Disques, partitions, fstab et LVM

Gérer les disques d'un serveur Linux, c'est les partitionner, y créer des systèmes de fichiers, les monter dans l'arborescence de façon permanente avec /etc/fstab, et surveiller l'espace libre. LVM (Logical Volume Manager) ajoute une couche souple entre les disques et les systèmes de fichiers : on agrandit un volume, ou on ajoute un disque, sans réinstaller ni arrêter le serveur. Ce chapitre suit srv-web et srv-journaux de l'ajout d'un disque jusqu'à l'agrandissement d'un volume.

Disques et partitions

Linux nomme les disques d'après leur type d'interface :

Un disque se découpe en partitions, décrites par une table : GPT, le format actuel (jusqu'à 128 partitions, disques de plus de 2 Tio, obligatoire pour démarrer en UEFI), ou MBR, l'ancien format des machines en BIOS. Chaque partition reçoit ensuite un système de fichiers :

Voir les disques.

clambert@srv-web:~$ lsblk
NAME                    MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda                       8:0    0   20G  0 disk
├─sda1                    8:1    0  976M  0 part /boot/efi
├─sda2                    8:2    0  977M  0 part /boot
└─sda3                    8:3    0   18G  0 part
  ├─srv--web--vg-root   254:0    0  5,6G  0 lvm  /
  ├─srv--web--vg-swap_1 254:1    0    2G  0 lvm  [SWAP]
  └─srv--web--vg-home   254:2    0 10,4G  0 lvm  /home
sdb                       8:16   0   50G  0 disk
sr0                      11:0    1 1024M  0 rom

C'est le résultat du schéma « disque entier avec LVM, /home séparé » de l'installeur (les tailles exactes dépendent de la taille du disque et de la version de l'installeur) : une partition EFI, une partition /boot hors LVM, et une grande partition sda3 qui contient le groupe de volumes srv-web-vg, découpé en trois volumes logiques. Dans les noms du device mapper, les tirets d'origine sont doublés (srv--web--vg-root pour le volume root du groupe srv-web-vg). Le disque sdb, ajouté ensuite dans Proxmox (Hardware > Add > Hard Disk), est vierge.

Partitionner et formater un disque

On prépare sdb pour les fichiers du site de suivi. parted fait le travail en une commande, fdisk en mode interactif (g pour une table GPT, n pour une partition, w pour écrire) :

sudo parted /dev/sdb --script mklabel gpt mkpart donnees ext4 0% 100%
sudo mkfs.ext4 -L donnees /dev/sdb1
lsblk -f /dev/sdb

mklabel gpt crée la table, mkpart donnees ext4 0% 100% une partition nommée donnees sur tout le disque (le type ext4 n'est qu'une indication ; c'est mkfs.ext4 qui crée le système de fichiers), et -L donnees donne une étiquette au système de fichiers.

Monter un système de fichiers

Monter, c'est rattacher un système de fichiers à un dossier de l'arborescence :

sudo mkdir -p /srv/www
sudo mount /dev/sdb1 /srv/www
findmnt /srv/www
sudo umount /srv/www        # démonter (aucun fichier ne doit y être ouvert)

Un montage fait à la main disparaît au redémarrage. Pour le rendre permanent, on l'écrit dans /etc/fstab, une ligne par système de fichiers, en désignant la partition par son UUID (donné par blkid) : les noms sdb, sdc peuvent s'échanger quand on ajoute un disque, l'UUID ne change pas.

# /etc/fstab
# <système de fichiers>                   <point de montage> <type> <options>                 <dump> <ordre de vérification>
/dev/mapper/srv--web--vg-root             /                  ext4   errors=remount-ro         0      1
UUID=6b1f0a2c-9d3e-4c7b-8a51-2f4e7d9c0b13 /boot              ext4   defaults                  0      2
UUID=4C2E-91A7                            /boot/efi          vfat   umask=0077                0      1
/dev/mapper/srv--web--vg-home             /home              ext4   defaults                  0      2
/dev/mapper/srv--web--vg-swap_1           none               swap   sw                        0      0
UUID=0f3c8e51-7a2b-4d96-b1c4-5e8a2d7f9b60 /srv/www           ext4   defaults,nofail,nodev,nosuid 0   2

Après une modification, teste avant de redémarrer :

sudo findmnt --verify           # vérifie la syntaxe et l'existence des sources
sudo systemctl daemon-reload    # systemd régénère les unités .mount à partir de fstab
sudo mount -a                   # monte tout ce qui ne l'est pas encore : une erreur s'affiche ici

Le swap. swapon --show et free -h montrent l'espace d'échange. Pour en ajouter sans partition, un fichier suffit :

sudo fallocate -l 2G /swapfile && sudo chmod 600 /swapfile
sudo mkswap /swapfile && sudo swapon /swapfile
echo '/swapfile none swap sw 0 0' | sudo tee -a /etc/fstab

LVM : volumes physiques, groupes et volumes logiques

Avec des partitions classiques, agrandir / quand il est plein oblige à déplacer les partitions suivantes, voire à réinstaller. LVM insère une couche entre les disques et les systèmes de fichiers :

• un volume physique (PV, physical volume) est un disque ou une partition donnée à LVM (/dev/sda3, /dev/sdb) ;
• un groupe de volumes (VG, volume group) réunit un ou plusieurs PV en une seule réserve d'espace (srv-web-vg) ;
• un volume logique (LV, logical volume) est découpé dans le groupe et reçoit un système de fichiers (root, home), comme une partition, mais redimensionnable et pouvant s'étendre sur plusieurs disques.

clambert@srv-web:~$ sudo vgs
  VG         #PV #LV #SN Attr   VSize   VFree
  srv-web-vg   1   3   0 wz--n- <18,07g      0
clambert@srv-web:~$ sudo lvs
  LV     VG         Attr       LSize   Pool Origin Data%  Meta%  Move Log Cpy%Sync Convert
  home   srv-web-vg -wi-ao----  10,45g
  root   srv-web-vg -wi-ao----   5,62g
  swap_1 srv-web-vg -wi-ao----   2,00g

La colonne VFree est la plus importante : ici, l'installeur a donné tout l'espace aux volumes, il ne reste rien dans le groupe.

Agrandir un volume logique

/var/log de srv-web se remplit. On ajoute un disque de 30 Gio (sdc) dans Proxmox, on le donne au groupe, et on crée un volume dédié aux journaux :

sudo pvcreate /dev/sdc
sudo vgextend srv-web-vg /dev/sdc
sudo lvcreate -n logs -L 10G srv-web-vg
sudo mkfs.ext4 -L logs /dev/srv-web-vg/logs

Puis on déplace le contenu de /var/log sur le nouveau volume, depuis une fenêtre de maintenance (les services écrivent dans /var/log en permanence) : monter le volume ailleurs, copier avec cp -a, ajouter la ligne /dev/mapper/srv--web--vg-logs /var/log ext4 defaults,nodev,nosuid,noexec 0 2 à /etc/fstab, redémarrer, vérifier.

Pour agrandir un volume existant, une seule commande suffit tant que le groupe a de l'espace libre :

sudo lvextend -r -L +5G srv-web-vg/root       # ajoute 5 Gio à / et agrandit son système de fichiers
sudo lvextend -r -l +100%FREE srv-web-vg/home  # donne tout l'espace libre restant à /home
df -h / /home

L'option -r (--resizefs) agrandit le système de fichiers dans la foulée, à chaud, sans démonter : ext4 et XFS s'agrandissent pendant que le serveur travaille. Sans -r, le volume est plus grand mais df n'affiche rien de plus, tant qu'on n'a pas lancé resize2fs (ext4) ou xfs_growfs (XFS).

Agrandir le disque virtuel lui-même. Si l'hyperviseur permet d'agrandir le disque (sda de 20 à 40 Gio, dans Proxmox Hardware > Hard Disk > Disk Action > Resize), il faut ensuite agrandir la partition qui porte le PV, puis le PV, puis le LV :

sudo apt install cloud-guest-utils     # fournit growpart
sudo growpart /dev/sda 3               # agrandit la partition 3 jusqu'à la fin du disque
sudo pvresize /dev/sda3                # le PV prend la nouvelle taille
sudo lvextend -r -l +100%FREE srv-web-vg/root

Les instantanés LVM. sudo lvcreate -s -n root-avant-maj -L 2G srv-web-vg/root fige l'état de / avant une opération risquée ; sudo lvconvert --merge srv-web-vg/root-avant-maj revient en arrière au redémarrage suivant, sudo lvremove le supprime si tout s'est bien passé. Un instantané s'appuie sur le volume d'origine et grossit à chaque modification : ce n'est pas une sauvegarde, et il doit être supprimé vite. Sur une VM, l'instantané de l'hyperviseur rend le même service plus simplement.

Exercices

NAME                         SIZE TYPE MOUNTPOINTS
sda                           20G disk
├─sda1                       976M part /boot/efi
├─sda2                       977M part /boot
└─sda3                        18G part
  ├─srv--journaux--vg-root    17G lvm  /
  └─srv--journaux--vg-swap_1   1G lvm  [SWAP]
sdb                          100G disk
sdc                          100G disk

lsblk                                                    # vérifier que sdb est bien le disque vierge
sudo parted /dev/sdb --script mklabel gpt mkpart archives ext4 0% 100%
sudo mkfs.ext4 -L archives /dev/sdb1
sudo blkid /dev/sdb1                                     # relever l'UUID
sudo mkdir -p /srv/archives

UUID=<uuid-de-sdb1>  /srv/archives  ext4  defaults,nofail,noexec,nodev,nosuid  0  2