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블록 장치 소개

블록 장치

리눅스 파일 시스템, 분할 영역, 블록 장치 등 젠투 리눅스 및 일반적인 리눅스 운영체제의 바람직한 디스크 측면의 양상을 살펴보도록 하겠습니다. 디스크와 파일 시스템의 입출력을 이해하고 나서, 젠투 리눅스 설치에 필요한 분할 영역과 파일 시스템을 설정하겠습니다.

시작에 앞서 블록 장치를 살펴보도록 하죠. 아마~도 리눅스 시스템에서 첫번째 드라이브로 표시하는 대부분 잘 알려진 블록 장치는 /dev/sda겠죠. SCSI와 직렬 ATA 드라이브 둘 다 /dev/sd*와 같은 식으로 표시합니다. 게다가 커널의 libata 프레임워크에서는 IDE 드라이브도 마찬가지로 /dev/sd*로 표시합니다. 이전 장치 프레임워크에서 첫번째 IDE 드라이브는 /dev/hda입니다.

The following table will help readers determine where to find a certain type of block device on the system:

Type of device	Default device handle	Editorial notes and considerations
IDE, SATA, SAS, SCSI, or USB flash	/dev/sda	Found on hardware from roughly 2007 until the present, this device handle is perhaps the most commonly used in Linux. These types of devices can be connected via the SATA bus, SCSI, USB bus as block storage. As example, the first partition on the first SATA device is called /dev/sda1.
NVM Express (NVMe)	/dev/nvme0n1	The latest in solid state technology, NVMe drives are connected to the PCI Express bus and have the fastest transfer block speeds on the market. Systems from around 2014 and newer may have support for NVMe hardware. The first partition on the first NVMe device is called /dev/nvme0n1p1.
MMC, eMMC, and SD	/dev/mmcblk0	embedded MMC devices, SD cards, and other types of memory cards can be useful for data storage. That said, many systems may not permit booting from these types of devices. It is suggested to not use these devices for active Linux installations; rather consider using them to transfer files, which is their typical design intention. Alternatively this storage type could be useful for short-term file backups or snapshots.

위에 나타낸 블록 장치는 디스크의 추상 인터페이스를 표현합니다. 사용자 프로그램은 블록 장치가 IDE가 됐든 SCSI가 됐든 뭐가 됐든지간에 신경쓰지 않고 디스크와 소통을 수행할 때 이 블록 장치를 사용할 수 있습니다. 프로그램에서는 디스크의 저장 공간에 대해, 연속적이며, 임의로 접근하는 512 바이트 블록의 모음으로 다룰 수 있습니다.

파티션과 슬라이스

비록 이론적으로 리눅스 시스템을 저장할 디스크 전체를 사용할 수 있다고는 하지만, 실제로는 거의 불가능합니다. 대신, 전체 디스크 블록 장치를 더 작게 나누고, 더 관리하기 쉬운 블록 장치로 만들 수 있습니다. 대부분의 시스템에서는 파티션이라고 합니다. 다른 아키텍처에서는 슬라이스라고 하는 비슷한 기술이 있습니다.

분할 배치 설계

분할 영역을 얼마나 많이, 크게 할까요?

분할 영역의 수는 환경에 따라 다릅니다. 예를 들어, 사용자가 많을 경우 보안성을 개선하고 백업을 쉽게 하기 위해 /home/을 나누는 것이 좋습니다. 젠투를 메일 서버로 설치한다면, /var/에 모든 메일을 저장하므로 /var/를 나누어야 합니다. 파일 시스템의 탁월한 선택은 성능을 극대화합니다. 게임 서버는 게임 서버를 설치할 /opt/를 따로 나눕니다. 이유는 /home/과 비슷합니다: 보안과 백업이죠. 대부분의 상황에서 /usr/는 거대한 상태고 남아있습니다. 주요 프로그램을 저장할 뿐만 아니라, (보통 /usr/portage에 기본으로 들어가는) 젠투 이빌드 저장소는 거의 650MB를 차지합니다. 이 디스크 공간은 보통 이빌드 저장소내에 저장하는 packages/와 distfiles/ 디렉터리는 제외하고 추산합니다.

In most situations on Gentoo, /usr and /var should be kept relatively large in size. /usr hosts the majority of applications available on the system and the Linux kernel sources (under /usr/src). By default, /var hosts the Gentoo ebuild repository (located at /var/db/repos/gentoo) which, depending on the file system, generally consumes around 650 MiB of disk space. This space estimate excludes the /var/cache/distfiles and /var/cache/binpkgs directories, which will gradually fill with source files and (optionally) binary packages respectively as they are added to the system.

관리자 취향에 달려있습니다. 분할 영역 또는 볼륨을 나누면 다음과 같은 장점이 있습니다:

• 각 분할 영역 또는 볼륨에 대해 최상의 동작을 수행하는 파일 시스템을 선택합니다.
• 제 기능을 상실한 도구가 분할 영역 또는 볼륨에 계속 파일을 기록할 경우, 남아 있는 공간이 없어져 전체 시스템이 동작하지 않습니다.
• 필요한 경우, (이 장점은 여러 개의 분할 영역보다는 여러 대의 디스크에서 더 돋보이지만) 동시에 여러 분할 영역을 검사할 수 있어, 파일 시스템 검사 시간을 줄일 수 있습니다.
• 일부 분할 영역 또는 볼륨을 읽기 전용, nosuid(setuid 무시), noexec(실행 비트 무시) 등으로 마운트하여 보안성을 개선할 수 있습니다.

그러나, 마찬가지로 다중 분할 영역에는 단점도 존재합니다. 제대로 설정하지 않으면 어떤 분할 영역에는 공간이 상당히 남지만, 다른 분할 영역은 그렇지 않을 수 있습니다. 다른 골칫거리는 분할 영역이 나뉘어져 있는 상황입니다. /usr/ 또는 /var/와 같은 중요한 마운트 지점은 특히 그렇습니다. 다른 부팅 스크립트를 시작하기 전에 분할 영역을 마운트하려면 관리자가 종종 initramfs로 부팅해야합니다. 항상 있는 경우는 아니기 때문에 결과가 다양하게 나타납니다.

디스크에서 GPT 레이블을 사용하지 않으면 SCSI와 SATA에서는 분할 영역 갯수가 15개로 제한되어있습니다.

참고
Installations that intend to use systemd as the service and init system must have the /usr directory available at boot, either as part of the root filesystem or mounted via an initramfs.

스왑 공간이 무엇인가요?

Recommendations for swap space size

RAM size	Suspend support?	Hibernation support?
2 GB or less	2 * RAM	3 * RAM
2 to 8 GB	RAM amount	2 * RAM
8 to 64 GB	8 GB minimum, 16 maximum	1.5 * RAM
64 GB or greater	8 GB minimum	Hibernation not recommended! Hibernation is not recommended for systems with very large amounts of memory. While possible, the entire contents of memory must be written to disk in order to successfully hibernate. Writing tens of gigabytes (or worse!) out to disk can can take a considerable amount of time, especially when rotational disks are used. It is best to suspend in this scenario.

완벽한 스왑 분할 영역 값은 없습니다. 스왑 영역의 존재 목적은 내부 메모리(RAM)가 용량 고갈에 처해있을 때 커널에서 디스크 공간을 제공하려는 것입니다. 스왑 영역은 커널에서 곧 접근하지 않을 메모리 페이지를 디스크(스왑 또는 페이지-아웃)에 옮기고 메모리를 확보할 수 있도록 합니다. 물론 메모리가 갑자기 필요할 때도 이 페이지를 메모리에 되돌려놓습니다만(페이지-인), 시간이 오래걸립니다(내부 메모리에 비해 디스크는 비교적 매우 느립니다).

시스템이 메모리를 집중적으로 사용하는 프로그램을 실행하려 하지 않거나 시스템에 충분한 메모리가 있을 경우 많은 스왑 영역이 필요하지 않을지도 모릅니다. 그러나 스왑 영역은 최대 절전모드 기능을 사용할 경우 전체 메모리 공간을 사용하기도 합니다. 시스템을 최대 절전모드로 진입하려 한다면, 더 큰 스왑 영역이 필요하며, 최소한, 종종 시스템에 대용량의 메모리를 설치합니다.

HPPA에서 fdisk 사용

필요한 파티션을 만들려면 fdisk를 사용하십시오:

root #fdisk /dev/sda

HPPA 머신은 PC 표준 DOS 파티션 테이블을 사용합니다. 새 DOS 파티션 테이블을 사용하려면 간단히 o 명령을 사용하십시오.

Command (m for help):o

Building a new DOS disklabel.

PALO(HPPA 부트로더)에서는 동작에 필요한 특수 파티션이 필요합니다. 디스크 시작 부분에 최소한 16MB용량의 특수 용도 파티션을 만들어야 합니다. 파티션 형식은 f0 (Linux/PA-RISC boot)가 되어야 합니다.

중요
이러한 사실을 까먹고 특수한 PALO 파티션 없이 설치를 계속 진행하면 시스템을 다시 시작할 때 문제가 생길 수도 있습니다. 또한 디스크가 2GB 보다 크다면, 부트 파티션이 디스크의 처음 2GB 영역에 있는지 확인하십시오. PALO는 2GB 영역 범위 한도를 벗어나면 커널을 읽을 수 없습니다.

파일 /etc/fstab간단한 기본 파티션 형태

/dev/sda2    /boot   ext2    noauto,noatime   1 1
/dev/sda3    none    swap    sw               0 0
/dev/sda4    /       ext4    noatime          0 0

fdisk의 파티션 배치 모양새는 다음과 같습니다:

Command (m for help):p

Disk /dev/sda: 4294 MB, 4294816768 bytes
133 heads, 62 sectors/track, 1017 cylinders
Units = cylinders of 8246 * 512 = 4221952 bytes
  
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1               1           8       32953   f0  Linux/PA-RISC boot
/dev/sda2               9          20       49476   83  Linux
/dev/sda3              21          70      206150   82  Linux swap
/dev/sda4              71        1017     3904481   83  Linux

파일 시스템 만들기

경고
When using SSD or NVMe drive, it is wise to check for firmware upgrades. Some Intel SSDs in particular (600p and 6000p) require a firmware upgrade for possible data corruption induced by XFS I/O usage patterns. The problem is at the firmware level and not any fault of the XFS filesystem. The smartctl utility can help check the device model and firmware version.

도입부

이제 분할 영역을 만들었고, 파일 시스템을 제 위치에 얹어놓을 차례입니다. 다음 절에서는 리눅스에서 지원하는 다양한 파일 시스템을 설명합니다. 어떤 파일 시스템을 사용할 지 이미 알고 있는 독자라면 파티션에 파일 시스템 반영하기로 계속 진행할 수 있습니다. 그렇지 않으면 계속 읽어 내려가면서 쓸 수 있는 파일시스템이 어떤 종류가 있는지 알아보십시오.

파일 시스템

다양한 파일 시스템이 있습니다. 일부는 hppa 아키텍처에서 안정적입니다 - 중요한 분할 영역을 위해서라면 좀 더 시험적인 분할 영역을 선택하기 전에 파일 시스템과 지원 상태에 대한 내용을 좀 더 읽어보시는 것이 좋겠습니다.

btrfs

스냅샷, 검사합을 통한 자체복구, 투명 압축, 하위 볼륨, 통합 RAID 같은 고급 기능을 제공하는 차세대 파일 시스템입니다. 일부 배포판은 이미 특별한 옵션으로 탑재했지만 실무에서 쓰기엔 준비가 미흡합니다. 파일 시스템이 깨지는 경우가 다반사입니다. 개발자들은 이전 버전에 문제가 있기 때문에 안전을 위해 최신 커널 버전을 사용하라고 합니다. 몇년 동안 이래왔고 무엇인가 바뀐다고 하면 너무 일찍 언급합니다. 깨지는 문제를 고친다고 하면 가끔 이전 커널에 있던 대로 돌아갑니다. 파일 시스템을 쓰려 한다면 위험을 감수하십시오!

ext2

검증된 리눅스 파일시스템이지만 메타데이터 저널링기능이 없습니다. 이는 시작시간의 파일시스템 검사루틴에서 조금 더 많은 시간소모를 할 수 있다는 의미입니다. 이제 일관성 검사를 더욱 빠르게 할 수 있고 비 저널링의 대체 수단으로써 일반적으로 더욱 선호하는 차세대 저널링 파일시스템의 상당한 선택요소가 있습니다. 저널링 파일시스템은 시스템을 시동하고 파일시스템에 비일관 상태가 발생했을 때 긴 지연시간을 줄입니다.

ext3

빠른 복구 기능을 제공하는 메타데이터 저널링을 제공하며, 게다가 전체 데이터와 정렬된 데이터 저널링과 같은 강화 저널링 모드도 지원하는 ext2 파일시스템의 저널링 버전입니다. 대부분의 모든 상황에서 고성능 동작이 가능한 HTree 색인을 사용합니다. 간단히 말해 ext3는 아주 좋은 믿을 수 있는 파일시스템입니다. ext3을 모든 목적의 모든 플랫폼 파일시스템으로 추천합니다.

ext4

ext3으로부터 갈라져 나와 성능을 향상시키고 디스크상 형식에 대해 적절한 수정을 가하여 용량 제한을 없애는 새로운 기능을 포함하여 만든 파일시스템입니다. 볼륨 하나의 크기를 1EB까지 늘릴 수 있고, 파일 최대 크기는 16TB가 될 수 있습니다. 기존의 ext2/3 비트맵 블록 할당 대신에 ext4는 대용량 파일 성능을 끌어올리고 단편화를 줄인 extents를 사용합니다. ext4는 디스크의 데이터 배치에 대해 최적화 할 더 많은 방법을 파일시스템 드라이버에 제공하는 좀 더 세련된 블록 할당 알고리즘(지연할당 및 다중블록 할당)을 제공합니다. ext4는 모든 목적의 모든 플랫폼의 파일 시스템에 추천합니다.

f2fs

플래시 지향 파일 시스템은 처음에 낸드 플래시 메모리에서 활용할 목적으로 삼성에서 만들었습니다. 2016년 2/4분기 시점에, 이 파일 시스템은 여전히 미완의 상태지만 젠투를 마이크로SD 카드, USB 드라이브, 기타 플래시 기반 저장 장치에 설치할 경우 괜찮은 선택입니다.

JFS

IBM의 고성능 저널링 파일시스템입니다. JFS는 다양한 상황속에서도 좋은 성능을 내는, 가볍고 빠르며 믿을 수 있는 B+트리 기반 파일시스템입니다.

ReiserFS

전반적으로 좋은 성능을 내며 특히 용량이 작은 수많은 파일들을 다룰 때 더 많은 CPU 사이클을 소비하는 경우 좋은 성능이 나는 B+트리 기반 저널링 파일시스템입니다. ReiserFS는 다른 파일시스템보다 덜 관리중인 것으로 보입니다.

XFS

견고한 기능 모음을 지니고 있으며 확장성에 있어 최적화 된 메타데이터 저널링 파일시스템입니다. XFS는 다양한 하드웨어 문제에 대해 그다지 관대하진 않은 것 같습니다.

vfat

FAT32로 알려진 vfat은 리눅스에서 지원하지만 권한 설정은 지원하지 않습니다. 여러 운영 체제간 상호 운용성을 목적으로(주로 마이크로소프트 윈도우) 활용하지만 일부 시스템 펌웨어(UEFI)용으로도 필요합니다.

NTFS

"New Technology" 파일 시스템은 마이크로 소프트의 대표 파일 시스템입니다. 위의 vfat과 비슷하게 BSD 또는 리눅스에서 필요한 권한 설정 또는 확장 속성을 저장하지 않기에 루트 파일 시스템으로 활용할 수 없습니다. 오직 마이크로소프트 윈도우와 상호 연동할 때만 활용해야합니다(오직 이 경우에만 역점을 둠을 참고하십시오).

More extensive information on filesystems can be found in the community maintained Filesystem article.

분할 영역에 파일 시스템 반영하기

참고
Please make sure to emerge the relevant user space utilities package for the chosen filesystem before rebooting. There will be a reminder to do so near the end of the installation process.

분할 영역 또는 볼륨에 파일 시스템을 만들 때, 각 파일 시스템에서 사용할 수 있는 도구가 있습니다. 각 파일 시스템의 추가 정보를 살펴보려면 하단 표의 파일 시스템 이름을 누르십시오:

파일시스템	구성 명령	최소 CD 포함?	꾸러미
btrfs	mkfs.btrfs	Yes	sys-fs/btrfs-progs
ext2	mkfs.ext2	Yes	sys-fs/e2fsprogs
ext3	mkfs.ext3	Yes	sys-fs/e2fsprogs
ext4	mkfs.ext4	Yes	sys-fs/e2fsprogs
f2fs	mkfs.f2fs	Yes	sys-fs/f2fs-tools
jfs	mkfs.jfs	Yes	sys-fs/jfsutils
reiserfs	mkfs.reiserfs	Yes	sys-fs/reiserfsprogs
xfs	mkfs.xfs	Yes	sys-fs/xfsprogs
vfat	mkfs.vfat	Yes	sys-fs/dosfstools
NTFS	mkfs.ntfs	Yes	sys-fs/ntfs3g

중요
The handbook recommends new partitions as part of the installation process, but it is important to note running any mkfs command will erase any data contained within the partition. When necessary, ensure any data that exists within is appropriately backed up before creating a few filesystem.

예를 들어, 예제 분할 영역 구조와 같이 ext2 형식의 부팅 분할 영역 (/dev/sda2) 과 ext4 형식의 루트 분할 영역 (/dev/sda4)을 취하려면, 다음 명령을 사용할 수 있습니다:

root #mkfs.ext4 /dev/sda4

EFI system partition filesystem

The EFI system partition (/dev/sda2) must be formatted as FAT32:

root #mkfs.ext2 /dev/sda2

Legacy BIOS boot partition filesystem

Systems booting via legacy BIOS with a MBR/DOS disklabel can use any filesystem format supported by the bootloader.

For example, to format with XFS:

root #mkfs.xfs /dev/sda2

Small ext4 partitions

(8GB 이하의) 작은 분할 영역에서 ext2, ext3, ext4 를 사용한다면, 충분한 inode 갯수를 예약할 적당한 옵션으로 파일 시스템을 만들어야합니다. mke2fs(mkfs.ext2)에서는 "아이노드 당 바이트" 설정을 사용하여 파일 시스템에서 보유할 아이노드 갯수를 계산합니다. 작은 분할 영역일수록 아이노드 갯수를 늘리는 것이 좋습니다.

root #mkfs.ext2 -T small /dev/<device>

각 16kB 영역을 하나의 4kB 영역으로 줄이는 "아이노드 당 바이트"로 주어진 파일 시스템의 아이노드 갯수를 네 배로 뻥튀기(?)합니다. 비율값을 부여하여 속성을 조절할 수 있습니다:

스왑 분할 영역 활성화

mkswap은 스왑 분할 영역을 초기화하는 명령입니다:

root #mkswap /dev/sda3

스왑 분할 영역을 활성화하려면, swapon 명령을 사용하십시오:

root #swapon /dev/sda3

This 'activation' step is only necessary because the swap partition is newly created within the live environment. Once the system has been rebooted, as long as the swap partition is properly defined within fstab or other mount mechanism, swap space will activate automatically.

루트 분할 영역 마운트

참고
Installations which were previously started, but did not finish the installation process can resume the installation from this point in the handbook. Use this link as the permalink: Resumed installations start here.

Certain live environments may be missing the suggested mount point for Gentoo's root partition (/mnt/gentoo), or mount points for additional partitions created in the partitioning section:

root #mkdir --parents /mnt/gentoo

For EFI installs only, the ESP should be mounted under the root partition location:

root #mkdir --parents /mnt/gentoo/efi

Continue creating additional mount points necessary for any additional (custom) partition(s) created during previous steps by using the mkdir command.

이제 분할 영역을 초기화했고 파일 시스템을 넣었으므로 분할 영역을 마운트할 차례입니다. mount 명령을 사용하지만 만들어놓은 모든 분할 영역에 대해 마운트 디렉터리를 만들 필요는 없다는 사실을 잊지 마십시오. 예제를 통해 우리는 루트 분할 영역을 마운트하겠습니다:

Mount the root partition:

root #mount /dev/sda4 /mnt/gentoo

Continue mounting additional (custom) partitions as necessary using the mount command.

참고
/tmp/를 따로 나눈 분할 영역에 두어야 한다면, 마운트하기 전에 퍼미션을 바꾸었는지 확인하십시오:

root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmp

이 설정은 /var/tmp에도 적용 유지합니다.

지침을 따르고 나면 proc 파일 시스템(커널 가상 인터페이스)와 다른 커널 의사 파일 시스템을 마운트합니다. 그러나 우선 젠투 설치 파일을 설치하겠습니다.

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