Handbuch:HPPA/Installation/Festplatten

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HPPA Handbuch
Installation
Über die Installation
Auswahl des Mediums
Konfiguration des Netzwerks
Vorbereiten der Festplatte(n)
Installation des Stage Archivs
Installation des Basissystems
Konfiguration des Kernels
Konfiguration des Systems
Installation der Tools
Konfiguration des Bootloaders
Abschluss
Arbeiten mit Gentoo
Portage-Einführung
USE-Flags
Portage-Features
Initskript-System
Umgebungsvariablen
Arbeiten mit Portage
Dateien und Verzeichnisse
Variablen
Mischen von Softwarezweigen
Zusätzliche Tools
Eigener Portage-Tree
Erweiterte Portage-Features
Netzwerk-Konfiguration
Zu Beginn
Fortgeschrittene Konfiguration
Modulare Vernetzung
Drahtlose Netzwerke
Funktionalität hinzufügen
Dynamisches Management


Einführung in blockorientierte Geräte

Blockorientierte Geräte

Schauen wir uns die Festplatten-spezifischen Aspekte von Gentoo Linux und Linux im Allgemeinen an - insbesondere Linux Dateisysteme, Partitionen und blockorientierte Geräte (Block Devices). Wenn Sie die Vor- und Nachteile von Festplatten und Dateisystemen verstanden haben, können Sie Partitionen und Dateisysteme für die Linux-Installation erstellen.

Zu Beginn schauen wir uns blockorientierte Geräte an. Das berühmteste Block Device ist vermutlich jenes, das das erste Laufwerk eines Linux-Systems ist, nämlich /dev/sda. SCSI und serielle ATA Laufwerke werden beide /dev/sd* benannt. Sogar IDE Laufwerke werden mit dem libata Framework im Kernel so benannt. Bei der Verwendung des alten Geräte Frameworks ist das erste IDE Laufwerk /dev/hda.

Die oben genannten blockorientierten Geräte repräsentieren eine abstrakte Schnittstelle zur Festplatte. Benutzerprogramme können diese Block Devices nutzen, um mit der Festplatte zu interagieren, ohne sich darum sorgen zu müssen, ob die Festplatten über IDE, SCSI oder etwas anderem angebunden sind. Das Programm kann den Speicher auf der Festplatte einfach als eine Anhäufung zusammenhängender 512-Byte Blöcke mit wahlfreiem Zugriff ansprechen.


Partitionen und Slices

Obwohl es theoretisch möglich wäre die gesamte Festplatte für die Unterbringung eines Linux Systems zu nutzen, wird das in der Praxis selten gemacht. Statt dessen teilt man das gesamte Festplatten Block-Device in kleinere, besser verwaltbare Block Devices auf. Auf den meisten Systemen nennt man diese Partitionen. Andere Architekturen verwenden eine ähnliche Technik, genannt "Slices".

Ein Partitionsschema entwerfen

Wie viele Partitionen und wie groß?

Die Anzahl der Partitionen hängt stark von der Ziel-Umgebung ab. Wenn es beispielsweise viele Nutzer gibt, ist eine eigene Partition /home/ ratsam, da diese die Sicherheit erhöht und Backups vereinfacht. Wenn Gentoo installiert wird um als Mailserver zu dienen, dann sollte es ein eigenes /var/ geben, weil alle Mails in /var/ gespeichert werden. Eine gute Wahl des Dateisystems maximiert dann die Performance. Spiele-Server werden eine eigene Partition /opt/ besitzen, da die meiste Spiele-Server-Software dort installiert wird. Der Grund ist ähnlich wie für das /home/ Verzeichnis: Sicherheit und Backups. In den meisten Situationen muss /usr/ ausreichend groß sein: hier wird nicht nur die Mehrzahl der Anwendungen gespeichert, sondern auch das Gentoo ebuild Repository (standardmäßig unter: /var/db/repos/gentoo), das alleine schon rund 650 MiB benötigt. Diese Größenabschätzung enthält noch nicht den benötigten Plattenplatz für die Verzeichnisse binpkgs/ und distfiles/, die standardmäßig unter /var/cache/ gespeichert werden.

Es hängt also stark davon ab, was der Administrator erreichen möchte. Separate Partitionen oder Volumes haben folgende Vorteile:

  • Wählen Sie das performanteste Dateisystem für jede Partition oder jedes Volume.
  • Dem Gesamtsystem kann der freie Speicherplatz nicht ausgehen, wenn ein fehlerhaftes Tool kontinuierlich Dateien auf eine Partition oder ein Volume schreibt.
  • Falls nötig werden Dateisystemüberprüfungen zeitlich reduziert, da mehrere Überprüfungen gleichzeitig durchgeführt werden können. (Wenngleich dieser Vorteil eher bei mehreren Festplatte als bei Partitionen zum Tragen kommt.)
  • Sie können die Sicherheit erhöhen indem Sie einige Partitionen oder Volumes read-only, nosuid (setuid Flags werden ignoriert), noexec (executable Flags werden ignoriert) etc. einbinden.

Viele Partitionen können aber auch Nachteile haben. Wenn diese schlecht an das System angepasst sind, kann es sein, dass eine Partition voll ist und auf einer anderen Partition noch viel freier Platz verfügbar ist. Ein weiterer Nachteil besteht darin, dass separate Partitionen - vor allem für wichtige Mount-Pfade wie /usr/ oder /var/ - es häufig notwendig machen, während des Bootens ein initramfs zu benutzen, welches diese Partitionen vor der Ausführung anderer Boot-Skripte mountet. Das ist aber nicht immer notwendig und hängt vom Einzelfall ab.

Weiterhin gibt es ein Limit von maximal 15 Partitionen für SCSI- und SATA-Datenträger, es sei denn, der Datenträger nutzt GPT-Labels.

Was ist mit dem Swap-Speicher?

Die perfekte Größe für eine Swap-Partition gibt es nicht. Der Zweck von Swap-Speicher es ist Festplattenspeicherplatz für den Kernel bereitzuhalten, wenn der interne Speicher (RAM) knapp wird. Der Swap-Speicher erlaubt dem Kernel Speicherseiten auf die vermutlich nicht bald zugegriffen wird auf die Platte auszulagern (Swap oder Page-Out) um Arbeitsspeicher freizumachen. Wird der Speicherinhalt plötzlich benötigt, müssen diese Speicherseiten (Pages) wieder zurück in den Arbeitsspeicher geladen werden (Page-In), dies dauert eine Weile (da Festplatten verglichen mit Arbeitsspeicher sehr langsam sind).

Wenn auf dem System keine Speicherintensiven Anwendungen ausgeführt werden oder das System viel Speicher zur Verfügung hat, benötigt es vermutlich nicht viel Swap-Speicher. Allerdings wird der Swap-Speicher ebenfalls dazu verwendet, den gesamten Speicherinhalt im Ruhezustand (Hibernation) aufzunehmen. Wenn das System den Ruhezustand benötigt, brauchen Sie daher einen größeren Swap-Speicher. Häufig muss dieser mindestens so groß sein, wie der im System installierte Arbeitsspeicher.


fdisk auf HPPA benutzen

Verwenden Sie fdisk um die benötigten Partitionen zu erzeugen:

root #fdisk /dev/sda

HPPA Maschinen verwenden PC Standard DOS Partitionstabellen. Verwenden Sie einfach den o Befehl, um eine neue DOS Partitionstabelle zu erstellen.

Command (m for help):o
Building a new DOS disklabel.

PALO (der HPPA Bootloader) benötigt eine besondere Partition, damit er funktioniert. Es muss eine mindestens 16 MB große Partition am Anfang der Festplatte für ihn erzeugt werden. Der Typ der Partition muss f0 (Linux/PA-RISC boot) sein.

Wichtig
Wenn dies vergessen wird und die Installation ohne eine spezielle PALO Partition fortgesetzt wird, kann das System möglicherweise nicht neugestartet werden. Falls die Festplatte größer als 2 GB ist stellen Sie bitte sicher, dass die Bootpartition innerhalb der ersten 2 GB der Festplatte liegt. PALO ist nicht in der Lage einen Kernel zu lesen, der außerhalb dieser 2 GB Grenze liegt.
DATEI /etc/fstabEinfaches Standard-Partitionsschema
/dev/sda2    /boot   ext2    noauto,noatime   1 1
/dev/sda3    none    swap    sw               0 0
/dev/sda4    /       ext4    noatime          0 0

In fdisk sieht so ein Partitionslayout folgendermaßen aus:

Command (m for help):p
Disk /dev/sda: 4294 MB, 4294816768 bytes
133 heads, 62 sectors/track, 1017 cylinders
Units = cylinders of 8246 * 512 = 4221952 bytes
  
   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1               1           8       32953   f0  Linux/PA-RISC boot
/dev/sda2               9          20       49476   83  Linux
/dev/sda3              21          70      206150   82  Linux swap
/dev/sda4              71        1017     3904481   83  Linux


Erstellen von Dateisystemen

Einleitung

Nachdem die Partitionen angelegt wurden, ist es an der Zeit, Dateisysteme darauf anzulegen. Im nächsten Abschnitt werden die unterschiedlichen Dateisysteme beschrieben, die Linux unterstützt. Leser, die bereits wissen, welches Dateisystem sie verwenden wollen, können bei Dateisystem auf einer Partition anlegen fortfahren. Alle anderen sollten weiterlesen, um mehr über die verfügbaren Dateisysteme zu erfahren ...

Dateisysteme

Mehrere Dateisysteme sind verfügbar. Einige davon gelten als stabil auf der hppa Architektur. Es ist ratsam, sich über das Dateisystem und dessen Unterstützungsgrad zu informieren, bevor Sie sich für wichtige Partitionen für ein eher experimentelles Dateisystem entscheiden.

btrfs
A next generation filesystem that provides many advanced features such as snapshotting, self-healing through checksums, transparent compression, subvolumes and integrated RAID. A few distributions have begun to ship it as an out-of-the-box option, but it is not production ready. Reports of filesystem corruption are common. Its developers urge people to run the latest kernel version for safety because the older ones have known problems. This has been the case for years and it is too early to tell if things have changed. Fixes for corruption issues are rarely backported to older kernels. Proceed with caution when using this filesystem!
ext2
Das ist das erprobte und wahre Linux Dateisystem aber es hat kein Metadaten-Journaling. Dies bedeutet, dass normale ext2 Dateisystemüberprüfungen beim Systemstart ziemlich zeitaufwändig sein können. Mittlerweile gibt es eine gute Auswahl an Journaling-Dateisystemen, die sehr schnell auf Konsistenz überprüft werden können und deshalb ihren Nicht-Journaling-Ausführungen im Allgemeinen bevorzugt werden. Journaling-Dateisysteme verhindern lange Verzögerungen wenn das System gebootet ist und es passiert, dass das Dateisystem in einem inkonsistenten Zustand ist.
ext3
Die Journaling-Version des Dateisystems ext2. Es bietet Metadaten-Journaling für schnelle Wiederherstellung zusätzlich zu anderen Journaling-Modi wie Full-Data- und Ordered-Data-Journaling. Es verwendet einen H-Baum (Htree) Index der hohe Leistung in fast allen Situationen ermöglicht. Kurz gesagt, ext3 ist ein sehr gutes und verlässliches Dateisystem.
ext4
Ursprünglich als Abspaltung von ext3 entstanden, bringt ext4 neue Funktionen, Leistungsverbesserungen und den Wegfall der Größenbeschränkungen durch moderate Änderungen des On-Disk-Formats. Es kann Datenträger mit bis zu 1 EB und mit Dateigrößen von bis zu 16 TB umspannen. Anstelle der klassischen ext2/3 Bitmap-Block-Allokation nutzt ext4 Extents, die die Performance bei großen Dateien verbessern und Fragmentierung reduzieren. ext4 bietet zusätzlich ausgereiftere Block-Allokation-Algorithmen (Zeitverzögerte Allokation und Mehrfache Preallokation), die dem Dateisystemtreiber mehrere Möglichen bieten das Layout der Daten auf der Festplatte zu optimieren. Es ist das empfohlene Allzweck-Dateisystem für jede Plattform.
f2fs
The Flash-Friendly File System was originally created by Samsung for the use with NAND flash memory. As of Q2, 2016, this filesystem is still considered immature, but it is a decent choice when installing Gentoo to microSD cards, USB drives, or other flash-based storage devices.
JFS
Das Hochleistungs-Journaling-Dateisystem von IBM. JFS ist ein schlankes, schnelles und verlässliches B+-Baum basiertes Dateisystem mit guter Performance unter verschiedensten Gegebenheiten.
ReiserFS
Ein B+-Baum basiertes Journaling-Dateisystem mit einer guten Allgemeinleistung, besonders im Umgang mit winzigen Dateien für den Preis von mehreren CPU-Zyklen. ReiserFS scheint weniger gewartet zu werden als andere Dateisysteme.
XFS
Ein Dateisystem mit Metadaten-Journaling, das mit einer Reihe robuster Fähigkeiten daherkommt und für Skalierbarkeit optimiert ist. XFS scheint gegenüber unterschiedlichen Hardwareproblemen weniger Fehlertolerant zu sein.
vfat
Ebenfalls als FAT32 bekannt, wird es von Linux unterstützt, aber unterstützt selbst keine Berechtigungseinstellungen. Es wird vor allem aus Kompatibilitätsgründen zu anderen Betriebssystemen (hauptsächlich Microsoft Windows) verwendet. vfat ist zudem eine Notwendigkeit für manche Systemfirmware (wie UEFI).
NTFS
This "New Technology" filesystem is the flagship filesystem of Microsoft Windows. Similar to vfat above it does not store permission settings or extended attributes necessary for BSD or Linux to function properly, therefore it cannot be used as a root filesystem. It should only be used for interoperability with Microsoft Windows systems (note the emphasis on only).

Bei der Verwendung von ext2, ext3 oder ext4 auf kleinen Partitionen (kleiner als 8 GB), sollte das Dateisystem mit den passenden Optionen erstellt werden, um genügend Inodes zu reservieren. Die Anwendung mke2fs (mkfs.ext2) verwendet die "bytes-per-inode"-Einstellung um zu berechnen wie viele Inodes eine Dateisystem haben sollte. Auf kleineren Partitionen ist es ratsam die berechnete Anzahl der Inodes zu erhöhen.

Bei ext2, ext3 und ext4 kann dies mit einem der folgenden Befehle erfolgen:

root #mkfs.ext2 -T small /dev/<device>
root #mkfs.ext3 -T small /dev/<device>
root #mkfs.ext4 -T small /dev/<device>

Dies vervierfacht die Zahl der Inodes für ein angegebenes Dateisystem in der Regel, da es dessen "bytes-per-inode" (Bytes pro Inode) von 16 kB auf 4 kB pro Inode reduziert. Durch die Angabe des Verhältnisses kann dies sogar weiter optimiert werden:

root #mkfs.ext2 -i <ratio> /dev/<device>

Dateisystem auf einer Partition anlegen

Dateisysteme können mit Hilfe von Programmen auf einer Partition oder auf einem Datenträger angelegt werden. Die folgende Tabelle zeigt, welchen Befehl Sie für welches Dateisystem benötigen. Um weitere Informationen zu einem Dateisystem zu erhalten, können Sie auf den Namen des Dateisystems klicken.

Dateisystem Befehl zum Anlegen Teil der Minimal CD? Gentoo Paket
btrfs mkfs.btrfs Yes sys-fs/btrfs-progs
ext2 mkfs.ext2 Yes sys-fs/e2fsprogs
ext3 mkfs.ext3 Yes sys-fs/e2fsprogs
ext4 mkfs.ext4 Yes sys-fs/e2fsprogs
f2fs mkfs.f2fs Yes sys-fs/f2fs-tools
jfs mkfs.jfs Yes sys-fs/jfsutils
reiserfs mkfs.reiserfs Yes sys-fs/reiserfsprogs
xfs mkfs.xfs Yes sys-fs/xfsprogs
vfat mkfs.vfat Yes sys-fs/dosfstools
NTFS mkfs.ntfs Yes sys-fs/ntfs3g

Um beispielsweise die Boot-Partition (/dev/sda2) mit ext2 und die root-Partition (/dev/sda4) mit ext4 zu formatieren (wie in der Beispiel-Partitionsstruktur), würde man folgende Befehle verwenden:

root #mkfs.ext2 /dev/sda2
root #mkfs.ext4 /dev/sda4

Erzeugen Sie nun die Dateisysteme auf den zuvor erzeugten Partitionen (oder logischen Laufwerken).

Aktivieren der Swap-Partition

mkswap ist der Befehl der verwendet wird um Swap-Partitionen zu initialisieren:

root #mkswap /dev/sda3

Zur Aktivierung der Swap-Partition verwenden Sie swapon:

root #swapon /dev/sda3

Erzeugen und aktivieren Sie jetzt die Swap-Partition mit den oben genannten Befehlen.

Einhängen der Root-Partition

Nun, da die Partitionen initialisiert sind und ein Dateisystem beinhalten, ist es an der Zeit, diese einzuhängen. Verwenden Sie den Befehl mount, aber vergessen Sie nicht die notwendigen Einhänge-Verzeichnisse für jede Partition zu erzeugen. Als Beispiel hängen wir die Root-Partition ein:

root #mount /dev/sda4 /mnt/gentoo
Notiz
Wenn sich /tmp/ auf einer separaten Partition befinden muss, ändern Sie die Berechtigungen nach dem Einhängen:
root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmp
Dies gilt ebenfalls für /var/tmp.

In der Anleitung wird später das Dateisystem proc (eine virtuelle Schnittstelle zum Kernel) zusammen mit anderen Kernel Pseudo-Dateisystemen eingehängt. Zunächst installieren wir jedoch die Gentoo Installationsdateien.