LPIC101/104.1 Partitionen und Dateisysteme anlegen

Was ist ein Dateisystem ?

zu besser verstehen, Dateisystem unter Linux Beginnen wir mit einem Beispiel der realen Welt.

Stellen Sie sich einen Kühlschrank mit Gefrierfach vor, im Kühlschrank mit Gefrierfach gibt es normalerweise unterschiedliche Abschnitte für unterschiedliche Lebensmittel.

Zum Beispiel ein Platz für Flüssigkeiten, ein Platz für Eier, ein Platz für Obst .

Auf diese Weise können Sie Ihr Essen viel einfacher organisieren als wenn alles vorhanden ist, und vor allem, wenn Sie etwas suchen, können Sie tun, was Sie suchen. Finde es heraus.

Dies gilt auch für Systemdateien, deshalb das Dateisystem ist eine Methode zum Speichern und Organisieren verschiedener Informationen. Einschließlich von Linux-Betriebssystemen unterstützter .

Dateien im Zusammenhang mit dem Dateisystem der Festplatte

ext

ext2

ext3

ext4

XFS

VFAT

Dateisysteme für Flash-Speicher

UBIFS : (Unsorted Block Image File System): von Nokia geförderter, potenzieller JFFS2-Nachfolger

JFFS2 : (Journaling Flash File System, Version 2): weiterentwickelte Variante von JFFS, Unterstützung für NAND-Flash, Komprimierung etc. entgegen dem Namen verwendet es kein Journaling

YAFFS : (Yet Another Flash File System): speziell für NAND-Flashspeicher

Datenbank Bezogene Dateisysteme und Dateisystemen für bestimmte Zwecke

1-procfs

2-sysfs

3-tmpfs

4-debugfs

1-Vorwort

In diesem Dokument sollen die wesentlichen Unterschiede zwischen Windows und Linux gezeigt werden. Denn gerade die Personen, die in die Unix-Welt umsteigen wollen, stellen meist die Frage: Was kann Linux, das Windows nicht kann? Oder: Kann mir Linux den Komfort bieten, den mir Windows bietet? Auf all diese und weitere Fragen werden wir eingehen und dabei versuchen, auch für Laien verständlich zu sein. Wenn Sie dennoch weitere Fragen haben, zögern Sie nicht, eine E-Mail an den Autor oder an das SelfLinux-Team zu senden.

Viele der hier aufgeführten Unterschiede gelten übrigens für Unix im allgemeinen und nicht nur für Linux. Wir werden daher in diesen Fällen meist auch von Unix sprechen. Linux als Teil der Unix-Familie ist dann immer mitgemeint. Wenn wir von Eigenschaften sprechen, in denen sich Linux womöglich von anderen Unix-Varianten unterscheidet, werden wir auch jeweils Linux als Bezeichnung verwenden.

2-Einzel- und Mehrbenutzersysteme

Unix wurde von Anbeginn als ein Mehrbenutzersystem konzipiert. Daher benötigen Sie, bevor Sie mit dem System arbeiten können, einen Benutzernamen, ein zugehöriges Passwort und im allgemeinen auch ein sogenanntes Heimatverzeichnis für Ihre persönlichen Daten. Benutzername und Passwort werden auch als Benutzerkonto bezeichnet. Anders als bei einigen Windows-Varianten kann ein gewöhnlicher Benutzer kein neues Benutzerkonto eröffnen. Diese Aktion ist unter Unix nur dem Administrator (root) erlaubt.

Unter Unix ist es möglich, dass mehrere Benutzer gleichzeitig auf ein und demselben Rechner arbeiten. Zu früheren Zeiten wurde dies bei Unix-Systemen tatsächlich ausgenutzt, indem man mehrere Terminals, d.h. Monitore und Tastaturen, an einen Rechner anschloss, die von unterschiedlichen Benutzern verwendet werden konnten. Heute wird diese Funktionalität meist über Netzwerkverbindungen genutzt. Unterschiedliche Benutzer können sich z.B. auf einem besonders leistungsfähigen Rechner von ihrem lokalen und weniger leistungsfähigen Rechner aus über ein Netzwerk anmelden, um bestimmte rechenintensive Programme oder Dienste zu benutzen. Unix verwaltet diese unterschiedlichen Prozesse so, dass die Benutzer völlig unabhängig voneinander arbeiten können.

Windows ist primär ein Einzelplatzsystem. Frühere, auf MS-DOS basierende Windows-Versionen wie Windows 95 / 98 / ME bieten überhaupt keine Mehrbenutzerfähigkeit im oben beschriebenen Sinne. Spätere, auf NT-Technologie basierende Versionen bieten zwar echte Mehrbenutzerfähigkeit auf Prozessebene, aber kaum sinnvolle Mechanismen, um auf einer entfernten Maschine komfortabel arbeiten zu können. Diese Lücke wird von den Windows Terminal Server-Varianten geschlossen, für die jedoch zusätzlich die Verwendung spezieller Clients notwendig ist. Insgesamt bietet Windows also ebenfalls Mehrbenutzerfähigkeit mit der Möglichkeit der Nutzung entfernter Rechner, doch sind entweder die Möglichkeiten recht eingeschränkt oder aber die Installation spezieller Windows-Versionen auf Server- und Clientseite erforderlich. Über Gegenwart und Zukunft der .NET Technologie wollen wir an dieser Stelle keine Aussage treffen - zu ungewiss ist der Ausgang dieses gerade angebrochenen Kapitels.

3-Das Dateisystem

Windows und Unix verwenden unterschiedliche Dateisystemtypen. Windows 95 bis ME arbeiten ausschließlich mit den Dateisystemen de FAT16 und de FAT32. Windows NT / 2000 / XP verwenden primär das Dateisystem de NTFS. Sicherlich haben Sie diese Begriffe schon einmal gehört, sei es beim Partitionieren der Festplatte oder bei sonstigen Arbeiten. Unter Linux ist das Dateisystem de EXT2 am weitesten verbreitet, aber es gibt weit mehr als ein Dutzend Alternativen. Am interessantesten sind hierbei protokollierende Dateisysteme (engl.: journaling filesystems), die eine größere Fehlertoleranz bieten und nach Systemabstürzen keinen umfangreichen Prüfdurchlauf durchführen müssen, was gerade bei größeren Festplatten eine große Zeitersparnis beim Wiederhochfahren des Systems bedeuten kann. Als protokollierende Dateisysteme werden unter Linux vor allem de EXT3, de ReiserFS, de XFS und de JFS verwendet. NTFS ist ebenfalls ein protokollierendes Dateisystem, das zumindest für einen lesenden Zugriff auch unter Linux unterstützt wird. Generell gilt, dass Sie mit Linux alle unter Windows verwendeten Dateisysteme zumindest lesen können. Umgekehrt können Sie jedoch mit Windows-Bordmitteln nicht auf die Linux spezifischen Dateisysteme zugreifen. Es existieren aber Zusatzprogramme für Windows, die einen eingeschränkten Zugriff auf EXT2- und EXT3-Partitionen ermöglichen. Als ein Vertreter dieser Ergänzungsprogramme wird hier auf en Ext2IFS verwiesen.

Durch das Dateisystem wird unter anderem bestimmt, wie groß eine Partition sein darf. Aktuelle NTFS-Versionen sind ebenso wie die meisten unter Linux verwendeten Dateisysteme in der Lage, Partitionen bis zur einer Größe von mehreren Terabyte zu verwalten. Die Linux-Kernel der Reihe 2.4.x (oder kleiner) limitierten diese Größe jedoch auf ca. ein Terabyte. Mit der Veröffentlichung von Kernel 2.6 wurde durch die Einführung sogenannter Large Block Devices (welche die Verwendung größerer Blöcke auf den Festplatten erlauben) diese Limitierung aufgehoben. Wer extrem hohe Datenmengen innerhalb einer Partition verwalten möchte, sollte sich informieren, ob dies vom jeweiligen Kernel und Dateisystem unterstützt wird. Für normale Benutzer sind Datenmengen im Terabyte-Bereich freilich weit jenseits des Üblichen.

Linux ist aufgrund der verwendeten Dateisysteme schon sehr viel länger in der Lage, lange Dateinamen zu verarbeiten. Dabei braucht man auch keine Rücksicht auf die Kombination 8+3 nehmen. Diese wurde vorrangig von MS-DOS eingesetzt.

Unix unterscheidet zwischen Groß- und Kleinschreibung. In einem Verzeichnis könnten z.B. die Dateien Text.txt und text.txt liegen. Es handelt sich dann um unterschiedliche Dateien, die natürlich auch potentiell einen unterschiedlichen Inhalt haben.

Unter Unix steht es Ihnen frei, wie Sie Ihre einzelnen Dateien benennen. Unter Windows müssen Sie häufig auf die Dateiendung achten. So sollte z.B. bei einem Textdokument die Endung .txt sein. Unter Unix können Sie wählen: .txt, .dokument, .privat oder auch ein Dateiname ohne Endung sind möglich. Der Punkt in dem Dateinamen stellt nicht eine Trennung sondern ein ganz neutrales Zeichen in der Benennung dar. Das System erkennt anhand der dateiinternen Kennzeichnungen um welchen Dateityp es sich handelt. Ergänzend sollte man allerdings festhalten, dass beispielsweise Desktop-Systeme wie de KDE oder Web-Browser die Möglichkeit bieten, Dateien mit einer bestimmten Endung Applikationen zuzuordnen. Diese Zuordnungen sind vom Benutzer konfigurierbar.

4-Die Zugriffsrechte

Unter Windows 95 / 98 / ME haben Sie das Problem, dass Sie jede Datei auf dem System ansehen, verändern, speichern oder gar löschen können. Egal ob es sich nun um eine Systemdatei oder um einem geheimen Liebesbrief handelt. Ebenso können Sie jede beliebige Software installieren und selbstverständlich auch wieder entfernen. Ihnen steht es auch frei, einfach aus Spaß die gesamte Festplatte zu formatieren. Das muss leider nicht immer aus bösem Willen geschehen, sondern kann auch einem erfahrenen Benutzer aus Unachtsamkeit passieren. Auch die so genannten Anmelde-Profile helfen in diesem Fall leider nicht weiter. Sie speichern lediglich die persönlichen Einstellungen und den eingerichteten Desktop. Es ist trotzdem möglich, dass einzelne Benutzer auf die Daten ihrer Mitbenutzer zugreifen.

Unter Unix müssen Sie stets mit einem Benutzernamen angemeldet sein. Somit weiß das System immer, wer Sie sind. Entsprechend wurden Ihnen vom Systemadministrator gewisse Rechte oder Verbote erteilt. Sie können auf dem System genau so viel arbeiten, einsehen oder löschen, wie es Ihnen vom Administrator erlaubt wurde. Die eigentlichen Systemdateien darf ein normalen Benutzer beispielsweise nicht ändern. So können Sie nicht aus Versehen das System beschädigen, Konfigurationsdateien löschen oder gar die Festplatte formatieren - und aus Absicht ebenso wenig. Sie können auch nicht (außer es wurde Ihnen erlaubt) auf die Dateien von anderen Benutzern zugreifen oder diese einsehen (ob lokal oder über das Netz). Grundsätzlich gilt folgende Regel: Es ist alles verboten, das nicht ausdrücklich erlaubt ist. Wundern Sie sich also nicht, wenn Sie einmal die Meldung Permission denied lesen.

Zusätzlich können unter Unix auch so genannte Benutzergruppen erstellt werden. In diesen Gruppen können Sie mehrere Benutzer zusammenfassen und eine Datei für jede Gruppe individuell freigeben oder verbieten. Somit sparen Sie sich die Arbeit, für jeden einzelnen Benutzer eine Datei mit den Zugriffsrechten zu versehen. Das ist in großen Netzwerken mit vielen Benutzern recht hilfreich und erleichtert die Verwaltung erheblich.

Die auf NT-Technologie basierenden Windows-Systeme (NT / 2000 / XP) bieten ein ausgereifteres Benutzersystem an, welches viele der Möglichkeiten bietet, welche unter Unix bereits vor 30 Jahren üblich waren.

Linux ist ein Open-Source-Betriebssystem. So kann jeder auf der ganzen Welt ein neues Dateisystem für dieses Betriebssystem erstellen. Dies ist einer der Gründe, warum es für Linux so viele Dateisysteme gibt.

Was ist Journaling?

Beachten Sie bei der Auswahl eines Dateisystems unter anderem, dass der Name eines Dateisystems als "Journaling" und nicht als "Journaling" angezeigt wird.

Journaling soll Datenschäden verhindern, die durch einen plötzlichen Stromausfall oder durch solche Faktoren verursacht werden können. Angenommen, Ihr System schreibt Daten auf die Festplatte, die sich plötzlich ausschaltet. Ohne die Verwendung von Journaling weiß das System nicht genau, ob die Datei vollständig auf die Festplatte geschrieben wurde oder ob die auf die Festplatte übertragene Datei möglicherweise beschädigt wurde.

MBR: Master Boot Record

Der MBR-Standard wurde erstmals 1983 mit DOS 2.0 eingeführt. Dies wird von den Master Boot Record-Diensten abgeleitet. Dies liegt daran, dass der MBR ein spezielles Startsegment ist, das oben auf einem Laufwerk beginnt. Dieser Abschnitt enthält einen Bootloader für das installierte Betriebssystem und Informationen zu den logischen Partitionen des Laufwerks.

Bootloader ist auch eine Verknüpfung, die einen größeren Bootloader als eine andere Partition auf dem Laufwerk lädt. MBR ist die wichtigste Datenformatierungsstruktur auf der Festplatte. Im MBR befindet sich ein sehr kleiner ausführbarer Code namens Master Boot Code, die Signaturdiskette sowie Ihre Festplattenpartitionstabelle. Am Ende des MBR befindet sich eine 2-Byte-Struktur namens Signature Word, die immer auf 0x55AA festgelegt ist und das Ende des Sektors angibt. Signature Word hat auch die Aufgabe, das Ende des EBR oder Extended Boot Record mit dem Bootsektor zu markieren. Die Datenträgersignatur ist eine eindeutige Nummer, die in einem Offset von 0x0aB8 platziert wird und die Aufgabe hat, die Festplatte gegenüber dem Betriebssystem zu identifizieren.

Die MBR-Aktivitäten lassen sich im Allgemeinen wie folgt zusammenfassen

1 Suchen einer aktiven Partition oder Starten des Sektors .

2 Laden Sie eine Kopie des Boot-Sektors von der aktiven Partition auf das Speichersystem hoch .

3-Verschieben Sie die Steuerbefehle in die ausführbaren Codes im Bootsektor .

4-Durchsuchen Sie die Partitionstabelle nach einer aktiven Partition .

Wenn MBR eine der oben genannten Aktivitäten aus irgendeinem Grund nicht ausführt,gibt das System einen der folgenden Fehler aus

1- Ungültige Partitionstabelle .

2- Fehler beim Laden des Betriebssystems .

3- Fehlendes Betriebssystem .

GPT: GUID-Partitionstabelle

Der Begriff GPT steht für GUID Partition Table (GUID-Partitionstabelle) und bezeichnet eine GUID-Partitionstabelle, die im MBR-Layout neuer ist und schrittweise ersetzt wird. Dieser Standard unterliegt keinen MBR-Einschränkungen, und Partitionen können sehr viel größer sein. Die Kapazitätsgrenzen hängen vom Betriebssystem, Dateisystem oder Dateisystem ab. Sie können mit dem GPT-Standard eine unbegrenzte Anzahl von Partitionen erstellen. Die hier festgelegte Einschränkung ist Ihr Betriebssystem, und Sie müssen keine erweiterte Partition mehr erstellen.

Das Ergebnis ist der Unterschied zwischen MBR und GPT

In den meisten Fällen haben Sie weder mit MBR noch mit GPT ein Problem. Sie müssen nur GPT verwenden oder MBR in GPT konvertieren, wenn Sie eine Partition mit mehr als 2 Terabyte benötigen.

Natürlich unterstützen neuere Computer, auf denen UEFI ausgeführt wird, nur GPT. Wenn Sie einen schnelleren und sichereren UEFI-Start verwenden möchten, sollten Sie GPT-Partitionen verwenden.

Was ist (Ext)

(Extended File System) – für Linux weiterentwickelte Variante des minix-Dateisystems Es ist das erste Dateisystem, das speziell für Linux erstellt wurde. Dieses 1992 eingeführte Dateisystem ist eine aktualisierte Version des Minix-Dateisystems. Diesem Dateisystem fehlen wesentliche Funktionen, weshalb die meisten Linux-Versionen derzeit Ext nicht unterstützen.

Was ist (Ext2)

(Second Extended File System) – weiterentwickelte Variante von ext mit erweiterten Grenzen; war lange Zeit das Standard-Dateisystem Dieses Dateisystem verfügt nicht über die Journalfunktion. Das erste ist ein Dateisystem, das eine Reihe zusätzlicher Funktionen für Dateien und Laufwerke mit einer Größe von 2 Terabyte unterstützt. Die Schreibgeschwindigkeit auf der Festplatte in diesem Dateisystem ist aufgrund des Mangels an Journaling hoch. Wir empfehlen, dieses Dateisystem so weit wie möglich zu vermeiden, es sei denn, Sie sind sicher, dass Sie es aus einem bestimmten Grund verwenden müssen.

Was ist (Ext3)

(Third Extended File System) – weiterentwickelte Variante von ext2 mit Journaling . Das ist das Ext2, das die Journaling-Funktion hinzugefügt hat. Ext3 wurde so konzipiert und gebaut, dass es mit Ext2 kompatibel ist und Ext2-Partitionen in Ext3 konvertiert werden können, ohne dass die gesamte Partition formatiert werden muss.

Was ist (Ext4)

(Fourth Extended File System) – weiterentwickelte Variante von ext3, u. a. mit erweiterten Grenzen . Dieses Dateisystem wurde auch so konzipiert, dass es mit früheren Versionen kompatibel ist. Neue Funktionen wurden zu Ext4 hinzugefügt. Eine der guten und nützlichen Eigenschaften dieses Dateisystems ist die Fragmentierung von Dateien (Fragmentation). Ext4 ist die neueste Version des 2008 eingeführten Ext-Dateisystems und wird heute von den meisten Linux-Versionen standardmäßig verwendet.V

Was ist (XFS)

Dieses Dateisystem wurde von Silicon Graphics für 64-Bit-Dateisysteme entwickelt. Xfs wurde speziell für Hochleistungsumgebungen entwickelt und eignet sich für die Arbeit mit Dateien mit hoher Kapazität und Dateisystemen mit hoher Kapazität. Darüber hinaus unterstützt dieses Dateisystem mehrere externe Dateisysteme und erleichtert den Austausch von Dateien zwischen verschiedenen Betriebssystemen. Einige dieser externen Dateisysteme sind nur auf demselben Betriebssystem verfügbar. Einige Dateisysteme, die nur in Unix-Umgebungen verfügbar sind, werden in xfs unterstützt.

Was ist (VFAT)

(Virtual FAT) Optionale Erweiterung von FAT12/FAT16/FAT32, um Unterstützung für lange Dateinamen und Sonderzeichen zu gewährleisten, ab Windows 95 .

ist eine Version des FAT-Dateisystems, auch bekannt als FAT32. Dieses Dateisystem unterstützt mehr Dateikapazität als FAT. Die meisten Microsoft-Betriebssysteme unterstützen Vfat. Tatsächlich ist Vfat Windows FAT32. ISO 9660: Dieser Dateityp wurde speziell für CD-ROMs und optische Datenträger entwickelt und unterstützt lange Dateinamen.

VFAT: ist eine Version des FAT-Dateisystems, auch bekannt als FAT32. Dieses Dateisystem unterstützt mehr Dateikapazität als FAT. Die meisten Microsoft-Betriebssysteme unterstützen Vfat. Tatsächlich ist Vfat Windows FAT32. ISO 9660: Dieser Dateityp wurde speziell für CD-ROMs und optische Datenträger entwickelt und unterstützt lange Dateinamen.

Einführung in das Fdisk Tool unter Linux

Das Dienstprogramm Fdisk ist ein Linux-Dateiverwaltungsdienstprogramm, das eine Befehlszeile verwendet. Mit diesem Tool können Sie Ihren Festplattenspeicher in Partitionen einteilen, Partitionen sind Teil Ihres Festplattenspeichers. Welche sind in Tandem und ermöglichen es Ihnen, ein Dateisystem zu erstellen. Das Teilen des freien Speicherplatzes auf einer Festplatte wird als Partitionierung oder Partitionierung bezeichnet. Sie können den Befehl fdisk mit dem Schalter -l verwenden, um die Festplatten im System und ihre Formatierungsstruktur anzuzeigen.

Was ist parted

Wir werden das Partitionstool verwenden, um das Laufwerk zu partitionieren. In den meisten Fällen ist dies bereits auf dem Server installiert. Wenn Sie sich auf einem Ubuntu- oder Debian-Server befinden und sich noch nicht getrennt haben, können Sie ihn mit dem folgenden Befehl installieren :

sudo apt-get update

sudo apt-get install parted

Standardpartitionierung auswählen

Dazu müssen wir zuerst den Partitionierungsstandard angeben, den wir verwenden möchten: GPT ist der modernere Partitionierungsstandard, während der MBR-Standard eine umfassendere Unterstützung für alle Betriebssysteme bietet. Es ist möglicherweise am besten, an dieser Stelle GPT zu verwenden. Um den GPT-Standard auszuwählen, genehmigen Sie ihn auf einem Datenträger, den Sie wie folgt angeben:

sudo parted / dev / sda mklabel gpt

Wenn Sie stattdessen das MBR-Format verwenden möchten, geben Sie Folgendes ein:

sudo trennte sich / dev / sda mklabel msdos

Erstellen Sie ein Dateisystem auf der neuen Partition

Nachdem wir eine neue Partition haben, können wir sie als Ext4-Dateisystem formatieren. Übergeben Sie dazu die Partition an das Dienstprogramm mkfs.ext4. Mit Zustimmung des Flags -L können wir eine Partitionsbezeichnung hinzufügen. Wählen Sie einen Namen, um dieses spezielle Laufwerk zu identifizieren:

Tipp :

Stellen Sie sicher, dass es an die Partition und nicht an die gesamte Festplatte übergeben wird. Unter Linux haben Festplatten Namen wie sda, sdb, hda usw. Die Partitionen auf diesen Festplatten haben am Ende eine zusätzliche Nummer, daher müssen wir etwas wie sda1 und nicht sda verwenden.

sudo mkfs.ext4 -L Datenpartition / dev / sda1

mkfs

Der Befehl mkfs unter Linux kann zum Formatieren einer Partition verwendet werden. Mit dem Befehl mkfs können Sie eine Linux-Partition in ein anderes Dateisystem formatieren. Der Befehl mkfs ist ein ziemlich intelligenter Befehl. Wenn Sie diesen Befehl ausführen, um eine Partition zu formatieren, die bereits über ein ext3-Dateisystem verfügt, übernimmt er automatisch das neue Dateisystem ext3 und führt den Befehl mkfs.ext3 aus .

Das Dateisystem wird vom Betriebssystem-Mount automatisch alle 180 Tage oder alle 20 Tage überprüft. Sie können dies ändern, dies wird jedoch normalerweise nicht empfohlen. Jetzt haben Sie eine Partition mit dem Namen dev // sdb1 // Sie haben ein ext3-Dateisystem erstellt. Wenn Sie fdiks -l erneut verwenden, wird der resultierende Partitionsbefehl auch als primärer Befehl angezeigt, damit der obige Befehl t-switch den Dateityp oder den Dateityp definiert Das System wird derzeit als ext3 betrachtet. Natürlich werden verschiedene Befehle verwendet, um verschiedene Dateisysteme wie folgt zu definieren:

1-Mkfs.ext2 : Zum Formatieren von Partitionen mit ext2-Dateisystem .

2-Mkfs.ext3 : Zum Formatieren von Partitionen mit ext3-Dateisystem .

3-Mkfs.msdos : Wird zum Formatieren von Partitionen mit dem VFAT-Dateisystem von Microsoft verwendet. Er enthält denselben Befehl wie "mkfs.vfat" und "mkfs.dosfs", die alle dasselbe tun.