Ein Speichergerät wird als Blockgerät wie /dev/sda oder /dev/nvme0n1 bereitgestellt. Es kann eine Partitionstabelle enthalten, deren Einträge Bereiche beschreiben, die als untergeordnete Blockgeräte erscheinen. Eine Partition kann anschließend ein Dateisystem, eine Swap-Signatur, ein RAID-Mitglied, einen Verschlüsselungscontainer, ein Physical Volume für logische Volumes oder ein anderes Datenformat enthalten.
Das Dateisystem · Lektion 3
Aufbau eines Datenträgers
Lerne, wie Blockgeräte, Partitionstabellen, Partitionen und Dateisysteme getrennte Speicherebenen bilden.
Diese Ebenen sind unabhängig: Nicht jeder Datenträger besitzt eine Partitionstabelle, nicht jede Partition enthält ein Dateisystem, und ein Dateisystem kann auf einem logischen Volume oder einem vollständigen Gerät liegen.
Partitionstabellen und Grenzen
Eine Partitionstabelle zeichnet Startpositionen, Längen, Typkennungen und schemaspezifische Attribute auf. Der Kernel liest sie und erzeugt daraus Partitionsblockgeräte wie /dev/sda1 oder /dev/nvme0n1p1.
In gewöhnlichen Strukturen dürfen sich Partitionsgrenzen nicht überschneiden. Speicher außerhalb aller Einträge ist aus Sicht der Partitionstabelle nicht zugewiesen, kann aber noch alte Signaturen oder Daten enthalten. Das Ändern einer Tabelle verschiebt Dateisysteminhalte nicht automatisch passend zu den neuen Grenzen.
Was teilt dem Betriebssystem mit, wo Datenträgerpartitionen beginnen und enden?
MBR-Partitionierung
Das ältere DOS-/MBR-Schema speichert seine primäre Tabelle im ersten logischen Sektor. Sie besitzt vier primäre Tabelleneinträge. Ein Eintrag kann eine erweiterte Partition beschreiben, die als Container für eine verkettete Reihe logischer Partitionen dient und so mehr als vier nutzbare Bereiche ermöglicht.
Mit 32-Bit-Sektoradressen und logischen Sektoren von 512 Byte erreicht MBR eine häufig genannte Grenze von etwa 2 TiB. Die genaue Adressierbarkeit hängt von Sektorgröße und Werkzeugunterstützung ab. MBR besitzt außerdem weder die redundanten Kopf- und Tabellenkopien von GPT noch GUIDs pro Partition.
Welche MBR-Struktur ermöglicht mehr als vier nutzbare Partitionen?
GPT-Partitionierung
Die GUID Partition Table (GPT) verwendet 64-Bit-Adressen logischer Blöcke und speichert normalerweise einen primären Kopf und ein Eintragsarray nahe dem Anfang sowie Sicherungskopien nahe dem Ende des Datenträgers. Ein Protective MBR verhindert, dass ältere, ausschließlich MBR-fähige Software den Datenträger als leer behandelt.
Jeder GPT-Eintrag enthält eine Partitionstyp-GUID und eine eindeutige Partitions-GUID; GPT besitzt daher nicht nur einen einzigen Partitionstyp. Die Anzahl verfügbarer Einträge wird durch die zugewiesene Tabelle und die Werkzeuge bestimmt und ist üblicherweise wesentlich größer als vier, ohne erweiterte oder logische Partitionen zu benötigen.
GPT wird normalerweise für UEFI-Bootdatenträger verwendet, doch Partitionierung und Firmware-Bootmodus sind getrennte Konzepte. Ein UEFI-System benötigt außerdem passende Bootdateien und eine EFI-Systempartition; GPT allein macht einen Datenträger nicht bootfähig.
Welche Kennungen enthält ein GPT-Partitionseintrag?
Dateisystemstrukturen hängen vom Format ab
Nach der Partitionierung schreibt ein Werkzeug zur Dateisystemerstellung die vom jeweiligen Dateisystem festgelegten Strukturen. Viele Formate besitzen Konzepte wie Superblocks, Zuweisungsmetadaten, Verzeichniseinträge und Datenextents oder -blöcke. Aufbau, Redundanz und Begriffe unterscheiden sich jedoch.
Ext-Dateisysteme verwenden beispielsweise Inodes und Blockgruppen, während andere Dateisysteme Metadaten durch andere Bäume oder Zuweisungsstrukturen organisieren. Übertrage kein vereinfachtes Diagramm aus „Bootblock, einem Superblock, Inode-Tabelle und Datenblöcken“ auf jedes Dateisystem.
Erzeugt das Anlegen einer Partition automatisch ein Dateisystem darin?
Die aktuelle Struktur untersuchen
Verwende vor jeder Änderung schreibgeschützte Ansichten:
$ lsblk -o NAME,PATH,TYPE,SIZE,PTTYPE,PARTTYPE,FSTYPE,MOUNTPOINTS
$ sudo parted --list
PTTYPE beschreibt ein erkanntes Partitionstabellenschema, PARTTYPE eine Partitionstypkennung und FSTYPE eine erkannte Inhaltssignatur. Die Erkennung ist ein Beleg, aber keine Garantie dafür, dass der Inhalt intakt oder sicher einzuhängen ist.
Gerätenamen können sich ändern, und veraltete Signaturen können die Erkennung verwirren. Bestätige Modell, Seriennummer, Größe, Transport, dauerhafte Links, aktive Einhängungen, Swap, RAID, LVM, Verschlüsselung und Sicherungen, bevor du ein Partitionierungswerkzeug im Schreibmodus öffnest.
Welches lsblk-Feld unterscheidet erkannte Dateisysteminhalte vom Partitionstabellenschema?
Nutze das Lab Linux-Partitionen und Dateisysteme verwalten ausschließlich auf entbehrlichem Speicher, um diese Ebenen zu üben.
Lektion abgeschlossen
Sie haben Aufbau eines Datenträgers abgeschlossen
Du kannst Metadaten der Datenträgerstruktur nun von den darin gespeicherten Datenformaten trennen.
Erkenne vollständige Geräte und ihre untergeordneten Partitionsgeräte.
Ordne erweiterte MBR-Partitionen der älteren Grenze von vier Einträgen zu.
Ordne GPT redundanten Tabellen und GUIDs pro Partition zu.
Behandle das Erstellen eines Dateisystems getrennt vom Erstellen einer Partition.
Untersuche vor Änderungen jede Speicherebene und jeden aktiven Verbraucher.
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