102.1 レッスン 1

Linuxでファイルシステムにアクセスするには、ファイルシステムを マウント する必要があります。これは、ファイルシステムをシステムのディレクトリツリー内の マウントポイント と呼ばれるあるディレクトリに取り付けることを意味します。

マウントされると、ファイルシステムの内容が、マウントポイントの下に現れて利用できるようになります。たとえば、ユーザーの個人データ（ホームディレクトリ）を含むパーティションがあり、ディレクトリ /john、/jack、/carol が含まれているとします。そのパーティションを /home の下にマウントすると、それらのディレクトリの内容が /home/john、/home/jack、/home/carol として利用可能になります。

ファイルシステムをマウントする前に、マウントポイントとなるディレクトリが存在している必要があります。例えば /mnt/userdata ディレクトリが存在しない場合は、そこにパーティションをマウントすることはできません。逆にディレクトリが存在していてファイルを含んでいる場合は、ファイルシステムをアンマウントするまで、それらのファイルにはアクセスできません。ディレクトリの内容を一覧表示すると、ディレクトリの元の内容ではなく、マウントされたファイルシステムにあるファイルが表示されます。

ファイルシステムはどこにでもマウントできます。ただし、システム管理を容易にするために従うべき慣習があります。

伝統的に /mnt には、取り外し可能な外部デバイスをマウントします。例えば、CD-ROMドライブ（/mnt/cdrom）やフロッピーディスク（/mnt/floppy）のように、一般的なデバイス用の アンカーポイント がその下に用意されています。

最近は（/mnt ではなく）/media がよく使われます。ユーザーによる取り外し可能なメディア（外部ディスク、USBフラッシュドライブ、メモリカードリーダ、光ディスクなど）をシステムに接続した場合の、デフォルトのマウントポイントになっています。

現在のほとんどのLinuxディストリビューションでは、リムーバブルデバイスを接続すると自動的に /media/USER/LABEL 以下にマウントされるようになっています。USER はユーザー名で、LABEL はデバイスを識別するボリューム名（ラベル）です。例えば、FlashDrive というラベルのUSBフラッシュドライブをユーザー john が接続すると、/media/john/FlashDrive/ 以下にマウントされます。（デスクトップ環境によっては挙動が異なることがあります）。

とはいえ、ファイルシステムを 手動で マウントする必要がある場合は、/mnt の下にマウントすることがお勧めです。Linuxでファイルシステムのマウントとアンマウントを制御するコマンドについては、別のレッスンで取り上げします。

Linuxでは、専用のパーティションに保持した方が良いディレクトリがいくつかあります。さまざまな理由があり、たとえば、ブートローダー関連のファイル（/boot）を、専用の bootパーティション に置けば、ルートファイルシステムが破損した場合でもシステムを起動できます。

あるいは、ユーザー個人用のディレクトリ（/home）を、別のパーティションに分けておけば、誤ってユーザーデータに触れるリスクなしに、システムを簡単に再インストールできます。またあるいは、Webやデータベースなどのサーバー用データ（通常は /var の下）を別のパーティション（ないし別のディスク）に分けておけば、サーバー用にディスク領域を追加する必要がある場合のシステム管理が容易になります。

パフォーマンス上の理由から、あるディレクトリを別のパーティションに分けることもあります。たとえば、ルートファイルシステム（/）を高速なSSDユニットに保持し、/home や /var などの大きな容量を必要とするディレクトリを安価なハードディスクに保持すれば、パフォーマンスとコストの最適化を図ることができます。

スワップパーティションは、必要に応じてメモリページをRAMからディスクにスワップするために使用されます。このパーティションは、専用のパーティションID（0x82）を持ち、使用する前に mkswap と呼ばれるユーティリティでセットアップする必要があります。

スワップパーティションは他のパーティションのようにマウントできません。つまり、通常のディレクトリのようにアクセスしてその内容を確認することはできません。

システムは（一般的ではありませんが）複数のスワップパーティションを持つことができ、Linuxではパーティションではなくスワップ ファイル の使用もサポートします。スワップファイルは、必要な時にスワップ領域をすばやく増やすのに役立ちます。

スワップパーティションのサイズは論争の的となる課題です。Linuxの初期の古いルール（“RAM容量の2倍”）は、システムの使用方法と物理RAMの量によって不適切な場合があります。

Red Hat Enterprise Linux 7のドキュメントでは、Red Hatは以下を推奨しています。

もちろん、スワップ容量はワークロードに依存します。データベース、web、SAPサーバーなどの重要なサービスを実行しているマシンでは、これらのサービス（またはソフトウェアベンダー）のドキュメントで推奨事項を確認することを勧めます。

ディスクを1つまたは複数のパーティションに分割し、各パーティションにファイルと関連するメタデータを格納するファイルシステムを格納する方法についてはすでに説明しました。パーティション分割の欠点は、システム管理者がデバイスの空きディスク領域をどのように配分するかを事前に決定しなければならないことです。パーティションが当初の見込みよりも多くの領域を必要とする場合、後で問題になることがあります。もちろんパーティションのサイズは変更できますが、ディスク上に空き容量がない場合など、容量の拡大が不可能な場合があります。

LVM（Logical Volume Management）は、従来のパーティショニングよりも柔軟なディスク領域管理方法を提供する、一種のストレージ仮想化です。LVMの目標は、エンドユーザーのストレージニーズへの対応を容易にすることです。最も基本となる要素は 物理ボリューム（PhysicalVolume）といって、ディスクパーティションやRAIDアレイなどのブロックデバイスです。

いくつかの物理ボリュームを ボリュームグループ（VolumeGroups）にグループ化して、それぞれのPV容量を合計したサイズのストレージとして抽象化した1つの論理デバイスとします。

ボリュームグループを作成する際に、それぞれの物理ボリュームが、エクステント と呼ばれる固定サイズ（デフォールトは4M）のピースに分割されます。物理ボリューム上のエクステントは 物理エクステント（Phisical Extents）と呼ばれ、後述する論理ボリューム上のエクステントは 論理エクステント（Logical Extents）と呼ばれます。通常、論理エクステントと物理エクステントは1対1でマップされますが、ディスクミラーリングなどの機能を使用する場合には、対応付けが変更されることがあります。

ボリュームグループから指定した数のエクステントを切り出して、論理ボリューム（Logical Volume）を作成します。論理ボリュームは、パーティションと同様に（ブロックデバイスとして）機能しますが、より柔軟性があります。

論理ボリュームのサイズは作成時に指定しますが、実際には物理エクステントのサイズ（デフォルトでは4MB）に、論理ボリューム上のエクステントの数を掛けたものです。つまり、論理ボリュームを拡張するには、ボリュームグループから未使用のエクステントを論理ボリュームに追加するだけです。同様に、エクステントを削除して論理ボリュームを縮小することもできます。

論理ボリュームが作成されると、オペレーティングシステムからは通常のブロックデバイスとして認識されます。デバイスは /dev に作成されます。名前は /dev/VGNAME/LVNAME です。ここで言う、VGNAME はボリュームグループの、LVNAME は論理ボリュームの名前です。

これらのデバイスは、標準的なユーティリティ（たとえば、mkfs.ext4 など）を使って希望するファイルシステム種別でフォーマットし、通常の方法でマウントできます。すなわち、mount コマンドで手動で、あるいは /etc/fstab ファイルに追加することで自動的にマウントできます。