成されたパーティション
必ず5番から始まる
- 基本パーティションが2つとかでも/dev/sda5から

UEFIベースのシステムでの分類

拡張パーティション、論理パーティションはない

ESP: EFI System Partition

他のパーティションの管理等に使われる

基本パーティション

1つ以上

パーティションに分割するメリット

障害による被害をパーティション内に限定
空き容量が足りなくなった場合の影響を少なくする
- ログであふれた場合等

ルートファイルシステム

/を含むファイルシステム
複数のパーティションを用意し、/var, /homeなどのディレクトリは別のパーティションを割り当ててマウントするのが一般的
- この場合、/varや/homeなどは独立したファイルシステムとなる
ルートファイルシステムに置く必要のあるディレクトリ
- /bin
  - システムに必要なコマンド、プログラム。一般ユーザー用
- /sbin
  - システムに必要なコマンド、プログラム。管理者用
- /etc
  - システムの設定ファイル群
- /lib
  - 共有ライブラリ
- /dev
  - デバイスファイル

パーティション管理コマンド

`fdisk`コマンド

パーティションの作成、削除、変更、情報表示等
情報表示

sudo fdisk -l /dev/sda

ディスク /dev/sda: 238.5 GiB, 256060514304 バイト, 500118192 セクタ
単位: セクタ (1 * 512 = 512 バイト)
セクタサイズ (論理 / 物理): 512 バイト / 512 バイト
I/O サイズ (最小 / 推奨): 512 バイト / 512 バイト
ディスクラベルのタイプ: gpt
ディスク識別子: 0B97E339-7CBE-45E5-B86D-E145F77A3E1F

デバイス   開始位置  最後から    セクタ サイズ タイプ
/dev/sda1      2048   1050623   1048576   512M EFI システム
/dev/sda2   1050624 500117503 499066880   238G Linux ファイルシステ

対話形式でパーティションの作成、削除、変更等を行う

sudo fdisk /dev/sda

fdisk (util-linux 2.31.1) へようこそ。
ここで設定した内容は、書き込みコマンドを実行するまでメモリのみに保持されます。
書き込みコマンドを使用する際は、注意して実行してください。


コマンド (m でヘルプ): 

ヘルプ:

  一般
   d   パーティションを削除します
   F   パーティションのない領域を一覧表示します
   l   既知のパーティションタイプを一覧表示します
   n   新しいパーティションを追加します
   p   パーティション情報を表示します
   t   パーティションタイプを変更します
   v   パーティション情報を検証します
   i   パーティションの情報を表示します

  その他
   m   このメニューを表示します
   x   特殊機能に移動します (熟練者向け機能)

  スクリプト
   I   ディスクのレイアウトを sfdisk 互換のスクリプトから読み込みます
   O   ディスクのレイアウトを sfdisk 互換のスクリプトに書き出します

  保存と終了
   w   パーティション情報をディスクに書き込んで終了します
   q   変更点を保存せずに終了します

  新しいラベルを作成します
   g   新しい (何もない) GPT パーティションテーブルを作成します
   G   新しい (何もない) SGI (IRIX) パーティションテーブルを作成します
   o   新しい (何もない) DOS パーティションテーブルを作成します
   s   新しい (何もない) Sun パーティションテーブルを作成します


コマンド (m でヘルプ):

スワップ領域

sudo fdisk -l /swapfile

ディスク /swapfile: 2 GiB, 2147483648 バイト, 4194304 セクタ
単位: セクタ (1 * 512 = 512 バイト)
セクタサイズ (論理 / 物理): 512 バイト / 512 バイト
I/O サイズ (最小 / 推奨): 512 バイト / 512 バイト

マウントポイントでないディレクトリを指定すると怒られる

sudo fdisk -l /

fdisk: / を open できません: ディレクトリです

`gdisk`コマンド

MBRの代わりにGPT: GUID Partition Table使用
- GUID: Global Unique IDentifier
対話形式

	MBR	GPT
ハードディスク制限	2GB	-
基本パーティション	4個	128

sudo gdisk -l /dev/sda

GPT fdisk (gdisk) version 1.0.3

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/sda: 500118192 sectors, 238.5 GiB
Model: LITEONIT LCS-256
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): 0B97E339-7CBE-45E5-B86D-E145F77A3E1F
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 34, last usable sector is 500118158
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 2669 sectors (1.3 MiB)

Number  Start (sector)    End (sector)  Size       Code  Name
   1            2048         1050623   512.0 MiB   EF00  EFI System Partition
   2         1050624       500117503   238.0 GiB   8300

やはり対話形式

sudo gdisk /dev/sda

GPT fdisk (gdisk) version 1.0.3

Partition table scan:
  MBR: protective
  BSD: not present
  APM: not present
  GPT: present

Found valid GPT with protective MBR; using GPT.

Command (? for help): ?
b	back up GPT data to a file
c	change a partition's name
d	delete a partition
i	show detailed information on a partition
l	list known partition types
n	add a new partition
o	create a new empty GUID partition table (GPT)
p	print the partition table
q	quit without saving changes
r	recovery and transformation options (experts only)
s	sort partitions
t	change a partition's type code
v	verify disk
w	write table to disk and exit
x	extra functionality (experts only)
?	print this menu

parted

MBR,GPT両対応
- 対話形式
- 一括実行形式
即座に反映
- cf. fdisk, gdiskはwコマンドでパーティションテーブル反映

ファイルシステムの作成

ファイルシステム
- パーティションの上にこれを作成してはじめてファイルを保存できる
- 「セクタ」「ブロック」等の概念を隠蔽し、ファイルパスとして提供する
構成
- ファイルの中身
- iノード(Indexノード)
  - ファイルの属性
  - 管理データ

ファイルシステムの種類

Linux向けのやつ
- ext2
  - 標準
- ext3
  - ext2 + ジャーナリング機能サポート
- ext4
  - ext3 + 機能拡張
UNIX系OSから移植されたやつ
- XFS
  - IRIXというUNIX向けに開発
  - SGI社開発
  - ジャーナリング機能
- JFS
  - AIXというUNIX向けに開発
  - IBM社開発
  - ジャーナリング機能
そのた
- Btrfs
  - 高機能なやつ
  - 開発中
- iso9660
  - CD-ROMのファイルシステム
- msdos
  - MS-DOSのやつ
- vfat
  - SDカード、古いWindowsで使われるファイルシステム
- exFAT
  - FAT後継
  - フラッシュメモリ向け

`mkfs`コマンド

MKFS(8)                 System Administration                 MKFS(8)

NAME
       mkfs - build a Linux filesystem

SYNOPSIS
       mkfs [options] [-t type] [fs-options] device [size]

パーティション上にファイルシステム作成
- Facade的な人
  - ファイルシステムに対応したバックエンドコマンドを呼び出す
    - mkfs.ext3など

ファイルシステム	mkfsコマンドの`-t`に渡すやつ	プログラム
ext2	ext2	mkfs.ext2
ext3	ext3	mkfs.ext3
ext4	ext4	mkfs.ext4
XFS	xfs	mkfs.xfs
VFAT	vfat	mkfs.vfat
exFAT	exfat	mkfs.exfat
Btrfs	btrfs	mkfs.btrfs

`mke2fs`コマンド

ext2, ext3, ext4ファイルシステムを作成する場合に利用できる

`mkfs.btrfs`コマンド

Btrfs: B-tree File System
- 耐障害性にすぐれる
- 開発中らしい
先進的な機能群
- ストレージプール
  - 複数の物理ボリュームを
- マルチデバイスファイルシステム
  - 複数の物理ボリュームにまたがってファイルシステムを作成できる
- スナップショットの作成
  - ある時点でのファイルシステムの状態の記録
  - アンマウントせずにバックアップ
- サブボリューム
  - スナップショットの作成単位
  - ディレクトリ感覚で作成できる
複数パーティションを指定してファイルシステム作れる

mkfs.btrfs /dev/sdb1 /dev/sdb2

`mkswap`コマンド

パーティション上にスワップ領域作成
- /swap
- システムに最低1つ必須

mkswap /dev/sda6

D.Horiyama's output

LPIC あずき本v5.0 ch5 デバイスとLinuxファイルシステム ch5.1

出典:

パーティションとファイルシステムの作成

ハードディスク

SATA: Serial ATA

IDE: Integraded Drive Electronics

SAS: Serial Attached SCSI

SCSI: Small Computer System Interface

USB: Universal Serial Bus

デバイスファイル

パーティションの種類

BIOSベースのシステムにおける種類

基本パーティション

拡張パーティション

論理パーティション

UEFIベースのシステムでの分類

ESP: EFI System Partition

基本パーティション

パーティションに分割するメリット

ルートファイルシステム

パーティション管理コマンド

`fdisk`コマンド

`gdisk`コマンド

parted

ファイルシステムの作成

ファイルシステムの種類

`mkfs`コマンド

`mke2fs`コマンド

`mkfs.btrfs`コマンド

`mkswap`コマンド

LPIC あずき本v5.0 ch5 デバイスとLinuxファイルシステム ch5.1

出典:

パーティションとファイルシステムの作成

ハードディスク

SATA: Serial ATA

IDE: Integraded Drive Electronics

SAS: Serial Attached SCSI

SCSI: Small Computer System Interface

USB: Universal Serial Bus

デバイスファイル

パーティションの種類

BIOSベースのシステムにおける種類

基本パーティション

拡張パーティション

論理パーティション

UEFIベースのシステムでの分類

ESP: EFI System Partition

基本パーティション

パーティションに分割するメリット

ルートファイルシステム

パーティション管理コマンド

fdiskコマンド

gdiskコマンド

parted

ファイルシステムの作成

ファイルシステムの種類

mkfsコマンド

mke2fsコマンド

mkfs.btrfsコマンド

mkswapコマンド

`fdisk`コマンド

`gdisk`コマンド

`mkfs`コマンド

`mke2fs`コマンド

`mkfs.btrfs`コマンド

`mkswap`コマンド