Модуль 8.1: Керування сховищами

Операції — LFCS | Складність: [COMPLEX] | Час: 45–55 хв

Передумови

Перед початком цього модуля:

Обов’язково: Модуль 1.3: Ієрархія файлової системи
Бажано: Модуль 5.4: Продуктивність I/O

Що ви зможете робити після цього модуля

Після завершення цього модуля ви зможете:

Налаштувати розділи дисків, файлові системи та точки монтування за допомогою fdisk, mkfs та fstab
Керувати томами LVM (створення, розширення, знімки) для гнучкого розподілу сховища
Діагностувати проблеми з дисковим простором за допомогою df, du та lsblk і пояснити вичерпання inode
Реалізувати стратегію сховища, що відповідає вимогам до зберігання на вузлах Kubernetes

Чому цей модуль важливий

Керування сховищами — це одна з тих навичок, що відрізняють звичайного користувача від професійного системного адміністратора. Коли диск заповнюється о 3-й ночі, коли базі даних потрібно більше місця без зупинки сервісу — на допомогу приходять LVM, NFS та знання файлових систем.

Розуміння сховищ допоможе вам:

Змінювати розмір дисків без простоїв — LVM дозволяє розширювати файлові системи прямо під час роботи.
Ділитися даними між серверами — NFS досі є основою спільного доступу в багатьох середовищах.
Запобігати катастрофам — правильне налаштування fstab гарантує, що сервер завантажиться після збою.
Скласти іспит LFCS — сховища займають близько 20% ваги іспиту.

Розмітка дисків та Файлові системи

Перш ніж переходити до LVM, важливо розуміти базу:

Фізичний диск (/dev/sda)
├── Розділ 1 (/dev/sda1) → /boot (ext4)
├── Розділ 2 (/dev/sda2) → LVM Physical Volume
│   └── Volume Group (vg_data)
│       ├── Logical Volume (lv_root) → / (ext4)
│       └── Logical Volume (lv_home) → /home (xfs)
└── Розділ 3 (/dev/sda3) → swap

Корисні команди

# Список усіх блочних пристроїв
lsblk

# Детальна інформація про розділи
sudo fdisk -l

# Створення файлової системи ext4
sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

# Створення файлової системи XFS
sudo mkfs.xfs /dev/sdb1

LVM (Logical Volume Manager)

LVM — це найважливіша концепція сховищ для LFCS. Він додає шар абстракції між фізичними дисками та файловими системами.

Архітектура LVM

Physical Volumes (PV)     Volume Groups (VG)      Logical Volumes (LV)
┌──────────┐             ┌──────────────────┐     ┌─────────────┐
│ /dev/sdb1│─────┐       │                  │     │  lv_data    │→ /data (ext4)
└──────────┘     ├──────▶│    vg_storage     │────▶│  (20G)      │
┌──────────┐     │       │                  │     └─────────────┘
│ /dev/sdc1│─────┘       │  Total: 50G      │     ┌─────────────┐
└──────────┘             │  Free: 30G       │────▶│  lv_logs    │→ /var/log (xfs)
                         │                  │     │  (10G)      │
                         └──────────────────┘     └─────────────┘

Основний робочий процес

pvcreate — підготувати фізичний диск/розділ.
vgcreate — об’єднати PV у групу томів.
lvcreate — створити логічний том потрібного розміру.
mkfs — створити файлову систему.
mount — підключити том до папки.

Файл /etc/fstab

Щоб диски підключалися автоматично при завантаженні, їх треба прописати в fstab.

# Отримати UUID диска (найнадійніший спосіб ідентифікації)
blkid /dev/vg_storage/lv_data

Формат запису: UUID=... /data ext4 defaults 0 2

Порада: Завжди тестуйте fstab командою sudo mount -a ПЕРЕД перезавантаженням. Якщо там помилка — система може не завантажитися.

NFS (Network File System)

NFS дозволяє монтувати папки з віддалених серверів так, ніби вони локальні.

# Монтування віддаленої папки
sudo mount -t nfs 192.168.1.10:/srv/nfs/share /mnt/local_share

Тест

Які три рівні абстракції використовує LVM (по порядку)?

Відповідь
1. Physical Volumes (PV) — фізичні диски. 2. Volume Groups (VG) — групи дисків. 3. Logical Volumes (LV) — віртуальні розділи, на яких створюються файлові системи.
Ви розширили логічний том командою lvextend, але df -h показує старий розмір. Чому?

Відповідь
Ви розширили "контейнер" (том), але не саму файлову систему всередині нього. Потрібно виконати `resize2fs` для ext4 або `xfs_growfs` для XFS.
Яка перевага використання UUID у файлі /etc/fstab замість назв пристроїв (типу /dev/sdb1)?

Відповідь
Назви пристроїв можуть змінитися при додаванні нових дисків або перемиканні портів на материнській платі. UUID (унікальний ідентифікатор) завжди залишається незмінним для конкретної файлової системи.
Як перевірити вільне місце в групі томів LVM?

Відповідь
Командою `vgs` або детальніше через `vgdisplay`.

Практична вправа

Завдання: Робота з LVM (теоретично або на додаткових дисках).

Список усіх PV, VG та LV у вашій системі:
Terminal window
```
sudo pvs && sudo vgs && sudo lvs
```
Перевірка точок монтування:
Terminal window
```
findmnt --real
```
Перевірка використання інодів (inodes):
Terminal window
```
df -i
```

Критерії успіху: Ви вмієте бачити структуру сховищ вашої системи.

Підсумок

LVM — гнучкість і масштабованість.
/etc/fstab — налаштування автозавантаження.
UUID — безпечний спосіб іменування дисків.
NFS — стандарт мережевих сховищ.

Далі: Модуль 8.2: Адміністрування мереж — навчіться налаштовувати файрволи, мережеві інтерфейси та маршрутизацію.