12 Fortgeschrittene Festplattenkonfiguration #

Tipp: IBM Z: Festplatten

Auf IBM Z-Plattformen unterstützt SUSE Linux Enterprise Server sowohl SCSI-Festplatten als auch DASDs (Direct Access Storage Devices). Während sich SCSI-Datenträger wie unten beschrieben partitionieren lassen, sind für DASDs maximal drei Partitionseinträge in den entsprechenden Partitionstabellen möglich.

Jede Festplatte verfügt über eine Partitionierungstabelle mit Platz für vier Einträge. Jeder Eintrag in der Partitionstabelle steht für eine primäre oder für eine erweiterte Partition. Es ist jedoch nur ein Eintrag für eine erweiterte Partition zulässig.

Eine primäre Partition besteht aus einem kontinuierlichen Bereich von Zylindern (physikalischen Festplattenbereichen), die einem bestimmten Betriebssystem zugewiesen sind. Mit primären Partitionen wären Sie auf vier Partitionen pro Festplatte beschränkt, da die Partitionstabelle nicht mehr Platz bietet. Aus diesem Grund werden erweiterte Partitionen verwendet. Erweiterte Partitionen sind ebenfalls kontinuierliche Bereiche von Festplattenzylindern, können jedoch in mehrere logische Partitionen unterteilt werden. Für logische Partitionen sind keine Einträge in der Partitionstabelle erforderlich. Eine erweiterte Partition kann auch als Container für logische Partitionen bezeichnet werden.

Wenn Sie mehr als vier Partitionen benötigen, erstellen Sie als vierte Partition (oder früher) eine erweiterte Partition. Diese erweiterte Partition sollte den gesamten verbleibenden freien Zylinderbereich umfassen. Erstellen Sie dann mehrere logische Partitionen innerhalb der erweiterten Partition. Die maximale Anzahl der logischen Partitionen beläuft sich auf 63, unabhängig vom Festplattentyp. Dabei spielt es keine Rolle, welche Arten von Partitionen für Linux verwendet werden. Sowohl primäre als auch logische Partitionen funktionieren normal.

Tipp: GPT-Partitionstabelle

Wenn Sie mehr als 4 primäre Partitionen auf einer Festplatte erstellen müssen, müssen Sie den Partitionstyp GPT verwenden. Dieser Typ hebt die Einschränkung für die Anzahl der primären Partitionen auf und unterstützt auch Partitionen, die über 2 TB groß sind.

Führen Sie zur Verwendung von GPT den YaST-Partitioner aus, klicken Sie in der Systemansicht auf den Namen der entsprechenden Festplatte, und wählen Sie Erweitert › Erstellen einer neuen Partitionstabelle › GPT.

Zum Erstellen einer ganz neuen Partition wählen Sie Festplatten und dann eine Festplatte mit freiem Speicherplatz aus. Die tatsächliche Modifikation kann im Karteireiter Partitionen erfolgen:

12.1.2.1 Btrfs-Partitionierung #

 

Das Standard-Dateisystem für die Root-Partition ist Btrfs (weitere Informationen zu Btrfs siehe Kapitel 7, Systemwiederherstellung und Snapshot-Verwaltung mit Snapper und Chapter 1, Overview of File Systems in Linux). Das Root-Dateisystem ist das Standard-Subvolume und wird nicht in der Liste der erstellten Subvolumes aufgeführt. Als Btrfs-Standard-Subvolume kann es als normales Dateisystem eingehängt werden.

Wichtig: Btrfs auf einer verschlüsselten Stammpartition

Die standardmäßige Partitionierungseinrichtung schlägt die Stammpartition als Btrfs mit /boot als Verzeichnis vor. Soll die Stammpartition verschlüsselt werden, müssen Sie in jedem Fall die GPT-Partitionstabelle verwenden, nicht den standardmäßigen MSDOS-Typ. Ansonsten findet der GRUB2-Bootloader nicht genügend Platz für den Loader der zweiten Phase.

Sie können Snapshots von Btrfs-Subvolumes erstellen, wahlweise manuell oder auch automatisch bei bestimmten Systemereignissen. Wenn beispielsweise Änderungen am Dateisystem vorgenommen werden, ruft zypper das Kommando snapper auf, mit dem Snapshots vor und nach der Änderung angefertigt werden. Dies ist von Nutzen, wenn Sie mit den Änderungen von zypper nicht zufrieden sind und den vorherigen Zustand wiederherstellen möchten. Wenn snapper über zypper aufgerufen wird, werden standardmäßig Snapshots des Root-Dateisystems angelegt, weshalb bestimmte Verzeichnisse von den Snapshots ausgeschlossen werden sollten. Aus diesem Grund schlägt YaST die Erstellung der folgenden separaten Subvolumes vor:

/boot/grub2/i386-pc, /boot/grub2/x86_64-efi, /boot/grub2/powerpc-ieee1275, /boot/grub2/s390x-emu

Ein Rollback der Bootloader-Konfiguration wird nicht unterstützt. Die obigen Verzeichnisse sind abhängig von der Architektur. Die ersten beiden Verzeichnisse gelten für AMD64-/Intel 64-Computer und die letzten beiden Verzeichnisse für IBM POWER bzw. für IBM Z.

/home

Wenn /home sich nicht auf einer separaten Partition befindet, wird dieses Verzeichnis ausgeschlossen, damit bei einem Rollback kein Datenverlust eintritt.

/opt, /var/opt

Produkte von Drittanbietern werden in der Regel in /opt installiert. Dieses Verzeichnis wird ausgeschlossen, damit die betreffenden Anwendungen bei einem Rollback nicht deinstalliert werden.

/srv

Enthält Daten für Web- und FTP-Server. Ausgeschlossen, damit bei einem Rollback kein Datenverlust eintritt.

/tmp, /var/tmp, /var/cache, /var/crash

Alle Verzeichnisse, die temporäre Dateien und Caches enthalten, werden aus den Snapshots ausgeschlossen.

/usr/local

Dieses Verzeichnis wird bei der manuellen Installation von Software verwendet. Dieses Verzeichnis wird ausgeschlossen, damit die betreffenden Installationen bei einem Rollback nicht deinstalliert werden.

/var/lib/libvirt/images

Die Standardposition für Images von virtuellen Rechnern, die mit libvirt verwaltet werden Dieses Verzeichnis wird ausgeschlossen, damit bei einem Rollback keine Images von virtuellen Rechnern durch ältere Versionen ersetzt werden. Standardmäßig wird dieses Subvolume mit der Option no copy on write (keine Kopie beim Schreibvorgang) erstellt.

/var/lib/mailman, /var/spool

Verzeichnisse, die Emails oder Email-Warteschlangen enthalten, werden ausgeschlossen, damit kein Email-Verlust nach einem Rollback eintritt.

/var/lib/named

Enthält Zonendaten für den DNS-Server. Aus den Snapshots ausgeschlossen, damit ein Nameserver auch nach einem Rollback noch funktionsfähig ist.

/var/lib/mariadb, /var/lib/mysql, /var/lib/pgqsl

Diese Verzeichnisse enthalten Datenbankdaten. Standardmäßig werden diese Subvolumes mit der Option no copy on write (keine Kopie beim Schreibvorgang) erstellt.

/var/log

Standort der Protokolldatei. Aus den Snapshots ausgeschlossen, damit die Protokolldateien auch nach dem Rollback eines fehlerhaften Systems noch analysiert werden können. Standardmäßig ist für /var/log das Attribut „NoCOW“ festgelegt, sodass die Copy-on-Write-Funktion deaktiviert ist. Hiermit wird die Leistung verbessert und die Anzahl doppelter Blöcke wird verringert. Prüfen Sie dies mit lsattr:

tux > lsattr -l /var/
/var/log      No_COW

Tipp: Größe der Btrfs-Partition

Gespeicherte Snapshots belegen mehr Speicherplatz. Sie sollten daher ausreichend Speicherplatz für Btrfs reservieren. Für eine Btrfs-Root-Partition mit den standardmäßigen Subvolumes wird 20 GB Speicherplatz empfohlen.

12.1.2.1.1 Verwalten von Btrfs-Subvolumes mit YaST #

 

Die Subvolumes einer Btrfs-Partition können nunmehr mit dem YaST-Modul Expertenmodus verwaltet werden. Sie können neue Subvolumes hinzufügen und bestehende Subvolumes entfernen.

Vorgehen 12.1: Btrfs-Subvolumes mit YaST #

 

1. Starten Sie den YaST-Expertenmodus mitSystem › Partitionieren.

2. Wählen Sie Btrfs im linken Bereich der Systemansicht.

3. Wählen Sie die Btrfs-Partition aus, deren Subvolumes verwaltet werden sollen, und klicken Sie auf Bearbeiten.

4. Klicken Sie auf Behandlung des Subvolume. Eine Liste aller vorhandenen Subvolumes auf der ausgewählten Btrfs-Partition wird angezeigt. Sie sehen eine Reihe von Einträgen mit @/.snapshots/xyz/snapshot – diese Subvolumes gehören jeweils zu einem vorhandenen Snapshot.

5. Je nachdem, ob Subvolumes hinzugefügt oder entfernt werden sollen, gehen Sie wie folgt vor:

   1. Zum Entfernen eines Subvolumes wählen Sie das gewünschte Subvolume in der Liste Vorhandene Subvolumes aus, und klicken Sie auf Entfernen.

   2. Zum Hinzufügen eines neuen Subvolumes geben Sie den Namen in das Textfeld Neues Subvolume ein, und klicken Sie auf Neu hinzufügen.

      

      Abbildung 12.2: Btrfs-Subvolumes bei der YaST-Partitionierung #

       

6. Bestätigen Sie mit OK und Beenden.

7. Schließen Sie die Partitionierung mit Beenden.

Wenn Sie eine neue Partition erstellen oder eine bestehende Partition bearbeiten, können verschiedene Parameter festgelegt werden. Bei neuen Partitionen reichen die von YaST festgelegten Standardparameter in der Regel aus und müssen nicht geändert werden. Gehen Sie wie folgt vor, um Ihre Partitionseinstellungen manuell zu bearbeiten:

Anmerkung: Ändern der Größe von Dateisystemen

Die Größe eines bestehenden Dateisystems können Sie ändern, indem Sie die Partition auswählen und Größe ändern verwenden. Beachten Sie, dass die Größe von eingehängten Partitionen nicht verändert werden kann. Um die Größe von Partitionen zu ändern, hängen Sie die entsprechende Partition aus, bevor Sie den Partitionierer ausführen.

Nach Auswahl eines Festplattengeräts (wie sda) im Bereich Systemansicht können Sie im unteren rechten Bereich im Fenster Festplatte vorbereiten: Expertenmodus auf das Menü Experte zugreifen. Im Menü stehen folgende Kommandos zur Verfügung:

Nach Auswahl des Hostnamens des Rechners (obere Ebene des Baums in der Systemansicht) können Sie unten rechts im Fenster Festplatte vorbereiten: Expertenmodus auf das Menü Konfigurieren zugreifen. Im Menü stehen folgende Kommandos zur Verfügung:

Im folgenden Abschnitt finden Sie einige Hinweise und Tipps für die Partitionierung, die Ihnen bei der Einrichtung Ihres Systems helfen, die richtigen Entscheidungen zu treffen.

Tipp: Anzahl der Zylinder

Einige Partitionierungstools beginnen bei der Nummerierung der Zylinder mit 0 andere mit 1. Die Zylinderzahl berechnet sich immer aus der Differenz zwischen der letzten und der ersten Zylindernummer plus eins.

Greifen Sie über das Menü Festplatte vorbereiten: Expertenmodus auf die LVM-Konfiguration zu, indem Sie im Fenster Systemansicht auf das Element Volume-Verwaltung klicken. Wenn auf Ihrem System jedoch bereits eine aktive LVM-Konfiguration vorhanden ist, wird sie automatisch bei der Eingabe der ersten LVM-Konfiguration einer Sitzung aktiviert. In diesem Fall kann keine der Festplatten, die eine Partition enthalten (die zu einer aktivierten Volume-Gruppe gehört) neu partitioniert werden. Der Linux-Kernel kann die geänderte Partitionstabelle einer Festplatte nicht erneut lesen, wenn eine der Partitionen auf dieser Festplatte verwendet wird. Wenn bereits eine funktionierende LVM-Konfiguration auf Ihrem System vorhanden ist, sollte eine physische Neupartitionierung nicht erforderlich sein. Ändern Sie stattdessen die Konfiguration des logischen Volumes.

Am Anfang der physischen Volumes (PVs) werden Informationen zum Volume auf die Partition geschrieben. Um eine solche Partition für andere Zwecke, die nichts mit LVM zu tun haben, wiederzuverwenden, sollten Sie den Anfang dieses Volumes löschen. Bei der VG system und dem PV /dev/sda2 beispielsweise ist dies über den Befehl ddif=/dev/zero of=/dev/sda2 bs=512 count=1 möglich.

Warnung: Dateisystem zum Booten

Das zum Booten verwendete Dateisystem (das Root-Dateisystem oder /boot) darf nicht auf einem logischen LVM-Volume gespeichert werden. Speichern Sie es stattdessen auf einer normalen physischen Partition.

Weitere Details zu LVM finden Sie unter Storage Administration Guide.

Die YaST-LVM-Konfiguration kann vom YaST Expert Partitioner (siehe Abschnitt 12.1, „Verwenden der YaST-Partitionierung“) unter Volume-Verwaltung im Bereich Systemansicht aus erreicht werden. Mit dem Expertenmodus des Partitionierungsmoduls können Sie vorhandene Partitionen bearbeiten und löschen sowie neue Partitionen erstellen, die mit LVM verwendet werden sollen. Als erste Aufgabe müssen PVs erstellt werden, die Platz für eine Volume-Gruppe bieten:

12.2.1.1 Erstellen von Volume-Gruppen #

 

Wenn auf Ihrem System keine Volume-Gruppe existiert, müssen Sie eine hinzufügen (siehe Abbildung 12.3, „Anlegen einer Volume-Gruppe“). Sie können zusätzliche Gruppen erstellen, indem Sie auf Volume-Verwaltung im Bereich Systemansicht und anschließend auf Volume-Gruppe hinzufügen klicken. Eine einzige Volume-Gruppe genügt in der Regel.

1. Geben Sie einen Namen für die VG ein, z. B. System.

2. Wählen Sie die gewünschte Größe (Physical Extent Size). Dieser Wert definiert die Größe eines physischen Blocks in der Volume-Gruppe. Der gesamte Plattenplatz in einer Volume-Gruppe wird in Blöcken dieser Größe verwaltet.

3. Fügen Sie der VG die vorbereiteten PVs hinzu, indem Sie das Gerät auswählen und auf Hinzufügen klicken. Die Auswahl mehrerer Geräte ist möglich, wenn Sie Strg gedrückt halten, während Sie auf die gewünschten Geräte klicken.

4. Wählen Sie Beenden, um die VG für weitere Konfigurationsschritte bereitzustellen.

Abbildung 12.3: Anlegen einer Volume-Gruppe #

 

Wenn mehrere Volume-Gruppen definiert sind und PVs hinzugefügt oder entfernt werden sollen, wählen Sie die Volume-Gruppe in der Liste Volume-Verwaltung aus und klicken Sie auf Größe ändern. Im folgenden Fenster können Sie der ausgewählten Volume-Gruppe PVs hinzufügen oder sie daraus entfernen.

12.2.1.2 Konfigurieren von logischen Volumes #

 

Nachdem die Volume-Gruppe mit PVs gefüllt ist, definieren Sie im nächsten Dialogfeld die LVs, die das Betriebssystem verwenden soll. Wählen Sie die aktuelle Volume-Gruppe aus und wechseln Sie zum Karteireiter Logische Volumes. Sie können nach Bedarf LVs mithilfe der entsprechenden Schaltflächen Hinzufügen, Bearbeiten, ihre Größe ändern und sie Löschen, bis der Platz in der Volume-Gruppe verbraucht ist. Weisen Sie jeder Volume-Gruppe mindestens ein LV zu.

Abbildung 12.4: Verwaltung der logischen Volumes #

 

Klicken Sie auf Hinzufügen und führen Sie die Anweisungen im Assistenten-ähnlichen Pop-up-Fenster aus, das geöffnet wird:

1. Geben Sie den Namen des LV ein. Für eine Partition, die auf /home eingehängt werden soll, kann ein Name wie HOME verwendet werden.

2. Wählen Sie den Typ des LV aus. Zur Wahl stehen Normal Volume, Thin Pool und Thin Volume. Sie müssen zunächst einen Thin Pool erstellen, in dem dann die einzelnen Thin Volumes gespeichert werden können. Das Thin Provisioning bietet den großen Vorteil, dass die Summe aller in einem Thin-Pool gespeicherten Thin-Volumes die Größe des Pools selbst übersteigen kann.

3. Wählen Sie die Größe und Anzahl der Stripes für das LV. Wenn Sie nur ein PV haben, ist es nicht sinnvoll, mehrere Stripes auszuwählen.

4. Wählen Sie das Dateisystem, das auf dem LV verwendet werden soll, und den Einhängepunkt.

Durch die Verwendung von Stripes ist es möglich, den Datenstrom im LV auf mehrere PVs aufzuteilen (Striping). Das Striping eines Volumes kann nur über unterschiedliche PVs erfolgen, von denen jedes mindestens den Speicherplatz des Volumes besitzt. Die maximale Anzahl der Stripes entspricht der Anzahl der PVs, wobei Stripe „1“ für „no striping“ (kein Striping) steht. Das Striping ist nur mit PVs sinnvoll, die sich auf unterschiedlichen Festplatten befinden. Andernfalls verschlechtert sich die Leistung.

Warnung: Striping

YaST kann in Bezug auf Striping die Richtigkeit Ihrer Einträge nicht überprüfen. Fehler an dieser Stelle können erst festgestellt werden, wenn LVM auf der Festplatte in Betrieb genommen wird.

Falls Sie auf Ihrem System LVM bereits konfiguriert haben, können Sie auch die vorhandenen logischen Volumes verwenden. Bevor Sie fortfahren, weisen Sie diesen LVs passende Einhängepunkte zu. Klicken Sie auf Fertig stellen, um in den YaST Expert Partitioner zurückzukehren und Ihre Arbeit dort abzuschließen.

Zur YaST-RAID-Konfiguration gelangen Sie über den YaST-Expertenmodus des Partitionierungsmoduls, der in Abschnitt 12.1, „Verwenden der YaST-Partitionierung“ beschrieben ist. Mit diesem Partitionierungswerkzeug können Sie vorhandene Partitionen bearbeiten und löschen sowie neue Partitionen erstellen, die mit Soft-RAID verwendet werden sollen:

Für RAID 0 und RAID 1 sind mindestens zwei Partitionen erforderlich, für RAID 1 in der Regel exakt zwei. Bei RAID 5 sind mindestens drei Partitionen erforderlich, bei RAID 6 und RAID 10 dagegen mindestens vier Partitionen. Es empfiehlt sich, nur Partitionen derselben Größe zu verwenden. Die RAID-Partitionen sollten sich auf verschiedenen Festplatten befinden, um das Risiko eines Datenverlusts gering zu halten, falls eine (RAID 1 und 5) defekt ist, und die Leistung von RAID 0 zu optimieren. Nachdem alle gewünschten Partitionen für RAID erstellt sind, klicken Sie auf RAID › RAID hinzufügen, um mit der RAID-Konfiguration zu beginnen.

Wählen Sie im nächsten Dialogfeld zwischen RAID-Level 0, 1, 5, 6 oder 10. Wählen Sie dann alle Partitionen mit dem Typ „Linux RAID“ oder „Linux native“ aus, die das RAID-System benutzen soll. Swap- oder DOS-Partitionen werden nicht angezeigt.

Tipp: Einstufen von Festplatten

Bei RAID-Typen, für die die Reihenfolge beim Hinzufügen der Festplatten wichtig ist, können Sie die einzelnen Festplatten mit den Buchstaben A bis E versehen. Klicken Sie auf die Schaltfläche Einstufen, wählen Sie die Festplatte aus und klicken Sie auf eine der Schaltflächen Klasse X (X bezeichnet den zuzuweisenden Buchstaben für die Festplatte). Weisen Sie alle verfügbaren RAID-Festplatten auf diese Weise zu und bestätigen Sie mit OK. Sie können die klassifizierten Festplatten komfortabel mit den Schaltflächen Sortiert und Interleaved sortieren oder auch ein Sortierschema aus einer Textdatei mit der Schaltfläche Schemadatei hinzufügen.

Abbildung 12.5: RAID-Partitionen #

 

Um dem ausgewählten RAID-Volume eine zuvor nicht zugewiesene Partition zuzuweisen, klicken Sie zuerst auf die Partition und anschließend auf Hinzufügen. Weisen Sie alle für RAID reservierten Partitionen zu. Anderenfalls bleibt der Speicherplatz in den Partitionen unbenutzt. Klicken Sie nach dem Zuweisen aller Partitionen auf Weiter, um die verfügbaren RAID-Optionen auszuwählen.

Legen Sie in diesem letzten Schritt das zu verwendende Dateisystem sowie die Verschlüsselung und den Einhängepunkt für das RAID-Volume fest. Wenn Sie die Konfiguration mit Verlassen abgeschlossen haben, sind im Expertenmodus des Partitionierungsmoduls das Gerät /dev/md0 und andere Geräte mit RAID gekennzeichnet.

Prüfen Sie die Datei /proc/mdstat, um festzustellen, ob eine RAID-Partition beschädigt ist. Grundsätzliche Vorgehensweise bei einem Systemfehler ist es, Ihr Linux-System herunterzufahren und die defekte Festplatte durch eine neue, gleichartig partitionierte Platte zu ersetzen. Starten Sie das System anschließend neu und geben Sie den Befehl mdadm /dev/mdX --add /dev/sdX ein. Ersetzen Sie „X“ durch die entsprechende Geräte-ID. Damit wird die neue Festplatte automatisch in das RAID-System integriert und vollautomatisch rekonstruiert.

Beachten Sie, dass Sie zwar bei einem Neuaufbau auf alle Daten zugreifen können, jedoch bis zum vollständigen RAID-Neuaufbau einige Probleme in der Leistung auftreten können.

Weitere Informationen sowie eine Anleitung zur Konfiguration von Soft-RAID finden Sie in den angegebenen HOWTO-Dokumenten unter:

Linux-RAID-Mailinglisten sind beispielsweise unter folgender URL verfügbar: http://marc.info/?l=linux-raid.