Btrfsは、次のような耐障害性、修復、容易な管理機能を提供します。

SUSE Linux Enterprise Serverのルートパーティションは、デフォルトでBtrfsとスナップショットを使用して設定されます。スナップショットを使用すると、更新適用後に必要に応じてシステムを容易にロールバックしたり、ファイルをバックアップしたりできます。スナップショットは、Book “管理ガイド”, Chapter 7 “Snapperを使用したシステムの回復とスナップショット管理”で説明するSUSE Snapperインフラストラクチャを使用して簡単に管理できます。SUSEのSnapperプロジェクトの一般情報については、OpenSUSE.orgにあるSnapper Portal wiki (http://snapper.io)を参照してください。

スナップショットを使用してシステムをロールバックする場合、ユーザのホームディレクトリ、WebサーバとFTPサーバのコンテンツ、ログファイルなどのデータがロールバック中に失われたり、上書きされたりしないようにする必要があります。それには、ルートファイルシステムでBtrfsサブボリュームを使用します。サブボリュームは、スナップショットから除外できます。インストール時にYaSTによって提示されるSUSE Linux Enterprise Serverのルートファイルシステムのデフォルト設定には、次のサブボリュームが含まれます。これらがスナップショットから除外される理由を次に示します。

警告: ロールバックのサポート

SUSEがロールバックをサポートするのは、事前設定されているサブボリュームがまったく削除されていない場合のみです。ただし、YaSTパーティショナを使用して、サブボリュームを追加することはできます。

1.2.2.1 圧縮されたBtrfsファイルシステムのマウント #

 

注記: GRUB 2および圧縮ルート

GRUB 2はlzoまたはzstd圧縮ルートファイルシステムからブートできません。ルートにlzoまたはzstd圧縮を使用する場合は、zlib圧縮を使用するか、別の/bootパーティションを作成します。

Btrfsファイルシステムは透過的な圧縮をサポートしています。有効にすると、Btrfsは書き込み時にファイルデータを圧縮し、読み込み時にファイルデータを解凍します。

compressまたはcompress-forceマウントオプションを使用し、圧縮アルゴリズム(zstd、lzo、またはzlib)を選択します(zlibがデフォルト値です)。zlib圧縮は、より圧縮率が高く、一方lzo圧縮はより高速でCPU負荷が低くなります。zstdアルゴリズムは、lzoに近いパフォーマンスと、zlibと類似の圧縮率を備えた最新の妥協案を提供します。

例:

root # mount -o compress=zstd /dev/sdx /mnt

ファイルを作成し、そのファイルに書き込む場合で、圧縮された結果のサイズが未圧縮サイズよりも大きいか等しい場合、Btrfsはこのファイルに以後も書き込みができるように圧縮をスキップします。この動作が必要ない場合、compress-forceオプションを使用します。最初の圧縮できないデータを含むファイルには有効です。

圧縮は、新規ファイルのみに効果があることに注意してください。圧縮なしで書き込まれたファイルは、ファイルシステムがcompressオプションまたはcompress-forceオプションを使用してマウントされたときに圧縮されません。また、nodatacow属性を持つファイルのエクステントは圧縮されません。

root # chattr +C FILE
root # mount -o nodatacow  /dev/sdx /mnt

暗号化は、圧縮処理とは関係のない独立した処理です。このパーティションにデータを書き込んだら、詳細を印刷してください。

root # btrfs filesystem show /mnt
btrfs filesystem show /mnt
Label: 'Test-Btrfs'  uuid: 62f0c378-e93e-4aa1-9532-93c6b780749d
        Total devices 1 FS bytes used 3.22MiB
      devid    1 size 2.00GiB used 240.62MiB path /dev/sdb1

永続的に設定したい場合、compressオプションまたはcompress-forceオプションを/etc/fstab設定ファイルに追加します。例:

UUID=1a2b3c4d /home btrfs subvol=@/home,compress 0 0

btrfs-convertツールを使用して、既存のReiserFSまたはExt (Ext2、Ext3、またはExt4)からBtrfsファイルシステムにデータボリュームをマイグレートすることができます。これにより、アンマウントされた(オフライン)ファイルシステムのインプレース変換を実行できます。これにはbtrfs-convertツールとともにブート可能なインストールメディアが必要な場合があります。このツールは元のファイルシステムの空き領域内にBtrfsファイルシステムを構築し、それに含まれているデータに直接リンクします。メタデータを作成するにはデバイスに十分な空き領域が必要です。さもないと変換に失敗します。元のファイルシステムはそのままとなり、Btrfsファイルシステムによって空き領域が占有されることはありません。必要なスペースの量はファイルシステムのコンテンツによって決まりますが、そこに含まれるファイルシステムオブジェクト(ファイル、ディレクトリ、拡張属性)の数によって左右される場合があります。データは直接参照されるため、ファイルシステム上のデータ量は変換に必要なスペースに影響を与えません。ただし、テールパッキングを使用するファイルや2KiBを超えるサイズのファイルは除きます。

元のファイルシステムをBtrfsファイルシステムに変換するには、次のコマンドを実行します。

root # btrfs-convert /path/to/device

重要: /etc/fstabの確認

変換後は、/etc/fstabに記載されている元のファイルシステムへのすべての参照で、デバイスにBtrfsファイルシステムがあることが示されるように調整されていることを確認する必要があります。

変換時には、Btrfsファイルシステムのコンテンツにソースファイルシステムのコンテンツが反映されます。ソースファイルシステムは、fs_root/reiserfs_saved/imageで作成された関連する読み込み専用イメージを削除するまで保持されます。イメージファイルの実態は、変換前におけるReiserFSファイルシステムの「スナップショット」であり、Btrfsファイルシステムが変更されても変わりません。イメージファイルを削除するには、reiserfs_savedサブボリュームを削除します。

root # btrfs subvolume delete fs_root/reiserfs_saved

ファイルシステムを元に戻すには、次のコマンドを使用します。

root # btrfs-convert -r /path/to/device

警告: 失われる変更

Btrfsファイルシステムとしてマウントされているファイルシステムへの変更はすべて失われます。マウント中には負荷分散操作を実行しないでください。さもないと、ファイルシステムが正しく復元されなくなります。

Btrfsは、YaSTパーティショナおよびAutoYaST内に統合されています。これはインストール時に利用可能で、ルートファイルシステム用のソリューションを設定することができます。インストール後に、YaSTパーティショナを使用して、Btrfsのボリュームの参照と管理を行うことができます。

Btrfsの管理ツールは、btrfsprogsパッケージ内に用意されています。Btrfsコマンドの使用については、man 8 btrfs、man 8 btrfsck、およびman 8 mkfs.btrfsの各コマンドを参照してください。Btrfsの機能については、Btrfs wiki (http://btrfs.wiki.kernel.org)を参照してください。

Btrfsルートファイルシステムのサブボリューム(/var/log、/var/crashまたは/var/cacheなど)が、通常の操作時に利用可能なディスクスペースのすべてを使用でき、システムに不具合が発生します。この状況を回避するため、SUSE Linux Enterprise ServerではBtrfsサブボリュームに対するクォータのサポートを提供するようになりました。YaSTの提案からルートファイルシステムを設定すると、サブボリュームのクォータを有効にして設定する準備が整います。

1.2.5.2 コマンドラインでのBtrfsクォータの設定 #

 

コマンドラインでルートファイルシステムのサブボリュームにクォータを設定するには、次の手順に従います。

1. クォータサポートを有効にします。

   tux > sudo btrfs quota enable /

2. サブボリュームのリストを取得します。

   tux > sudo btrfs subvolume list /

   クォータは既存のサブボリュームにのみ設定できます。

3. 前の手順で表示されたサブボリュームの1つにクォータを設定します。サブボリュームは、パス(/var/tmpなど)または0/SUBVOLUME ID (0/272など)のどちらかによって識別できます。次に、/var/tmpに5GBのクォータを設定する例を示します。

   tux > sudo btrfs qgroup limit 5G /var/tmp

   サイズは、バイト(5000000000)、キロバイト(5000000K)、メガバイト(5000M)、またはギガバイト(5G)のいずれかの単位で指定できます。結果として得られるサイズは多少異なります。これは、1024バイト=1KiB、1024KiB=1MiBなどだからです。

4. 既存のクォータを一覧にするには、次のコマンドを使用します。max_rfer列に、クォータがバイト単位で表示されます。

   tux > sudo btrfs qgroup show -r /

ヒント: クォータの無効化

既存のクォータを無効にする場合、クォータサイズをnoneに設定します。

tux > sudo btrfs qgroup limit none /var/tmp

特定のパーティションとそのすべてのサブボリュームのクォータサポートを無効にするには、btrfs quota disableを使用します。

tux > sudo btrfs quota disable /

重要: スワッピングを使用したスナップショット

ソースサブボリュームに有効なスワップファイルがある場合は、スナップショットを作成することはできません。

SLESでは、結果のスワップファイルに関連する次の条件が満たされている場合、Btrfsファイルシステム上のファイルへのスワッピングをサポートしています。

Btrfsでは、ファイルシステムの状態をキャプチャするためのスナップショットを作成できます。Snapperでは、たとえばこの機能を使用してシステムの変更前後のスナップショットを作成することで、ロールバックを可能にしています。ただし、send/receive機能とスナップショットを併用すると、リモートの場所にファイルシステムのコピーを作成して管理することもできます。たとえば、この機能を使用してインクリメンタルバックアップを実行できます。

btrfs send操作は、同じサブボリュームの2つの読み込み専用スナップショットの差分を計算して、それをファイルまたはSTDOUTに送信します。Btrfs receive操作は、sendコマンドの結果を取得して、それをスナップショットに適用します。

1.2.7.2 インクリメンタルバックアップ #

 

次の手順では、/data(ソース側)のインクリメンタルバックアップを/backup/data(ターゲット側)に作成する場合を例にして、Btrfs send/receiveの基本的な使用方法を示します。/dataはサブボリュームである必要があります。

手順 1.1: 初期セットアップ #

 

1. ソース側に初期スナップショット(この例ではsnapshot_0という名前)を作成し、それがディスクに書き込まれていることを確認します。

   tux > sudo btrfs subvolume snapshot -r /data /data/bkp_data
   sync

   新しいサブボリューム/data/bkp_dataが作成されます。これは次のインクリメンタルバックアップの基として使用されるので、参照用に保持しておく必要があります。

2. 初期スナップショットをターゲット側に送信します。これは初期のsend/receive操作であるため、完全なスナップショットを送信する必要があります。

   tux > sudo bash -c 'btrfs send /data/bkp_data | btrfs receive /backup'

   ターゲット側に新しいサブボリューム/backup/bkp_dataが作成されます。

初期セットアップが完了したら、インクリメンタルバックアップを作成して、現在のスナップショットと以前のスナップショットの差分をターゲット側に送信できます。手順は常に同じです。

1. ソース側に新しいスナップショットを作成します。

2. 差分をターゲット側に送信します。

3. オプション: 両側のスナップショットの名前変更またはクリーンアップ、あるいはその両方を行います。

手順 1.2: インクリメンタルバックアップの実行 #

 

1. ソース側に新しいスナップショットを作成し、それがディスクに書き込まれていることを確認します。次の例では、スナップショットにbkp_data_CURRENT_DATEという名前が付いています。

   tux > sudo btrfs subvolume snapshot -r /data /data/bkp_data_$(date +%F)
   sync

   新しいサブボリューム(たとえば、/data/bkp_data_2016-07-07)が作成されます。

2. 以前のスナップショットと新たに作成したスナップショットの差分をターゲット側に送信します。そのためには、オプション-p SNAPSHOTを使用して、以前のスナップショットを指定します。

   tux > sudo bash -c 'btrfs send -p /data/bkp_data /data/bkp_data_2016-07-07 \
   | btrfs receive /backup'

   新しいサブボリューム/backup/bkp_data_2016-07-07が作成されます。

3. その結果、それぞれの側に2つずつ、合計4つのスナップショットが存在することになります。

   /data/bkp_data

   /data/bkp_data_2016-07-07

   /backup/bkp_data

   /backup/bkp_data_2016-07-07

   続行するには、次の3つのオプションがあります。

   • 両方の側のすべてのスナップショットを保持する。このオプションの場合、両方の側のどのスナップショットにもロールバックすることが可能であると同時に、すべてのデータの複製を保持していることになります。これ以上のアクションは必要ありません。次回のインクリメンタルバックアップを実行するときには、最後から2番目のスナップショットをsend操作の親として使用することに注意してください。

   • ソース側には最新のスナップショットのみを保持し、ターゲット側にはすべてのスナップショットを保持する。この場合も、両方の側のどのスナップショットにもロールバックできます。ソース側で特定のスナップショットへのロールバックを実行するには、ターゲット側からソース側に、完全なスナップショットのsend/receive操作を実行します。ソース側で削除/移動操作を実行します。

   • 両方の側に最新のスナップショットのみを保持する。この方法では、ソース側で作成された最新のスナップショットと同じ状態のバックアップがターゲット側にあります。ほかのスナップショットにロールバックすることはできません。ソース側とターゲット側で削除/移動操作を実行します。

   1. ソース側に最新のスナップショットのみを保持するには、次のコマンドを実行します。

      tux > sudo btrfs subvolume delete /data/bkp_data
      tux > sudo mv /data/bkp_data_2016-07-07 /data/bkp_data

      最初のコマンドで以前のスナップショットを削除し、2番目のコマンドで現在のスナップショットの名前を/data/bkp_dataに変更します。これにより、バックアップされた最新のスナップショットは常に/data/bkp_dataという名前になります。その結果、常にこのサブボリューム名をインクリメンタルsend操作の親として使用できます。

   2. ターゲット側に最新のスナップショットのみを保持するには、次のコマンドを実行します。

      tux > sudo btrfs subvolume delete /backup/bkp_data
      tux > sudo mv /backup/bkp_data_2016-07-07 /backup/bkp_data

      最初のコマンドで以前のバックアップスナップショットを削除し、2番目のコマンドで現在のスナップショットの名前を/backup/bkp_dataに変更します。これにより、最新のバックアップスナップショットは常に/backup/bkp_dataという名前になります。

ヒント: リモートターゲット側への送信

スナップショットをリモートマシンに送信するには、SSHを使用します。

tux > btrfs send /data/bkp_data | ssh root@jupiter.example.com 'btrfs receive /backup'

Btrfsはデータ重複排除をサポートします。そのための方法として、ファイルシステム内の複数の同一ブロックを、共通ストレージロケーションにある、そのブロックの1つのコピーを指す論理リンクで置き換えます。SUSE Linux Enterprise Serverでは、ファイルシステムをスキャンして同一ブロックをチェックするduperemoveツールを提供しています。Btrfsファイルシステムで使用される場合、これらのブロックを重複排除して、ファイルシステムのスペースを節約することもできます。duperemoveはデフォルトではインストールされません。使用できるようにするには、パッケージduperemoveをインストールします。

注記: 大量のデータセットの重複排除

大量のファイルを重複排除する場合は、--hashfileオプションを使用します。

tux > sudo duperemove --hashfile HASH_FILE file1 file2 file3

--hashfileオプションは、すべての指定されたファイルのハッシュをRAMではなくHASH_FILEに保存して、使い果たされるのを防ぎます。HASH_FILEは再利用可能です。ベースラインハッシュファイルを生成した最初の実行後、大量のデータセットへの変更を非常に迅速に重複排除できます。

duperemoveは、ファイルのリストを処理することも、ディレクトリを再帰的にスキャンすることもできます。

tux > sudo duperemove OPTIONS file1 file2 file3
tux > sudo duperemove -r OPTIONS directory

動作モードには、読み込み専用と重複排除の2つがあります。読み込み専用モードで実行した場合(-dスイッチを指定しない)、指定されたファイルまたはディレクトリをスキャンして重複ブロックをチェックし、出力します。これは、どのファイルシステムでも機能します。

重複排除モードでのduperemoveの実行は、Btrfsファイルシステムでのみサポートされています。指定されたファイルまたはディレクトリをスキャンした後、重複しているブロックは重複排除用に送信されます。

詳細については、man 8 duperemoveを参照してください。

特定の目的のためにルートファイルシステムからデフォルトのBtrfsサブボリュームの1つを削除する必要がある場合があります。それらの1つはサブボリューム、たとえば@/homeまたは@/srvを別のデバイスのファイルシステムに変換します。次の手順は、Btrfsサブボリュームを削除する方法を示しています。

XFSファイルシステムの作成時に、ファイルシステムの基にあるブロックデバイスは、等しいサイズをもつ8つ以上の線形の領域に分割されます。これらを「アロケーショングループ」と呼びます。各アロケーショングループは、独自のinodeと空きディスクスペースを管理します。実用的には、アロケーショングループを、1つのファイルシステムの中にある複数のファイルシステムと見なすこともできます。アロケーショングループは互いに独立しているものではないため、複数のアロケーショングループをカーネルから同時にアドレス指定できるという特徴があります。この機能は、XFSの高いスケーラビリティに大きく貢献しています。独立性の高いアロケーショングループは、性質上、\'83\'7dルチプロセッサシステムのニーズに適しています。

空きスペースとinodeは、各アロケーショングループ内のB⁺-Treeによって処理されます。B⁺ツリーの採用は、XFSのパフォーマンスとスケーラビリティを大きく向上させています。XFSでは、プロセスを2分割して割り当てを処理する遅延割り当てを使用します。保留されているトランザクションはRAMの中に保存され、適切な量のスペースが確保されます。XFSは、この時点では、データを正確にはどこに(ファイルシステムのどのブロックに)格納するか決定していません。決定可能な最後の瞬間まで、この決定は遅延(先送り)されます。暫定的に使用される一時データは、ディスクに書き込まれません。XFSがデータの実際の保存場所を決定するまでに、その役割を終えているからです。このように、XFSは、書き込みのパフォーマンスを向上させ、ファイルシステムのフラグメンテーションを減少させます。遅延アロケーションは、他のファイルシステムより書き込みイベントの頻度を下げる結果をもたらすので、書き込み中にクラッシュが発生した場合、データ損失が深刻になる可\'94\'5c性が高くなります。

データをファイルシステムに書き込む前に、XFSはファイルが必要とする空きスペースを予約(プリアロケート、事前割り当て)します。したがって、ファイルシステムの断片化は大幅に減少します。ファイルの内容がファイルシステム全体に分散することがないので、パフォーマンスが向上します。

注記: 新しいXFSオンディスクフォーマット

SUSE Linux Enterprise Serverはバージョン12以降、XFSファイルシステムの新しい「オンディスクフォーマット」 (v5)をサポートしています。YaSTによって作成されるXFSファイルシステムは、この新しいフォーマットを使用します。このフォーマットの主な利点には、全XFSメタデータの自動チェックサム、ファイルタイプのサポート、および1つのファイルに対する大量のアクセス制御リストのサポートがあります。

このフォーマットは、SUSE Linux Enterpriseカーネルの3.12より古いバージョン、xfsprogsの3.2.0より古いバージョン、およびSUSE Linux Enterprise 12より前にリリースされたバージョンのGRUB 2ではサポートされて「いません」。このことは、これらの前提条件を満たさないシステムからもこのファイルシステムを使用する必要がある場合に問題になります。

XFSファイルシステムと古いSUSEシステムまたは他のLinuxディストリビューションとの相互運用性が必要な場合は、mkfs.xfsコマンドを使用して手動でファイルシステムをフォーマットします。これにより、古いフォーマットでXFSファイルシステムが作成されます(-m crc=1オプションを使用する場合を除く)。

Ext2のコードは、Ext3が次世代ファイルシステムであることを明確に主張するための強力な土台になりました。Ext3では、Ext2の信頼性および堅実性がExt3で採用されたジャーナルファイルシステムの利点とうまく統合されています。XFSのような他のジャーナリングファイルシステムへの移行はかなり手間がかかります(ファイルシステム全体のバックアップを作成し、移行先ファイルシステムを新規に作成する必要があります)が、それとは異なり、Ext3への移行は数分で完了します。ファイルシステム全体を新たに作成し直しても、それが完璧に動作するとは限らないので、Ext3への移行は非常に安全でもあります。ジャーナルファイルシステムへのアップグレードを必要とする既存のExt2システムの数を考慮に入れると、多くのシステム管理者にとってExt3が重要な選択肢となり得る理由が容易にわかります。Ext3からExt2へのダウングレードも、アップグレードと同じほど容易です。Ext3ファイルシステムのアンマウントを正常に行い、Ext2ファイルシステムとして再マウントします。

他のジャーナルファイルシステムは、「メタデータのみ」のジャーナルアプローチに従っています。つまり、メタデータは常に一貫した状態に保持されますが、ファイルシステムのデータ自体については、一貫性が自動的に保証されるわけではありません。Ext3は、メタデータとデータの両方に注意するよう設計されています。「注意」の度合いはカスタマイズできます。Ext3のdata=journalモードを有効にした場合、最大の保護(データの完全性)を実現しますが、メタデータとデータの両方がジャーナル化されるので、システムの動作が遅くなります。比較的新しいアプローチは、data=orderedモードを使用することです。これは、データとメタデータ両方の完全性を保証しますが、ジャーナルを適用するのはメタデータのみです。ファイルシステムドライバは、1つのメタデータの更新に対応するすべてのデータブロックを収集します。これらのブロックは、メタデータの更新前にディスクに書き込まれます。その結果、パフォーマンスを犠牲にすることなく、メタデータとデータの両方に関する一貫性を達成できます。3番目のオプションは、data=writebackを使用することです。これは、対応するメタデータをジャーナルにコミットした後で、データをメインファイルシステムに書き込むことを可能にします。多くの場合、このオプションは、パフォーマンスの点で最善と考えられています。しかし、内部のファイルシステムの完全性が維持される一方で、クラッシュと回復を実施した後では、古いデータがファイル内に再登場させてしまう可能性があります。Ext3では、デフォルトとして、data=orderedオプションを使用します。

Ext2ファイルシステムをExt3に変換するには、次の手順に従います。

inodeには、ファイルシステム内のファイルとそのブロック位置に関する情報が格納されます。拡張した属性とACLのためのスペースをinode内に確保するため、Ext3のデフォルトのinodeサイズは、SLES 10での128バイトから、SLES 11では256バイトに拡大されました。SLES 10と比較して、SLES 11上で新しいExt3ファイルシステムを作成する際、同数のinodeに対する事前割り当てされたデフォルトのスペースの量は2倍になり、ファイルシステム内のファイルに対して使用可能なスペースは、その分少なくなっています。したがって、同数のinodeとファイルを収容するのに、SLES 10上のExt3ファイルシステムの場合より大きなパーティションを使用する必要があります。

新規のExt3ファイルシステムを作成する際、inodeテーブル内のスペースは、作成可能なinodeの総数に対して事前に割り当てられています。バイト数/inode数の比率と、ファイルシステムのサイズによって、inode数の上限が決まります。ファイルシステムが作成されると、バイト数/inode数のバイト数の各スペースに対して、1つのinodeが作成されます。

number of inodes = total size of the file system divided by the number of bytes per inode

inodeの数によって、ファイルシステム内に保有できるファイルの数が決まります。つまり、各ファイルにつき1つのinodeです。inodeサイズの増大と、利用可能なスペースの縮小に対応するため、バイト数/inode数の比率のデフォルトが、SLES 10での8192バイトから、SLES 11では16384バイトに増えています。この2倍に増えた比率により、作成可能なファイルの数は、SLES 10上のExt3ファイルシステムで可能だった数の半分となります。

重要: 既存のExt3ファイルシステムのinodeサイズの変更

inodeの割り当て後は、inodeサイズやバイト数/inode数の比率の設定を変えることはできません。異なる設定のファイルシステムを再度作成するか、ファイルシステムを拡張しない限り、新規のinodeは設定できません。inodeの最大数を超えると、ファイルをいくつか削除するまで、ファイルシステム上に新規のファイルを作成することはできません。

新規のExt3ファイルシステムを作成する際に、inodeのスペース使用をコントロールするためのinodeサイズとバイト数/inode数の比率、およびファイルシステム上のファイル数の上限を指定することができます。ブロックサイズ、inodeサイズ、およびバイト数/inode数の比率が指定されない場合は、/etc/mked2fs.confファイル内のデフォルト値が適用されます。詳細については、mke2fs.conf(5)マニュアルページを参照してください。

次のガイドラインを使用します。

Ext3ファイルシステムで拡張属性またはACLを使用しない場合は、ファイルシステムの作成時に、inodeサイズとして128バイト、バイト数/inode数の比率として8192バイトを指定して、SLES 10の動作を復元することができます。inodeサイズとバイト数/inode数の比率を設定するには、次のいずれかの方法を使用します。

詳細については、https://www.suse.com/support/kb/doc.php?id=7009075を参照してください(SLES11のExt3パーティションには、SLES10で格納できるファイルの50%しか格納することができません) [技術情報文書7009075]。

Btrfsファイルシステムを使用しているルート(/)パーティションにデータを書き込めなくなります。「No space left on device」というエラーが表示されます。

考えられる原因とこの問題の回避策については、この後の各項を参照してください。

SSD(Solid-State Drive)およびシンプロビジョニングされたボリュームでは、ファイルシステムによって使用されていないブロックに対してTrimを実行すると効果的です。SUSE Linux Enterprise Serverは、unmapまたはtrimの手法をサポートするすべてのファイルシステムで、これらの操作を完全にサポートします。

SUSE Linux Enterprise Serverでサポートされるファイルシステム(Btrfsを除く)のTrimの方法としては、/sbin/wiper.shを実行することをお勧めします。このスクリプトを実行する前に、必ず/usr/share/doc/packages/hdparm/README.wiperを読んでください。ほとんどのデスクトップおよびサーバシステムでは、Trimは週1回実行すれば十分です。ファイルシステムを-o discardでマウントすることは、パフォーマンスの低下を伴い、SSDの寿命に悪影響を与えることがあるため、推奨しません。

警告: Btrfsでwiper.shを使用しない

wiper.shスクリプトは、読み書き可能でマウントされたExt4またはXFSファイルシステム、読み込み専用でマウント/マウント解除されたExt2、Ext3、Ext4、またはXFSファイルシステムにTrim操作を実行します。データを破損する可能性があるため、Btrfsファイルシステムでwiper.shを使用しないでください。代わりに、btrfsmaintenanceパッケージの一部である、/usr/share/btrfsmaintenance/btrfs-trim.shを使用してください。

btrfs balanceコマンドは、btrfs-progsパッケージの一部です。次の状況例では、Btrfsファイルシステムのブロックグループのバランスを取ります。

ヒント

Btrfsファイルシステム上のデータのバランスを取るデフォルトの動作(たとえば、バランスを取る頻度やマウントポイント)を微調整するには、/etc/sysconfig/btrfsmaintenanceを検査してカスタマイズします。関連するオプションは、BTRFS_BALANCE_で開始されます。

btrfs balanceコマンドの使用に関する詳細については、そのマニュアルページ(man 8 btrfs-balance)を参照してください。

Linuxファイルシステムには、データフラグメンテーションを回避するメカニズムがあり、通常はデフラグメントする必要はありません。ただし、データフラグメンテーションを回避できない場合、およびハードディスクのデフラグメンテーションによってパフォーマンスが大幅に向上する場合に使用するケースがあります。

これは従来のハードディスクにのみ適用されます。フラッシュメモリを使用してデータを保存するソリッドステートディスク(SSD)では、ファームウェアによってデータを書き込むチップを判断するアルゴリズムが提供されます。データは通常、ドライブ全体に分散されます。したがって、SSDのデフラグメンテーションは望ましい効果がなく、不要なデータを書き込むことにより、SSDの製品寿命を縮めます。

この理由のため、SUSEではSSDでデフラグメントしないことを明示的にお勧めします。一部のベンダーも、ソリッドステートディスクをデフラグメントすることについて警告しています。これには、次のものが含まれますが、これに限定されません。

ボリュームに使用可能な容量を増やせるようにするには、ファイルシステムがサイズ変更をサポートしている必要があります。SUSE® Linux Enterprise Serverでは、ファイルシステムExt2、Ext3、およびExt4に対して、ファイルシステムのサイズ変更ユーティリティを使用できます。このユーティリティは、次のようにサイズの増減をサポートします。

デバイス上で使用可能な最大容量までファイルシステムを拡大することも、正確なサイズを指定することもできます。ファイルシステムのサイズを拡大する前に、必ずデバイス、または論理ボリュームのサイズを拡大しておいてください。

ファイルシステムに正確なサイズを指定する場合は、その新しいサイズが次の条件を満たすかどうかを必ず確認してください。

デバイス上のファイルシステムのサイズを削減する際には、新しいサイズが次の条件を満たすかどうかを必ず確認してください。

ファイルシステムが保存されている論理ボリュームのサイズを削減する場合は、デバイス、または論理ボリュームのサイズを削減しようとする前に、必ずファイルシステムのサイズを削減しておきます。

重要: XFS

XFSでフォーマットされたファイルシステムのサイズを縮小することはできません。XFSではそのような機能がサポートされていないためです。

この項では、bcacheデバイスのセットアップと管理の手順を説明します。

bcacheデバイスは、sysfsインタフェースを使用してランタイム設定値を保存します。このようにして、bcacheバッキングディスクとキャッシュディスクの動作を変更したり、使用状況の統計を表示したりできます。

bcache sysfsの全パラメータのリストについては、/usr/src/linux/Documentation/bcache.txtファイルの説明を参照してください。主に、SYSFS - BACKING DEVICE、SYSFS - BACKING DEVICE STATS、およびSYSFS - CACHE DEVICEの各セクションで扱っています。

この項では、LVMベースのキャッシングの作成と設定の手順を説明します。

LVキャッシュをオフにする方法はいくつかあります。

tux > sudo lvconvert --splitcache vg/origin_lv

tux > sudo lvremove vg/cache_data_lv

tux > sudo lvconvert --uncache vg/origin_lv

tux > sudo lvremove vg/origin_lv

LVM論理ボリュームはシンプロビジョニング可能です(オプション)。シンプロビジョニングを使用すると、利用可能な空き領域を超えるサイズの論理ボリュームを作成できます。任意の数のシンボリューム用に予約した未使用領域が含まれるシンプールを作成します。シンボリュームは疎ボリュームとして作成され、必要に応じてシンプールから領域が割り当てられます。ストレージ領域をコスト効果の高い方法で割り当てなければならなくなった場合、シンプールを動的に拡張できます。シンプロビジョニングボリュームは、Snapperで管理可能なスナップショットもサポートします。詳細については、Book “管理ガイド”, Chapter 7 “Snapperを使用したシステムの回復とスナップショット管理”を参照してください。

シンプロビジョニング論理ボリュームを設定するには、手順5.1「論理ボリュームの設定」の説明に従って作業を進めます。ボリュームタイプを選択する手順になったら、通常ボリュームを選択せずに、シンボリュームまたはシンプールを選択します。

重要: クラスタにおけるシンプロビジョニングボリューム

クラスタでシンプロビジョニングボリュームを使用するには、クラスタを使用するシンプールとシンボリュームを1つのクラスタリソースで管理する必要があります。これにより、シンボリュームとシンプールを常に同じノードに排他的にマウントできます。

複数のミラーを使用して1つの論理ボリュームを作成できます。LVMは、下層の物理ボリュームに書き込まれたデータが別の物理ボリュームに確実にミラーリングされるようにします。そのため、1つの物理ボリュームがクラッシュしても、論理ボリューム上のデータにアクセスできます。LVMは、同期プロセスを管理するためのログファイルも保持します。このログには、現在ミラーとの同期を実行中のボリューム領域についての情報が含まれます。デフォルトでは、ログはディスク(可能であればミラーとは別のディスク)に保存されます。ただし、揮発性メモリなどの別の場所をログに指定できます。

現在のところ、使用可能なミラー実装のタイプには、「通常」(非RAID)のmirror論理ボリュームと、raid1論理ボリュームがあります。

ミラーリングされた論理ボリュームを作成したら、ミラーリングされた論理ボリュームで、アクティブ化、拡張、削除などの標準の操作を実行できます。

tux > sudo lvcreate -L 500G -m 2 -n lv1 vg1

tux > sudo lvcreate --type raid1 -m 1 -L 1G -n lv1 vg1

論理ボリュームのサイズ変更には、コマンドlvresize、lvextend、およびlvreduceが使用されます。構文とオプションについては、これらの各コマンドのマニュアルページを参照してください。LVを拡大するには、VG上に十分な未使用スペースがなければなりません。

論理ボリュームを拡大または縮小する場合、YaSTパーティショナを使用することをお勧めします。YaSTを使用すると、そのボリュームのファイルシステムのサイズも自動的に調整されます。

LVは使用中に手動で拡大または縮小できますが、LV上のファイルシステムについてはこれが不可能な場合があります。LVを拡大、縮小しても、そのボリューム内のファイルシステムのサイズは自動的に変更されません。後でファイルシステムを拡大するには、別のコマンドを使用する必要があります。ファイルシステムのサイズ変更の詳細については、第2章 「ファイルシステムのサイズ変更」を参照してください。

手動でLVのサイズを変更する場合は、次に示すように正しい順序に従ってください。

論理ボリュームのサイズを拡張するには:

たとえば、LVをLV上の(マウント済みでアクティブな) Btrfsで10GB拡張するには:

tux > sudo lvextend −L +10G /dev/LOCAL/DATA
tux > sudo btrfs filesystem resize +10G /dev/LOCAL/DATA

論理ボリュームのサイズを縮小するには:

たとえば、LVをLV上のBtrfsで5GB縮小するには:

tux > sudo btrfs filesystem resize -size 5G /dev/LOCAL/DATA
sudo lvreduce /dev/LOCAL/DATA

ヒント: 1つのコマンドでのボリュームとファイルシステムのサイズ変更

SUSE Linux Enterprise Server 12 SP1から、lvextend、lvresize、およびlvreduceで--resizefsオプションがサポートされるようになりました。このオプションは、ボリュームのサイズを変更するだけでなく、ファイルシステムのサイズも変更します。したがって、上に示すlvextendおよびlvreduceの例は、次のように実行することもできます。

tux > sudo lvextend --resizefs −L +10G /dev/LOCAL/DATA
tux > sudo lvreduce  --resizefs -L -5G /dev/LOCAL/DATA

--resizefsは、ext2/3/4、Btrfs、およびXFSの各ファイルシステムでサポートされます。このオプションを使用したBtrfsのサイズ変更は、まだ上流では許可されていないため、SUSE Linux Enterprise Serverでのみ可能です。

LVMでは、大容量の低速なブロックデバイスに対して、高速なブロックデバイス(SSDデバイスなど)をライトバックキャッシュまたはライトスルーキャッシュとして使用できます。キャッシュ論理ボリュームタイプは、小容量の高速なLVを使用して、大容量の低速なLVのパフォーマンスを向上させます。

LVMキャッシングを設定するには、キャッシングデバイス上に2つの論理ボリュームを作成する必要があります。大容量の論理ボリュームはキャッシング自体に使用され、小容量のボリュームはキャッシングメタデータの保存に使用されます。これら2つのボリュームは、元のボリュームと同じボリュームグループに属している必要があります。これらのボリュームを作成したら、キャッシュプールに変換して元のボリュームに接続する必要があります。

LVMキャッシングの詳細については、lvmcache(7)のマニュアルページを参照してください。

LVM2ストレージオブジェクトにタグを付けたら、それらのタグをコマンドで使用して、次のタスクを達成できます。

コマンドラインでLVMオブジェクトを参照する代わりに、タグを使用して、次の項目を受け入れることができます。

オブジェクト名をタグで置き換えることは、一部ではサポートされていません。引数の展開後、リスト内の重複引数は、重複引数を削除し、各引数の最初のインスタンスを保留することによって解決されます。

引数のタイプが曖昧になる可能性がある場合は、タグの前にアットマーク(@)文字を付けてください(たとえば、@mytag)。それ以外の接頭辞「@」の使用はオプションです。

LVMでタグを使用する場合は、以下の要件を考慮してください。

以降の各項では、特定の事例における設定例を示します。

tags {
   # Enable hostname tags
   hosttags = 1
}

tags {

   tag1 { }
      # Tag does not require a match to be set.

   tag2 {
      # If no exact match, tag is not set.
      host_list = [ "hostname1", "hostname2" ]
   }
}

  activation {
      volume_list = [ "vg1/lvol0", "@database" ]
  }

簡単なホスト名のアクティベーション制御は、/etc/lvm/lvm.confファイルでhostname_tagsオプションを有効にすることで設定できます。これがグローバル設定になるように、同じファイルをクラスタ内のすべてのコンピュータで使用します。

本項の例では、次のようなアクティベーションを行う2つの方法を示します。

このレベルでは、各ファイルのブロックが複数のディスクに分散されるので、データアクセスのパフォーマンスが向上します。このレベルはデータのバックアップを提供しないため、実際にはRAIDではありませんが、この種のシステムでは「RAID 0」という名前が一般的です。RAID 0では、2つ以上のハードディスクが互いにプールします。高いパフォーマンスが得られます。ただし、1つのハードディスクに障害が発生しただけで、RAIDシステムが破壊され、データは失われます。

このレベルは、データが別のハードディスク1.1にコピーされるため、データに十分なセキュリティを提供します。これは「ハードディスクミラーリング」と呼ばれます。ディスクが破壊された場合は、ディスクの内容のコピーをミラー先のもう1つのディスクで利用できます。したがって、1つのディスク以外のすべてのディスクが損なわれても、データを保全できます。ただし、損傷が検出されない場合は、正しいディスクに損傷したデータがミラーリングされる可能性があり、その場合はデータが壊れます。単一ディスクアクセスの使用時と比較すると、コピープロセスで書き込みのパフォーマンスが若干低下しますが(10～ 20%遅くなる)、読み取りアクセスは、通常の物理ハードディスクのどれと比べても、著しく高速です。これは、データが複製されているので、それらを並行してスキャンできるためです。RAID 1では、一般に、読み取りトランザクションの速度が単一ディスクのほぼ2倍、書き込みトランザクションの速度が単一ディスクと同じです。

これらは、一般的なRAID実装ではありません。レベル2では、データは、ブロックレベルではなく、ビットレベルでストライプ化されます。レベル3は、専用パリティディスクによってバイトレベルのストライプ化を提供しますが、複数の要求を同時にサービスすることはできません。両レベルとも、まれにしか使用されません。

レベル 4は、専用パリティディスクと結合されたレベル 0と同様に、ブロックレベルのストライピングを提供します。データディスクがエラーになると、パリティデータで置き換え用のディスクが作成されます。ただし、パリティディスクは、書き込みアクセスにボトルネックを生成する可能性があります。にもかかわらず、レベル4は時々使用されます。

RAIDD 5は、レベル0とレベル1の間をパフォーマンスおよび冗長性の面で調整して、最適化したものです。ハードディスクスペースは、使用されるディスク数から1を引いたものに等しくなります。データは、RAID 0の場合と同様に、ハードディスク間に配布されます。パーティションの1つで作成される「パリティブロック」は、セキュリティ上の理由で存在します。各パーティションはXORによって互いにリンクされているので、システム障害の場合に、内容が対応するパリティブロックによって再構築されます。RAIDD 5の場合、同時に複数のハードディスクが障害を起こすことはありません。1つのハードディスクに障害がある場合は、可能であればそのハードディスクを交換して、データ消失の危険性をなくす必要があります。

RAID 6は、RAID 5の拡張であり、2つ目の独立した分散パリティスキーム(デュアルパリティ)の使用により、耐障害性をさらに追加します。データ回復プロセスで、2つのハードディスクに障害が発生しても、システムは稼動し続け、データが失われることはありません。

RAID 6は、複数の同時ドライブエラーに耐えることで、非常に高いデータ耐障害性を提供します。RAID 6は、データを失うことなく、2つのデバイスの喪失を処理します。したがって、N個のドライブのデータを保存するには、N+2個のドライブが必要です。その結果、最低限4個のデバイスが必要となります。

通常モードおよび単一ディスク障害モードでは、RAID 5と比べ、RAID 6のパフォーマンスは若干低いですが、同程度です。デュアルディスク障害モードでは、RAID 6は非常に低速です。RAID 6設定では、書き込み操作のためにかなりのCPU時間とメモリが必要です。

他にもRAIDレベルが開発されています(RAIDn、RAID 10、RAID 0+1、RAID 30、RAID 50など)。これらの一部は、ハードウェアベンダーによって作成された専有インプリメンテーションです。RAID 10設定の作成例については、「第9章 「ソフトウェアRAID 10デバイスの作成」」を参照してください。

デフォルトでは、ソフトウェアRAIDデバイスには、mdN (Nは数字)というパターンに従った数字の名前が付いています。そのため、たとえば/dev/md127としてデバイスにアクセスでき、/proc/mdstatおよび/proc/partitionsにはmd127としてリストされます。このような名前では作業しづらい場合があります。SUSE Linux Enterprise Serverでは、この問題を回避する方法を2つ提供しています。

ネストしたRAID 1+0は、2つ以上のRAID 1(ミラー)デバイスを作成し、それらのRAID 1デバイスをRAID 0のコンポーネントデバイスとして使用することで構築します。

重要: マルチパス処理

デバイスに対する複数の接続を管理する必要がある場合は、マルチパスI/Oを設定してから、RAIDデバイスを設定する必要があります。詳細については、「第18章 「デバイスのマルチパスI/Oの管理」」を参照してください。

本項の手順では、次の表に示すデバイス名を使用します。それらのデバイス名は、必ず、ご使用のデバイスの名前で変更してください。

ネストしたRAID 0+1は、2個から4個のRAID 0(ストライプ)デバイスで構築され、それらのRAID 0デバイスをミラーリングしてRAID 1のコンポーネントデバイスとします。

重要: マルチパス処理

デバイスに対する複数の接続を管理する必要がある場合は、マルチパスI/Oを設定してから、RAIDデバイスを設定する必要があります。詳細については、「第18章 「デバイスのマルチパスI/Oの管理」」を参照してください。

この構成では、RAID 0がデバイスの喪失に耐えられないので、ベースのRAID 0デバイスにスペアデバイスを指定できません。デバイスがミラーの1つのサイドでエラーになった場合は、置き換え用のRAID 0デバイスを作成して、ミラーに追加します。

本項の手順では、次の表に示すデバイス名を使用します。それらのデバイス名は、必ず、ご使用のデバイスの名前で変更してください。

コンプレックスRAID 10アレイの設定時に、データブロックごとに必要なレプリカ数を指定する必要があります。デフォルトのレプリカ数は2ですが、2からアレイ内のデバイス数まで可能です。

少なくとも、指定のレプリカ数と同数のコンポーネントデバイスを使用する必要があります。ただし、RAID 10アレイのコンポーネントデバイス数は各データブロックのレプリカ数の倍数である必要はありません。有効なストレージサイズは、デバイス数をレプリカ数で割った数です。

たとえば、5個のコンポーネントデバイスで作成したアレイに2つのレプリカを指定した場合は、各ブロックのコピーが2つの異なるデバイスに保存されます。したがって、すべてのデータの1コピーの有効なストレージサイズは、5/2(つまり、コンポーネントデバイスのサイズの2.5倍)となります。

コンプレックスRAID 10のセットアップでは、ディスクにデータブロックを配置する方法を定義するレイアウトが3つサポートされています。利用可能なレイアウトは、near (デフォルト)、far、およびoffsetです。各レイアウトはパフォーマンス特性が異なるため、ワークロードに適したレイアウトを選択することが重要です。

sda1 sdb1 sdc1 sde1
  0    0    1    1
  2    2    3    3
  4    4    5    5
  6    6    7    7
  8    8    9    9

sda1 sdb1 sdc1 sde1 sdf1
  0    0    1    1    2
  2    3    3    4    4
  5    5    6    6    7
  7    8    8    9    9
  10   10   11   11   12

sda1 sdb1 sdc1 sde1
  0    1    2    3
  4    5    6    7
  . . .
  3    0    1    2
  7    4    5    6

sda1 sdb1 sdc1 sde1 sdf1
  0    1    2    3    4
  5    6    7    8    9
  . . .
  4    0    1    2    3
  9    5    6    7    8

sda1 sdb1 sdc1 sde1
  0    1    2    3
  3    0    1    2
  4    5    6    7
  7    4    5    6
  8    9   10   11
 11    8    9   10

sda1 sdb1 sdc1 sde1 sdf1
  0    1    2    3    4
  4    0    1    2    3
  5    6    7    8    9
  9    5    6    7    8
 10   11   12   13   14
 14   10   11   12   13

9.2.2.4 YaSTおよびmdadmによるレプリカ数とレイアウトの指定 #

 

レプリカ数とレイアウトは、YaSTではパリティアルゴリズム、mdadmでは--layoutパラメータで指定します。使用できる値は次のとおりです。

nN

nearレイアウトの場合、nを指定し、Nをレプリカ数で置き換えます。レイアウトおよびレプリカ数を設定しない場合、デフォルトでn2が使用されます。

fN

farレイアウトの場合、fを指定し、Nをレプリカ数で置き換えます。

oN

offsetレイアウトの場合、oを指定し、Nをレプリカ数で置き換えます。

注記: レプリカの数

YaSTでは、パリティアルゴリズムパラメータに設定可能なすべての値が自動的に表示されます。

本項の手順では、次の表に示すデバイス名を使用します。それらのデバイス名は、必ず、ご使用のデバイスの名前で変更してください。

RAID 1、4、5、または6のサイズを増加するには、本項の手順を適用します。RAID内のコンポーネントパーティションごとに、RAIDからパーティションを削除し、そのサイズを変更し、パーティションをRAIDに戻し、RAIDが安定するまで待機してから続行します。パーティションが削除されている間、RAIDはディグレードモードで動作し、ディスクの 耐障害性がまったくないか、または低下しています。複数の同時ディスク障害を許容できるRAIDの場合でも、一度に2つ以上のパーティションを削除しないでください。RAID用コンポーネントパーティションのサイズを増加させるには、次の手順に従います。

RAID内の各コンポーネントパーティションのサイズ変更後(11.1.1項 「コンポーネントパーティションのサイズの増加」参照)も、新しい使用可能スペースの認識を強制するまで、RAIDアレイの設定では、元のアレイサイズが使用され続けます。RAIDアレイのサイズを指定したり、使用可能な最大スペースを使用できます。

本項の手順では、RAIDデバイスのデバイス名として /dev/md0を使用しています。この名前は変更して、必ずご使用のデバイスの名前を使用してください。

アレイサイズの増加後は (11.1.2項 「RAIDアレイのサイズの増加」参照)、ファイルシステムのサイズ変更ができます。

ファイルシステムのサイズを使用可能な最大スペースまで増加したり、正確なサイズを指定できます。ファイルシステムに正確なサイズを指定する場合は、その新しいサイズが次の条件を満たすかどうかを必ず確認してください。

詳しい手順については、第2章 「ファイルシステムのサイズ変更」を参照してください。

RAIDデバイス上のファイルシステムのサイズを削減する際には、新しいサイズが次の条件を満たすかどうかを必ず確認してください。

詳しい手順については、第2章 「ファイルシステムのサイズ変更」を参照してください。

ファイルシステムのサイズ変更後(11.2.1項 「ファイルシステムのサイズの削減」を参照)、RAIDアレイ設定では、利用可能スペースを縮小するよう強制するまで、元のアレイサイズを使い続けます。RAIDが、削減したセグメントサイズを使用するようにするには、mdadm --growモードを使用します。それを行うには、-zオプションを使用して、RAID内の各デバイスが使用するスペースの量を、キロバイトで指定する必要があります。このサイズは、チャンクサイズの倍数である必要があり、RAIDのスーパーブロックをデバイスに書き込むためのスペースとして、約128KBを残しておかなければなりません。

本項の手順では、RAIDデバイスのデバイス名として /dev/md0を使用しています。コマンドを変更して、必ずご使用のデバイスの名前を使用してください。

RAID内の各デバイスで使用されるセグメントサイズの縮小後(11.2.2項 「RAIDアレイのサイズの削減」を参照)、各コンポーネントパーティション内の残りのスペースは、そのRAIDでは使われません。パーティションを現在のサイズのまま残して将来のRAIDの拡大に備えることも、今は使用しないそのスペースを利用することもできます。

そのスペースを利用するには、コンポーネントパーティションを1つずつ削減します。コンポーネントパーティションごとに、そのパーティションをRAIDから削除し、パーティションサイズを縮小し、パーティションをRAIDに戻したら、RAIDが安定するまで待機します。メタデータに備えるには、11.2.2項 「RAIDアレイのサイズの削減」でRAIDに対して指定したサイズより、若干大きなサイズを指定する必要があります。

パーティションが削除されている間、RAIDはディグレードモードで動作し、ディスクの 耐障害性がまったくないか、または低下しています。複数の同時ディスクエラーに耐えるRAIDの場合でも、一度に2つ以上のコンポーネントパーティションを削除しないでください。RAID用コンポーネントパーティションのサイズを縮小するには、次の手順に従います。