Zoeken op website

Linux-bestandssysteem uitgelegd: opstarten, schijfpartitioneren, BIOS, UEFI en bestandssysteemtypen


Het concept van opstarten, schijfpartitionering, partitietabel, BIOS, UEFI, bestandssysteemtypen, enz. is bij de meesten van ons weinig bekend. We komen deze terminologie heel vaak tegen, maar hebben zelden de moeite genomen om deze en hun betekenis in details te kennen. Dit artikel is een poging om deze leemte op de meest eenvoudig mogelijke manier op te vullen.

Partitietabel

Een van de allereerste beslissingen die we tegenkomen tijdens het installeren van een Linux-distributie is het partitioneren van de schijf, het te gebruiken bestandssysteem, het implementeren van encryptie voor beveiliging, die varieert met de verandering in architectuur en platform. Een van de meest gebruikte architectuur, INTEL, ondergaat enkele veranderingen en het is belangrijk om deze veranderingen te begrijpen, waarvoor aan de andere kant kennis van het opstartproces vereist is.

Veel ontwikkelaars draaien zowel Windows als Linux op dezelfde machine, wat een kwestie van voorkeur of behoefte kan zijn. De meeste bootloaders van tegenwoordig zijn slim genoeg om een willekeurig aantal besturingssystemen op dezelfde box te herkennen en een menu te bieden om op te starten naar het gewenste besturingssysteem. Een andere manier om hetzelfde doel te bereiken is door virtualisatie te gebruiken met behulp van Xen, QEMU, KVM of een ander gewenst visualisatiehulpmiddel.

BIOS versus UEFI

Als ik het me goed herinner, was tot eind 90 het BIOS, wat staat voor Basic Input/Output System, de enige manier om een Intel-systeem op te starten. BIOS bewaart de partitie-informatie in een speciaal gebied genaamd Master Boot Record (MBR), zodat aanvullende code wordt opgeslagen in de eerste sector van elke opstartbare partitie.

Eind jaren 90 resulteerde de tussenkomst van Microsoft bij Intel in de Universal Extensible Firmware Interface (UEFI), waarvan het oorspronkelijke doel was om veilig op te starten. Dit opstartmechanisme bleek een uitdaging te zijn, vooral voor rootkits die vastzitten aan opstartsectoren en moeilijk te detecteren waren met BIOS.

Opstarten met BIOS

Opstarten met BIOS vereist het plaatsen van opstartcodes of opstartvolgorde in MBR, dat in de eerste sector van de opstartschijf wordt geplaatst. Als er meer dan één besturingssysteem is geïnstalleerd, wordt de geïnstalleerde bootloader vervangen door één algemene bootloader die tijdens de installatie en update automatisch opstartcodes op elke opstartbare schijf plaatst, wat betekent dat de gebruiker de keuze heeft om op te starten in een van de geïnstalleerde besturingssystemen.

Het wordt echter gezien, vooral op Windows, dat een niet-Windows-bootloader het systeem niet zal updaten, vooral bepaalde programma's, namelijk IE, maar nogmaals, er is geen vaste regel en het is nergens gedocumenteerd. .

Opstarten met UEFI

UEFI is de nieuwste opstarttechnologie die is ontwikkeld in nauwe samenwerking van Microsoft met Intel. UEFI vereist dat de firmware die wordt geladen digitaal ondertekend is, een manier om te voorkomen dat rootkits aan de opstartpartitie worden gekoppeld. Het probleem bij het opstarten van Linux met UEFI is echter complex. Voor het opstarten van Linux in UEFI moeten de gebruikte sleutels openbaar worden gemaakt onder GPL, wat in strijd is met het Linux-protocol.

Het is echter nog steeds mogelijk om Linux volgens de UEFI-specificatie te installeren door ‘Secure boot‘ uit te schakelen en ‘Legacy Boot‘ in te schakelen. Opstartcodes in UEFI worden geplaatst onder submappen van /EFI, een speciale partitie in de eerste sector van de schijf.

Soorten Linux-bestandssystemen

Een standaard Linux-distributie biedt de keuze om schijven te partitioneren met de onderstaande bestandsformaten, die elk een speciale betekenis hebben.

  1. ext2
  2. ext3
  3. ext4
  4. jfs
  5. ReiserFS
  6. XFS
  7. Btrfs

ext2, ext3, ext4

Dit is de progressieve versie van Extended Filesystem (ext), die voornamelijk is ontwikkeld voor MINIX. De tweede uitgebreide versie (ext2) was een verbeterde versie. Ext3 heeft prestatieverbetering toegevoegd. Ext4 was een prestatieverbetering naast extra functies.

Lees ook: Wat is Ext2, Ext3 & Ext4 en hoe u Linux-bestandssystemen kunt maken en converteren

JFS

Het Journaled File System (JFS) is door IBM ontwikkeld voor AIX UNIX en werd gebruikt als alternatief voor system ext. JFS is momenteel een alternatief voor ext4 en wordt gebruikt waar stabiliteit vereist is met het gebruik van zeer weinig bronnen. Wanneer de CPU-kracht beperkt is, komt JFS van pas.

ReiserFS

Het werd geïntroduceerd als alternatief voor ext3 met verbeterde prestaties en geavanceerde functies. Er was een tijd dat het standaardbestandsformaat van SuSE Linux ReiserFS was, maar later ging Reiser failliet en had SuSe geen andere keus dan terug te keren naar ext3 . ReiserFS ondersteunt bestandssysteemextensie dynamisch, wat een relatief geavanceerde functie was, maar het bestandssysteem miste een bepaald prestatiegebied.

XFS

XFS was een JFS met hoge snelheid die gericht was op parallelle I/O-verwerking. NASA gebruikt dit bestandssysteem nog steeds op hun opslagserver van 300+ terabyte.

Btrfs

B-Tree File System (Btrfs) richt zich op fouttolerantie, leuk beheer, reparatiesysteem, grote opslagconfiguratie en is nog in ontwikkeling. Btrfs wordt niet aanbevolen voor productiesystemen.

Geclusterd bestandsformaat

Een geclusterd bestandssysteem is niet vereist voor het opstarten, maar is het meest geschikt vanuit het oogpunt van opslag in een gedeelde omgeving.

Niet-Linux bestandsformaat

Er zijn veel bestandsindelingen die niet beschikbaar zijn onder Linux, maar die door andere besturingssystemen worden gebruikt. Te weten NTFS van Microsoft, HFS van Apple/Mac os, enz. De meeste hiervan kunnen onder Linux worden gebruikt door ze te mounten met behulp van bepaalde tools zoals ntfs-3g om het NTFS-bestandssysteem te mounten, maar hebben niet de voorkeur onder Linux.

Unix-bestandsformaat

Er zijn bepaalde bestandsformaten die veel worden gebruikt in Linux, maar die onder Linux niet de voorkeur hebben, speciaal voor het installeren van het Linux-rootsysteem. bijvoorbeeld UFS of BSD.

Ext4 is het geprefereerde en meest gebruikte Linux-bestandssysteem. In bepaalde speciale gevallen worden XFS en ReiserFS gebruikt. Btrfs wordt nog steeds gebruikt in een experimentele omgeving.

Schijfpartitionering

De eerste fase is schijfpartitionering. Bij het partitioneren moeten we de onderstaande punten in gedachten houden.

  1. Partitie waarbij back-up en herstel in gedachten worden gehouden.
  2. Markering voor ruimtebeperking in scheidingswand.
  3. Schijfbeheer – Administratieve functie.

Logisch volumebeheer

LVM is een complexe partitie die wordt gebruikt bij de installatie van grote opslag. De LVM-structuur overlapt de daadwerkelijke fysieke schijfpartitionering.

Ruil

Swap wordt gebruikt voor geheugenpaging in Linux, vooral tijdens de systeemslaap. De huidige fase van Systeem wordt naar Swap geschreven wanneer het systeem op een bepaald moment wordt gepauzeerd (Slaapstand).

Een systeem dat nooit in de slaapstand zal gaan, heeft een swapruimte nodig die gelijk is aan de grootte van zijn RAM.

Encryptie

De laatste fase is encryptie die gegevens veilig garandeert. Versleuteling kan zowel op schijfniveau als op mapniveau plaatsvinden. Bij schijfversleuteling wordt de hele schijf versleuteld. Er zijn speciale codes nodig om deze te ontsleutelen.

Het is echter een complex vraagstuk. De decoderingscode kan niet op dezelfde schijf blijven die wordt gecodeerd. Daarom hebben we bepaalde speciale hardware nodig of laten we het moederbord dit doen.

De schijfversleuteling is relatief eenvoudig te realiseren en minder complex. In dit geval blijft de decoderingscode op dezelfde schijf staan, ergens in een andere map.

Schijfversleuteling is noodzakelijk bij het bouwen van servers en kan een juridisch probleem zijn, afhankelijk van de geografische locatie waar u het implementeert.

Hier in dit artikel hebben we geprobeerd om op veel meer diepgaande wijze licht te werpen op Bestandssysteembeheer en op schijfbeheer. Dat is het voor nu. Ik zal hier weer zijn met nog een interessant artikel dat de moeite waard is om te weten. Tot die tijd Blijf op de hoogte en verbonden met Tecmint en vergeet niet om ons uw waardevolle feedback te geven in het commentaargedeelte hieronder.

Lees ook: Linux-directorystructuur en belangrijke bestandspaden uitgelegd