Wyszukiwanie w witrynie

Wyjaśnienie systemu plików Linux: ładowanie rozruchu, partycjonowanie dysku, BIOS, UEFI i typy systemów plików


Pojęcie ładowania rozruchowego, partycjonowania dysku, tablicy partycji, BIOS-u, UEFI, typów systemów plików itp. jest mało znane większości z nas. Bardzo często spotykamy się z tą terminologią, ale rzadko zadawaliśmy sobie trud szczegółowego poznania jej i jej znaczenia. Celem tego artykułu jest wypełnienie tej luki w możliwie najłatwiejszy sposób.

Tabela partycji

Jedną z pierwszych decyzji, jakie podejmujemy podczas instalacji dystrybucji Linuksa, jest partycjonowanie dysku, używany system plików oraz wdrożenie szyfrowania dla bezpieczeństwa, które różni się w zależności od zmiany architektury i platformy. Jedna z najczęściej używanych architektur, INTEL, przechodzi pewne zmiany i ważne jest, aby zrozumieć te zmiany, co z drugiej strony wymaga znajomości procesu uruchamiania.

Wielu programistów uruchamia zarówno Windows, jak i Linux na tej samej maszynie, co może być kwestią preferencji lub potrzeby. Większość dzisiejszych programów ładujących jest na tyle inteligentna, że rozpoznaje dowolną liczbę systemów operacyjnych na tym samym urządzeniu i udostępnia menu umożliwiające uruchomienie preferowanego. Innym sposobem osiągnięcia tego samego celu jest zastosowanie wirtualizacji przy użyciu Xen, QEMU, KVM lub innego preferowanego narzędzia do wizualizacji.

BIOS kontra UEFI

Jeśli dobrze pamiętam, do końca 90 BIOS, który oznacza Basic Input/Output System, był jedynym sposobem na uruchomienie systemu Intel. BIOS przechowuje informacje o partycjonowaniu w specjalnym obszarze zwanym Głównym rekordem rozruchowym (MBR), tak że dodatkowy kod jest przechowywany w pierwszym sektorze każdej partycji startowej.

Pod koniec 90interwencja Microsoftu z firmą Intel zaowocowała powstaniem uniwersalnego rozszerzalnego interfejsu oprogramowania układowego (UEFI), którego pierwotnym celem było bezpieczne uruchamianie systemu. Ten mechanizm uruchamiania okazał się wyzwaniem dla rootkitów, które przyłączały się do sektorów startowych i były trudne do wykrycia w systemie BIOS.

Uruchom z BIOSem

Uruchamianie z BIOS wymaga umieszczenia kodów startowych lub sekwencji startowej w MBR, który jest umieszczony w pierwszym sektorze dysku startowego. W przypadku, gdy zainstalowany jest więcej niż jeden system operacyjny, zainstalowany program startowy zostaje zastąpiony przez jeden wspólny program startowy, który automatycznie umieszcza kody startowe na każdym dysku startowym podczas instalacji i aktualizacji, co oznacza, że użytkownik ma wybór, czy uruchomić dowolny zainstalowany system operacyjny.

Jednak widać, szczególnie w systemie Windows, że moduł ładujący inny niż Windows nie zaktualizuje systemu, szczególnie niektórych programów, mianowicie IE, ale znowu nie ma sztywnej i szybkiej reguły ani nie jest ona nigdzie udokumentowana .

Uruchom z UEFI

UEFI to najnowsza technologia rozruchu opracowana w ścisłej współpracy Microsoftu z firmą Intel. UEFI wymaga, aby ładowane oprogramowanie sprzętowe było podpisane cyfrowo, co pozwala zapobiec dołączaniu rootkitów do partycji rozruchowej. Jednak problem z uruchamianiem Linuksa przy użyciu UEFI jest złożony. Uruchamianie Linuksa w UEFI wymaga upublicznienia używanych kluczy na licencji GPL, co jest sprzeczne z protokołem Linux.

Jednak nadal można zainstalować Linuksa zgodnie ze specyfikacją UEFI, wyłączając opcję „Bezpieczny rozruch” i włączając opcję „Starszy rozruch”. Kody startowe w UEFI umieszczane są w podkatalogach /EFI, specjalnej partycji w pierwszym sektorze dysku.

Typy systemów plików Linux

Standardowa dystrybucja Linuksa umożliwia wybór partycjonowania dysku z formatami plików wymienionymi poniżej, z których każdy ma specjalne znaczenie.

  1. wew2
  2. wew3
  3. wew4
  4. jfs
  5. ReiserFS
  6. XFS
  7. Btrfs

ext2, ext3, ext4

Są to progresywne wersje Rozszerzonego systemu plików (ext), które zostały opracowane głównie dla MINIX. Druga rozszerzona wersja (ext2) była wersją ulepszoną. Ext3 dodał poprawę wydajności. Ext4 oznaczało poprawę wydajności, a także zapewniało dodatkowe funkcje.

Przeczytaj także: Co to jest Ext2, Ext3 i Ext4 oraz jak tworzyć i konwertować systemy plików Linux

JFS

Journaled File System (JFS) został opracowany przez IBM dla systemu AIX UNIX i był używany jako alternatywa dla systemu ext. JFS jest obecnie alternatywą dla ext4 i jest używany tam, gdzie wymagana jest stabilność przy użyciu bardzo niewielu zasobów. Gdy moc procesora jest ograniczona, przydaje się JFS.

ReiserFS

Został wprowadzony jako alternatywa dla ext3 z ulepszoną wydajnością i zaawansowanymi funkcjami. Był czas, gdy domyślny format pliku SuSE Linux to ReiserFS, ale później Reiser zbankrutował i SuSe nie miała innego wyjścia, jak tylko wrócić do ext3 . ReiserFS obsługuje dynamicznie rozszerzenie systemu plików, co było stosunkowo zaawansowaną funkcją, ale systemowi plików brakowało pewnego obszaru wydajności.

XFS

XFS był szybkim JFS, którego celem było równoległe przetwarzanie we/wy. NASA nadal używa tego systemu plików na swoim serwerze pamięci masowej o pojemności ponad 300.

Btrfs

B-Tree File System (Btrfs) koncentruje się na odporności na awarie, przyjemnym administrowaniu, naprawie systemu, konfiguracji dużej pamięci i jest wciąż w fazie rozwoju. Btrfs nie jest zalecany dla systemu produkcyjnego.

Klastrowany format pliku

Klastrowy system plików nie jest wymagany do rozruchu, ale najlepiej sprawdza się we współdzielonym środowisku z punktu widzenia przechowywania.

Format pliku inny niż Linux

Istnieje wiele formatów plików niedostępnych pod Linuksem, ale używanych przez inne systemy operacyjne. Mianowicie, NTFS firmy Microsoft, HFS firmy Apple/Mac OS itp. Większość z nich może być używana pod Linuksem, montując je przy użyciu określonych narzędzi, takich jak ntfs-3g do montowania systemu plików NTFS, ale nie jest to preferowane w Linuksa.

Format pliku Unix

Istnieją pewne formaty plików powszechnie używane w systemie Linux, ale nie są one preferowane w systemie Linux, specjalnie do instalowania systemu root Linux. np. UFS z BSD.

Ext4 jest preferowanym i najczęściej używanym systemem plików Linuksa. W niektórych specjalnych przypadkach używane są XFS i ReiserFS. Btrfs jest nadal używany w środowisku eksperymentalnym.

Partycjonowanie dysku

Pierwszym etapem jest partycjonowanie dysku. Podczas partycjonowania powinniśmy pamiętać o poniższych punktach.

  1. Partycjonuj, pamiętając o tworzeniu kopii zapasowych i odzyskiwaniu danych.
  2. Znak ograniczenia przestrzeni w przegrodzie.
  3. Zarządzanie dyskami – funkcja administracyjna.

Logiczne zarządzanie woluminami

LVM to złożony proces partycjonowania używany w przypadku instalacji dużej pamięci masowej. Struktura LVM nakłada się na faktyczny podział dysku fizycznego.

Zamieniać

Swap jest używany do stronicowania pamięci w systemie Linux, szczególnie podczas hibernacji systemu. Bieżący stan systemu jest zapisywany w pliku Swap, gdy system jest wstrzymany (Hibernacja) w określonym momencie.

System, który nigdy nie przejdzie w stan hibernacji, potrzebuje przestrzeni wymiany równej wielkości jego RAM.

Szyfrowanie

Ostatnim etapem jest szyfrowanie, które zapewnia bezpieczeństwo danych. Szyfrowanie może odbywać się zarówno na poziomie dysku, jak i katalogu. W przypadku szyfrowania dysku cały dysk jest szyfrowany, co może wymagać specjalnych kodów do jego odszyfrowania.

Jednak jest to złożony problem. Kod deszyfrujący nie może pozostać na tym samym dysku poddawanym szyfrowaniu, dlatego potrzebujemy specjalnego sprzętu lub pozwól, aby zrobiła to płyta główna.

Szyfrowanie dysku jest stosunkowo łatwe do osiągnięcia i mniej skomplikowane. W tym przypadku kod deszyfrujący pozostaje na tym samym dysku, gdzieś w innym katalogu.

Szyfrowanie dysku jest konieczne przy budowie serwerów i może stanowić problem prawny ze względu na lokalizację geograficzną, w której jest wdrażane.

W tym artykule próbowaliśmy rzucić więcej światła na Zarządzanie systemem plików oraz zarządzanie dyskami w znacznie bardziej szczegółowy sposób. To wszystko na teraz. Wrócę tu ponownie z kolejnym ciekawym artykułem, który warto poznać. Do tego czasu Bądź na bieżąco i bądź w kontakcie z Tecmint i nie zapomnij podzielić się z nami swoimi cennymi opiniami w sekcji komentarzy poniżej.

Przeczytaj także: Wyjaśnienie struktury katalogów systemu Linux i ważnych ścieżek plików