102.1 - Dimensionar partições de disco

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Áreas chaves de conhecimento

Distribuir os sistemas de arquivos e o espaço de swap para separar partições ou discos.
Adaptar o projeto para o uso pretendido do sistema.
Garantir que a partição /boot esteja em conformidade com os requisitos de arquitetura de hardware para a inicialização.
Conhecimento das características básicas do LVM.

Lista parcial de arquivos, termos e utilitários utilizados

Sistema de arquivos raiz / (root)
Sistema de arquivos var
Sistema de arquivos home
Sistema de arquivos boot
Partição de sistema EFI (ESP)
Espaço de swap
Pontos de montagem
Partições

Particionamento de discos

Antes de qualquer dado ser gravado, um disco precisa ser particionado, ou seja, o disco deve ser dividido em subconjunto lógicos chamados partições. As partições são como uma “cerca” que delimita o uma região do disco. Dentro de cada partição existe um sistema de arquivos, que descreve como os arquivos são organizados, onde estão os metadados e como tudo se relaciona.

Todo disco precisa de pelo menos uma partição. As informações sobre elas ficam armazenadas em uma tabela de partições, sendo as mais populares o MBR e o GPT:

Característica	MBR (Master Boot Record)	GPT (GUID Partition Table)
Limite de tamanho de disco	até 2 TB.	até 9,4 ZB (Zettabytes).
Quantidade de partições	Máximo de 4 partições primárias.	Até 128 partições primárias.
Segurança e Recuperação	Dados de boot em um único lugar. Se corromper, perde o acesso.	Várias cópias de segurança espalhadas pelo disco.
Compatibilidade de BIOS	Compatível com a BIOS (Legacy).	Exige suporte UEFI.

Pontos de montagem

No Linux, um sistema de arquivos só fica disponível depois de ser montado. Montar significa vincular a partição a um diretório da árvore do sistema, o ponto de montagem.

# Verificar o que está montado e onde
mount | grep "^/dev"

# Montar uma partição manualmente em /mnt
mount /dev/sdb1 /mnt

Os dispositivos removíveis (pen drivers) são montados automaticamente em /media/USUARIO/ROTULO. Para montagens manuais, a convenção é usar /mnt/.

NOTA: Se o ponto de montagem já contiver arquivos, esses arquivos ficam ocultos enquanto a partição estiver montada. O que você vê é o conteúdo da partição, não o diretório original.

Partições separadas

Há 03 razões principais: resiliência, segurança e desempenho.

/boot: Contém o kernel, o initramfs e os arquivos do GRUB. Mantendo em partição separada, o sistema ainda consegue inicializar mesmo que a partição raiz esteja com problemas. Em sistema BIOS antigos, essa partição precisa estar antes do cilindro 1024 do disco.
/boot/efi - ESP (EFI System Partition): Exigida em sistemas UEFI. É formatada em sistemas de arquivos baseados em FAT. Armazena os carregadores de boot de todos os sistemas operacionais instalados. Em discos MBR, seu ID de tipo é 0xEF.
/home: Diretórios pessoais dos usuários. Separados da raiz, é possível reinstalar o sistema operacional inteiro sem tocar nos dados dos usuários. O diretório costuma ser seguido pelo nome do usuário, como /home/fernando. O tamanho da partição deve lever em conta a quantidade de usuários e o que os usuários armazenarão em seu espaço.
/var: Este diretório contém “dados variáveis”, ou arquivos e diretórios nos quais o sistema deve poder escrever durante a operação. Dentre eles estão:
- /var/log: Logs do sistema.
- /var/tmp: Arquivos temporários.
- /var/cache, /var/html, /var/mysql: Dados de aplicações.

A razão mais importante para isolá-los é a estabilidade: um processo com bug pode encher /var completamente. Se ele estiver na raiz /, o kernel pode entrar em pânico (kernel panic) e corromper o sistema inteiro. Com o /var isolado, só essa partição é isolada.

Swap - Memória virtual

A partição de swap é onde o kernel move as páginas de memória RAM quando a memória física está sobrecarregada. Ela tem um tipo específico e precisa ser inicializada com mkswap antes de ser usada, não pode ser montada como diretório comum.

Na documentação do Red Hat Enterprise Linux 7, a Red Hat recomenda o seguinte:

Quantidade de RAM	Tamanho do Swap recomendado	Tamanho do swap recomendado com hibernação
< 2 GB de RAM	2x a quantidade de RAM	3x a quantidade de RAM
de 2 à 8 GB de RAM	Igual à quantidade de RAM	2x a quantidade de RAM
de 8 à 64 GB de RAM	No mínimo 4 GB	1,5x a quantidade de RAM
> 64 GB de RAM	No mínimo 4 GB	Não recomendado

Nota: Além de partições de swap, o Linux suporta arquivos de swap swapfile, úteis para aumentar o espaço de troca rapidamente sem reparticionar.

LVM (Logical Volume Manager)

O grande problema do particionamento tradicional é que você decide o tamanho de tudo antes de saber exatamente como o sistema vai crescer. O LVM resolve isso com uma camada de abstração, ele é uma forma de virtualização do armazenamento que oferece aos administradores de sistema um método mais flexível do que o particionamento tradicional para gerenciar o espaço em disco. O objetivo do LVM é facilitar a gestão das necessidades de armazenamento de seus usuários finais.

Physical Volume (PV): É um dispositivo de bloco no sistema, como uma partição de disco ou uma matriz RAID.
Volume Group (VG): Grupo de PVs que abstraem os dispositivos subjacentes e são vistos como um único dispositivo lógico, com a capacidade de armazenamento combinada dos PVs do componente.
Logical Volumes (LV): São as “partições virtuais” que você realmente usa e formata com sistemas de arquivos (como ext4 ou XFS). Eles são criados retirando espaço do Grupo de Volumes (VG).

Discos físicos
    ↓
Volumes Físicos (PV) — ex: /dev/sda2, /dev/sdb1
    ↓
Grupos de Volumes (VG) — pool único de espaço
    ↓
Volumes Lógicos (LV) — "partições" redimensionáveis
    ↓
/dev/VGNAME/LVNAME — formatado e montado normalmente

No LVM, as extents (extensões) são os “tijolos” fundamentais que constroem todo o sistema de armazenamento. Por padrão, cada extent possui 4 MB (mas você pode mudar isso ao criar o Grupo de Volumes). Elas representam os menores blocos de dados em que o LVM divide o espaço e são divididas em duas categorias:

Physical Extent (PE): Blocos em que o disco físico (PV) é fragmentado ao entrar no LVM.
Logical Extent (LE): Blocos que formam o volume lógico (LV) que você utiliza.

O tamanho de um volume lógico é simplesmente: número de extents × tamanho da extents. Para aumentar um LV, basta adicionar mais extensões do pool do VG, sem mover dados para outro disco.

Quando você cria um Volume Lógico de 40 MB, o LVM apenas junta 10 LEs e os conecta a 10 PEs livres do seu disco.

# Ver volumes físicos
pvdisplay

# Ver grupos de volumes
vgdisplay

# Ver volumes lógicos
lvdisplay