과제에서 LVM을 사용해 최소한 2개의 암호화된 파티션을 만들어야 한다는 요구사항이 Mandatory part의 제일 처음에 등장한다.

😮 LVM이란 뭘까?

🗂 LVM

LVM(Logical Volume Manager, 논리 볼륨 관리자) 디스크나 대용량 스토리지 장치를 유연하고 확장 가능하게 다룰 수 있는 기술을 리눅스 커널에 구현한 것이다. LVM은 논리적 볼륨을 생성하고 관리하며 관리자의 저장된 데이터를 손상시키지 않고 쉽게 확장하고 축소할 수 있다. 관리자는 하드 디스크를 마음대로 추가해 기존의 논리 볼륨을 늘릴 수 있다.
즉, 리눅스의 저장 공간을 효율적으로 관리하고 사용하기 위한 커널의 한 부분이다.

❓ 볼륨(Volume)
컴퓨터가 인식할 수 있는 파일 시스템을 사용하여 접근할 수 있는 저장 영역

LVM을 아래 그림으로 이해해보도록 하자.

• Partition: 하나의 디스크에 대한 영역을 나누거나 여러 개의 디스크를 통합하는 것이다. 고정적이고 물리적인 개념이 강해 한 번 크기를 설정하면 변경이나 추가가 어렵다. 운영체제는 이 파티션을 디스크처럼 인식한다.
• PV(Physical Volume): LVM에서 사용할 수 있도록 파티션을 물리적 볼륨으로 변환하는 것이다. 디스크의 파티션을 PV로 초기화시키고 일정한 크기의 PE(PV 최소 단위, 기본 4MB)로 구성된다.
• VG(Volume Group): PV가 모여 만들어진 그룹으로, LV를 할당할 수 있는 공간이다.
• LV(Logical Volume): 사용자가 최종적으로 다루는 논리 볼륨이다. 마운터 포인터로 사용할 실질적인 파티션이다. 크기를 확장하고 축소시킬 수 있으며, 일정 크기의 LE(LV 최소 단위, 기본 단위는 PE와 같음)로 구성된다.

LVM은 볼륨이라는 단위로 저장장치를 다루고, 물리적인 디스크를 VG로 묶어 다시 LV로 나누어 파일 시스템을 만든다. 파일 시스템은 이 LVM이 만든 가상의 블록 장치에 읽고 쓰기를 한다.

🤔 LVM을 사용하지 않을 때와의 차이

LVM을 사용하지 않고, 리눅스에서 전통적으로 저장 장치를 사용했던 방식은 디스크를 파티션 단위로 나눈다. 이를 OS의 각각 디렉토리에 파일 시스템으로 마운트한 뒤 지정된 위치에 데이터를 저장해서 사용한다.

만약 특정 파티션에 마운트된 파티션의 용량이 다 찼을 경우에는
추가 디스크를 장착하고,
그 디스크에 파티션을 생성하고,
새로운 마운트 포인트에 연결하고,
기존 데이터를 복사하고,
기존 파티션을 언마운트하고,
다시 또 마운트 해줘야 하는 번거로운 작업을 했어야 했다.

이와 다르게 LVM은 파티션 대신 볼륨 단위로 저장장치를 다룬다. 물리적인 디스크를 VG로 묶고 그것을 다시 LV로 나누어 파일 시스템을 만든다. LVM을 적용하게 되면 디스크를 변경하거나 추가할 때, 기존 데이터를 이전하는 번거로운 작업이 필요 없다.

만약 특정 파티션에 마운트된 파티션의 용량을 다 찼을 경우에, LVM 이 적용되어 있으면
추가 디스크를 장착하고,
추가된 디스크에 파티션을 만들어 PV를 생성하고,
그 PV를 VG에 추가하고,
해당하는 LV의 크기만 증가시켜주면 된다.

따라서 용량이 부족할 경우 디스크를 추가하고, 전통적인 방식보다 쉽고 유연하게 큰 크기로 확장시킬 수 있다. 또한 훨씬 쉽게 여러 디스크를 하나로 뭉쳐서 큰 크기로 사용할 수도 있고 하나의 디스크를 여러 디스크인 것처럼 나누어 효울적으로 사용할 수 있다.

❓ 마운트(Mount)
파티션의 자원을 사용자가 사용할 수 있도록 디렉토리에 연결하는 과정

❓ 마운트 포인트(Mount Point)
리눅스 운영체제에서 사용하고자 하는 장치들을 인식시키기 위한 특정 디렉토리

🤔 LVM을 왜 사용할까?

• 여러 디스크의 공간을 합쳐 하나의 큰 공간처럼 사용할 수 있다.
• 사용하기 애매한 자투리 공간의 디스크 파티션을 활용할 수 있다.
• 기존의 사용중인 디스크 공간이 부족하게 될 경우, 쉽게 확장할 수 있다.

⚫️ 파티션 확인하기

처음 VM을 설정할 때, 과제에서 LVM을 사용해 최소한 2개의 암호화된 파티션을 만들어야 한다라는 요구사항을 만족시키기 위해 다음과 같은 설정을 해주었다.

파티션 디스크(Partition disks)는 디스크의 스토리지 영역을 분리한 것으로, 각 파티션은 운영체제에서 논리적으로 독립된 디스크로 인식하게 된다.

이 과정은 암호화된 파티션(sda5_crypt)을 물리볼륨(PV, sda5_crypt)으로 변환하고, 볼륨그룹(VG, LVMGroup)을 만들고, 논리볼륨(LV, root•swap•home 등)으로 각각 나누어 크기를 설정해주고, 마운트 포인트(/•/home•/var•/srv 등)에 연결하는 과정이었다.
위의 그림과 같이 설정해 준 후, 이제 실행에서 다음 명령어를 쳐서 확인을 해볼 수 있다.

$ lsblk # 리눅스 디바이스 정보 출력, 트리형식으로 모든 스토리지 디바이스를 출력

논리그룹과 각각의 디렉토리에 마운트포인트로 연결해 사용한다. 다음은 기본 구성에 대한 설명이다.

• /root : 최상위 마운트 파티션으로 최상위 디렉토리
• /swap : 가상 메모리로 사용되는 파티션(실제 물리적인 램이 부족할 때 대신 사용됨), 루트와 함께 꼭 필요한 파티션임
• /home : 사용자 계정 파티션, 사용자 계정이 위치함
• /var : 로그 파일 파티션, 시스템의 로그 파일들이 저장됨
• /srv : 서버 파티션, 프로토콜을 이용하여 외부 사용자와의 공유를 위해 사용됨
• /tmp : 임시 파티션, 임시 파일들을 저장하거나 시스템에서 임시로 작업을 진행할 때 사용하는 파티션
• /var/log : 프로그램 로그파일들이 따로 저장되는 디렉토리
• /boot : 커널 부트 이미지 파티션으로 부팅 시스템 파일들이 설치됨

📚 참고

• [리눅스] LVM 과 RAID 개념
• 파티션 및 설치 종류 선택 & LVM