Handbook:PPC64/Installation/Disks
Введение в блочные устройства
Блочные устройства
Теперь взглянем на аспекты работы Gentoo Linux и Linux в общем, связанные с дисковой подсистемой, включая блочные устройства, разделы и файловые системы Linux. Как только основные понятия о дисках и файловых системах будут изучены, можно будет приступать к созданию разделов и файловых систем для установки.
Для начала, рассмотрим блочные устройства. Устройства SCSI и Serial ATA обозначаются как /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc и так далее. На более современных компьютерах твердотельные накопители NVMe на базе PCI Express имеют дескриптор вида /dev/nvme0n1, /dev/nvme0n2 и так далее.
Следующая таблица поможет определить необходимый тип блочного устройства в системе:
| Тип устройства | Дескриптор устройства по умолчанию | Примечания и полезные сведения |
|---|---|---|
| NVM Express (NVMe) | /dev/nvme0n1 | Передовая на данный момент технология твердотельных накопителей. Устройства NVMe подключаются к шине PCI Express и обладают наиболее быстрой скоростью передачи блочных данных, доступной на рынке. Системы образца 2014 года и новее могут иметь поддержку устройств NVMe. |
| SATA, SAS, SCSI или USB flash | /dev/sda | Данный тип устройств стал доступным примерно с 2007 года и встречается до сих пор, являясь, пожалуй, самым используемым типом в Linux. Устройства могут подключаться через шины SATA, SCSI или USB в виде устройства блочного хранилища. |
| MMC, eMMC и SD | /dev/mmcblk0 | Устройства embedded MMC, SD-карты и другие типы карт памяти могут использоваться для хранения данных. Однако не все системы могут позволить загружаться с данного типа устройств. Не рекомендуется использовать данные устройства для установки Linux; лучше используйте их по прямому назначению — для переноса файлов. Также их можно использовать для кратковременного резервного копирования. |
| IDE/PATA | /dev/hda | Так старые драйверы ядра Linux отображают диски IDE/Parallel ATA, подключённые к шине IDE. Строго говоря, подобный тип устройств постепенно исчезает из компьютеров с 2003 года, когда компьютерная индустрия переключилась на SATA. Большинство систем с одним контроллером IDE могут поддерживать до четырёх устройств (hda-hdd) Альтернативное именование для этих устаревших интерфейсов включают в себя Extended IDE (EIDE) и Ultra ATA (UATA). |
Данные блочные устройства представляют абстрактный интерфейс к диску. Пользовательские приложения могут использовать их для взаимодействия с диском, не заботясь о том, какой это диск — SATA, SCSI или какой-либо ещё. Программа просто адресует пространство на диске как совокупность следующих друг за другом 4096-байтных (4K) блоков с произвольным доступом.
Разделы и слайсы
Не смотря на то, что теоретически возможно использовать весь диск для размещения вашей Linux системы, этого почти никогда не случается на практике. Вместо этого все большое блочное устройство разбивается на меньшие, более удобные для обращения, блочные устройства. Для большинства систем они называются разделами. Другие архитектуры используют похожую технологию, называемую слайсы.
Разработка схемы разделов
Сколько разделов и насколько больших?
Расположение разделов на диске очень сильно зависит от потребностей системы. Если в ней будет много пользователей, рекомендуется разместить /home в виде отдельного раздела, что улучшит безопасность и значительно упростит резервное копирование (а также другие операции сопровождения). Если Gentoo устанавливается для использования в роли почтового сервера, следует отделить /var, так как вся почта хранится в каталоге /var. Для игровых серверов потребуется отдельный раздел /opt, так как большинство игровых серверов устанавливается туда. Причины выделения те же, что и для каталога /home: безопасность, резервное копирование и сопровождение.
В большинстве случаев /usr и /var должны быть достаточно большого размера. В /usr хранится большинство приложений, доступных системе, а также исходные коды ядра Linux (в каталоге /usr/src). По умолчанию в /var хранится репозиторий пакетов Gentoo (расположенный в /var/db/repos/gentoo), который, в зависимости от файловой системы, займёт около 650 МиБ дискового пространства. Оценка этого пространства не включает каталоги /var/cache/distfiles и /var/cache/binpkgs, в которых будут скапливаться архивы исходных кодов и (не обязательно) двоичных пакетов, которые будут формироваться в самой системе.
Сколько именно и какого объёма разделов нужно системе — всё зависит от сочетания различных факторов, которые необходимо принимать во внимание. Наличие отдельных разделов или томов имеет следующие плюсы:
- Можно выбрать наиболее подходящую файловую систему для каждого раздела или тома.
- Свободное место во всей системе не закончится внезапно из-за того, что одна-единственная сбойная программа постоянно записывает файлы в раздел или том.
- Необходимая проверка файловых систем будет занимать меньше времени, так как проверка разных разделов может выполняться параллельно (еще больший выигрыш времени дает использование нескольких физических дисков).
- Можно повысить безопасность системы, монтируя часть разделов в режиме только для чтения,
nosuid(игнорируется бит setuid),noexec(игнорируется бит исполнения) и так далее.
Однако у множества разделов также есть недостатки:
- Если они не настроены правильно, может получиться так, что будет огромное количество свободного места на одном разделе и нехватка на другом.
- Другой проблемой является то, что отдельные разделы, особенно для важных точек монтирования, например /usr/ или /var/, часто требуют загрузки initramfs, чтобы смонтировать разделы прежде, чем запустятся другие загрузочные сценарии. Это не всегда является проблемой, так что результаты могут быть разные.
- Также существует лимит в 15 разделов для SCSI и SATA, если только на диске не используются метки GPT.
If you intend to uses Systemd, /usr/ must be available on boot, either as part of the root filesystem or mounted via an initramfs.
Что по поводу пространства подкачки?
Не существует идеального значения для раздела подкачки. Целью пространства подкачки является предоставление дискового пространства ядру в условиях активного использования оперативной памяти. Пространство подкачки позволяет ядру переносить на диск страницы памяти, которые не будут использоваться в ближайшее время, освобождая память (swap или page-out). Конечно, если эта память вдруг неожиданно понадобится, эти страницы должны быть помещены обратно в память (page-in), что займет некоторое время (так как диски — это очень медленные устройства по сравнению с оперативной памятью).
Если на системе не требуется запускать приложения, требовательные к памяти, либо изначально доступно очень много памяти, то, скорее всего, необходимости в пространстве подкачки нет. Однако раздел подкачки также используется для сохранения всей памяти в случае перехода системы в спящий режим. Если планируется использовать этот режим, то нужно пространство подкачки, хотя бы равное количеству оперативной памяти, которое есть в системе.
По умолчанию: Использование mac-fdisk
Данные инструкции предназначены для систем Apple G5.
Запустите mac-fdisk:
root #mac-fdisk /dev/sdaСперва удалите разделы, которые были ранее очищены, чтобы выделить место для разделов Linux. Нажмите d в mac-fdisk, чтобы удалить эти разделы. Программа спросит номер удаляемого раздела.
Теперь создайте раздел Apple_Bootstrap, нажав на клавишу b. Программа спросит блок, с которого следует начинать. Введите номер следующего свободного раздела, завершив его вводом p, например «2p».
Этот раздел не является «загрузочным» разделом. Он совершенно не используется Linux; нет нужды размещать в нём файловую систему и его не нужно монтировать. Пользователям PPC не нужен отдельный раздел для /boot.
Теперь создайте раздел подкачки, нажав на клавишу c. mac-fdisk снова попросит блок, с которого следует начинать. Так как мы уже использовали 2 для создания раздела Apple_Bootstrap, введите 3p. Получив запрос размера раздела, введите 512M (или другой необходимый вам размер). При запросе имени введите swap (обязательно).
Чтобы создать корневой раздел, нажмите c, затем 4p, чтобы указать, с какого блока начинается раздел. При запросе размера введите 4p ещё раз, mac-fdisk расценит это как «Использовать всё доступное пространство». При запросе имени введите root (обязательно).
Чтобы закончить, запишите информацию о разделах на диск с помощью клавиши w, а затем — нажмите q для выхода из mac-fdisk.
Чтобы проверить, что всё в порядке, запустите mac-fdisk ещё раз, чтобы убедиться, что все разделы сохранены. Если разделов нет либо нет каких-то внесённых изменений, переинициализируйте разделы, нажав i в mac-fdisk. Имейте в виду, что это пересоздаст карту разделов и тем самым удалит все существующие разделы.
Альтернатива: Использование fdisk
Следующие инструкции предназначены для систем IBM pSeries, iSeries и OpenPower.
Если планируется использовать для установки Gentoo дисковый массив RAID на оборудовании POWER5, сперва запустите iprconfig, чтобы отформатировать диски в формат Advanced Function и создать дисковый массив. После завершения установки установите sys-fs/iprutils.
Если в системе есть SCSI-адаптер на базе ipr, необходимо запустить инструменты ipr.
root #/etc/init.d/iprinit startДалее будет объяснено, как создать примерную разметку следующих разделов:
| Раздел | Описание |
|---|---|
| /dev/sda1 | Загрузочный раздел PPC PReP |
| /dev/sda2 | Раздел подкачки |
| /dev/sda3 | Корневой раздел |
Измените структуру разделов в соответствии с личными предпочтениями.
Просмотр текущей разметки разделов
fdisk является популярным и мощным инструментом для создания разделов на диске. Запустите fdisk, передав в качестве параметра имя диска (в нашем примере мы используем /dev/sda):
root #fdisk /dev/sdaCommand (m for help)
Если в системе всё ещё есть разделы AIX, будет выведено следующее сообщение об ошибке:
root #fdisk /dev/sda There is a valid AIX label on this disk.
Unfortunately Linux cannot handle these
disks at the moment. Nevertheless some
advice:
1. fdisk will destroy its contents on write.
2. Be sure that this disk is NOT a still vital
part of a volume group. (Otherwise you may
erase the other disks as well, if unmirrored.)
3. Before deleting this physical volume be sure
to remove the disk logically from your AIX
machine. (Otherwise you become an AIXpert).
Не беспокойтесь, новую таблицу разделов DOS можно создать с помощью клавиши o.
Это уничтожит любую установленную версию AIX!
Введите p для отображения текущей конфигурации разделов:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 12 53266+ 83 Linux /dev/sda2 13 233 981571+ 82 Linux swap /dev/sda3 234 674 1958701+ 83 Linux /dev/sda4 675 6761 27035410+ 5 Extended /dev/sda5 675 2874 9771268+ 83 Linux /dev/sda6 2875 2919 199836 83 Linux /dev/sda7 2920 3008 395262 83 Linux /dev/sda8 3009 6761 16668918 83 Linux
Данный диск разбит на шесть файловых систем Linux (каждый раздел соответственно подписан как «Linux»), а так же раздел подкачки (названный как «Linux swap»).
Удаление всех разделов
Сначала удалите все существующие разделы на диске. Нажмите d для удаления раздела. Например, чтобы удалить существующий /dev/sda1:
Command (m for help):dPartition number (1-4): 1
Раздел отмечен к последующему удалению. Он больше не будет отображаться при нажатии p, но не будет удалён до тех пор, пока изменения не будут сохранены. Если была совершена какая-то ошибка, и необходимо прервать работу программы, сразу же нажмите q и Enter; никакие разделы не будут удалены или изменены.
Теперь, предполагая, что нам необходимо удалить все разделы, поочередно нажимайте p (для вывода текущего списка) и d вместе с номером удаляемого раздела. В конце концов, таблица разделов останется пуста:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System
Теперь, когда ещё не сохранённая таблица разделов пуста, создадим необходимые разделы. Мы будем использовать схему разделов, о которой говорили выше. Конечно же, нет нужды следовать инструкциям слово в слово, вы можете немного их подправить под свои нужды.
Создание загрузочного раздела PPC PReP
Сперва создайте небольшой загрузочный раздел PReP. Нажмите n для создания нового раздела, затем — p, чтобы указать основной раздел, после чего — 1, чтобы указать первый основной раздел. Получив запрос на первый цилиндр, просто нажмите Enter. Для указания последнего цилиндра наберите +7M, чтобы создать раздел размером в 7 МБ. После этого наберите t, чтобы указать тип раздела, 1 — чтобы выбрать только что созданный раздел, а затем — 41, означающий тип «PPC PReP Boot». Наконец, отметьте раздел PReP как загрузочный.
Раздел PReP должен быть меньше 8 МБ!
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System
Command (m for help):nCommand action
e extended
p primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-6761, default 1):
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-6761, default
6761): +8M
Command (m for help):tSelected partition 1 Hex code (type L to list codes): 41 Changed system type of partition 1 to 41 (PPC PReP Boot)
Command (m for help):aPartition number (1-4): 1 Command (m for help):
Теперь, если посмотреть на таблицу разделов через p, будет выведена следующая информация:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 * 1 3 13293 41 PPC PReP Boot
Создание раздела подкачки
Теперь создадим раздел подкачки. Чтобы это сделать, нажмите n для создания нового раздела, p — чтобы указать, что следует создать основной раздел. После этого наберите 2, чтобы создать второй основной раздел (в нашем случае — /dev/sda2). При запросе первого цилиндра нажмите Enter. При запросе последнего цилиндра наберите +512M, чтобы создать раздел объёмом 512 МБ. После этого наберите 82, чтобы указать тип раздела как «Linux Swap». По завершению этих действий команда p должна отобразить таблицу разделов следующего вида:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 3 13293 41 PPC PReP Boot /dev/sda2 4 117 506331 82 Linux swap
Создание корневого раздела
Наконец, чтобы создать корневой раздел, введите n, чтобы создать новый раздел, затем p, чтобы сказать fdisk, что создаваемый раздел должен быть основным. Затем введите 3, чтобы создать третий основной раздел, /dev/sda3. При запросе первого цилиндра нажмите Enter. При запросе последнего нажмите Enter, чтобы создать раздел, занимающий все оставшееся доступное пространство диска. После завершения этих шагов введите p для вывода на экран таблицы разделов, которая будет выглядеть например так:
Command (m for help):pDisk /dev/sda: 30.7 GB, 30750031872 bytes 141 heads, 63 sectors/track, 6761 cylinders Units = cylinders of 8883 * 512 = 4548096 bytes Device Boot Start End Blocks Id System /dev/sda1 1 3 13293 41 PPC PReP Boot /dev/sda2 4 117 506331 82 Linux swap /dev/sda3 118 6761 29509326 83 Linux
Сохранение разметки разделов
Сохраните разметку разделов и выйдите из fdisk, нажав w.
Command (m for help):w
Создание файловых систем
Введение
Теперь, когда разделы созданы, пора разместить на них файловые системы. В следующем разделе описаны различные поддерживаемые в Linux файловые системы. Те из читателей, кто уже знает, какую файловую систему будет использовать, могут продолжить с раздела Создание файловой системы. Другим стоит продолжить чтение, чтобы узнать о доступных вариантах…
Файловые системы
Linux поддерживает несколько десятков файловых систем, хотя для большинства из них необходимы достаточно веские причины их использовать. Лишь только некоторые из них можно считать стабильными на архитектуре ppc64. Рекомендуется прочитать информацию о файловых системах и об их состоянии поддержки перед тем, как останавливать свой выбор на экспериментальных.
- btrfs
- Файловая система следующего поколения, обеспечивающая множество дополнительных функций, таких как мгновенные снимки, самовосстановление с помощью контрольных сумм, поддержка прозрачного сжатия, субтомов и интегрированный RAID. Ядра старше ветки 5.4 не обеспечивают безопасную работу btrfs, так как исправления наиболее серьёзных проблем стабильности появились только в более поздних ветках долговременной поддержки ядра. Ошибки с повреждением файловой системы довольно часты для старых версий ядра, особенно небезопасны и нестабильны версии старше 4.4. Повреждения файловой системы для ядер старше 5.4 обычно характерны при включении сжатия. RAID 5/6 и quota groups небезопасны для всех версий btrfs. Более того, btrfs может неявным образом нарушить работу с файловыми операциями с ошибкой ENOSPC (при этом df сообщает, что свободное место есть) из-за внутренней фрагментации (свободное место высчитывается из расчёта DATA + SYSTEM участков, но при этом этом не учитывается в участках METADATA). Также, единственная ссылка 4K на экстент 128M внутри btrfs может отображать свободное место, которое недоступно для использования. Всё это приводит к тому, что btrfs возвращает ENOSPC, а df говорит, что есть свободное пространство. Установка sys-fs/btrfsmaintenance и конфигурация сценариев на периодический запуск поможет сократить количество проблем с ENOSPC путём ребалансировки btrfs, но не устранит их окончательно. Некоторые системы могут никогда не получить ошибку ENOSPC, когда как другие будут встречать её часто. Если риск получения ошибки ENOSPC недопустим, следует использовать другую файловую систему. При использовании btrfs убедитесь, что не собираетесь использовать конфигурацию, которая известна своей нестабильностью. За исключением проблемы ENOSPC, информация о существующих проблемах btrfs в последних ветках ядра доступна на вики-странице состояния btrfs.
- ext2
- Это проверенная и надежная файловая система Linux, но она не обладает средствами журналирования метаданных, что означает, что проверка файловой системы ext2 при запуске может занимать довольно много времени. Существует достаточно широкий выбор журналируемых файловых систем нового поколения, целостность которых может быть проверена очень быстро, что является преимуществом перед нежурналируемыми системами. Журналирование файловой системы позволяет избежать долгих задержек при загрузке системы, а также избежать её нестабильного состояния.
- ext3
- Журналируемая версия файловой системы ext2, обеспечивающая журналирования метаданных для быстрого восстановления в дополнение к другим режимам журналирования, таким как журналирование всех данных и упорядоченных данных. В данной ФС используются индексы на базе деревьев хешей, что в большинстве случаев обеспечивает высокую производительность. Вкратце, ext3 — это очень хорошая и надёжная файловая система.
- ext4
- Изначально созданная как ответвление от ext3, ext4 реализует новые возможности, повышение производительности и устранение ограничений на размер раздела на диске ценой незначительного изменения формата данных на диске. Она может быть размером до 1 ЭБ, а максимальный размер файла может составлять 16 ТБ. Вместо классического ext2/3 блочного распределения ext4 использует экстенты, которые улучшают производительность при работе с большими файлами и уменьшают фрагментацию. Ext4 также обеспечивает более сложные алгоритмы распределения блоков (отложенное распределение и мультиблочное распределение), дающие драйверу файловой системы больше возможностей по оптимизации размещения данных на диске. Ext4 рекомендуется как универсальная файловая система для всех платформ.
- f2fs
- Файловая система (Flash-Friendly File System) была создана Samsung для использования на NAND-накопителях. По состоянию на 2 квартал 2016 года файловая система считается не завершенной, но она может быть достойным выбором при установке на microSD карту, USB-накопитель или другие накопители.
- JFS
- Высокопроизводительная журналируемая файловая система от IBM. JFS — это легкая, быстрая и надежная файловая система, основанная на двоичных деревьях с хорошей производительностью в различных условиях.
- ReiserFS
- Основанная на двоичных деревьях журналируемая файловая система с хорошей общей производительностью, особенно при работе с множеством мелких файлов ценой чутью больших затрат центрального процессора. ReiserFS версии 3 включена в ядро Linux, однако не рекомендуется использовать её для первичной установки системы Gentoo. Существуют более новые версии ReiserFS, но для своей работы они требуют дополнительных патчей ядра.
- XFS
- Файловая система с журналированием метаданных, которая поставляется с мощным набором функций и оптимизирована для масштабируемости. XFS менее снисходительно относится к различным аппаратным проблемам, однако непрерывно обновляется, обрастая новым возможностями.
- VFAT
- Так же известна как FAT32, поддерживается Linux, но не имеет поддержку стандартных файловых разрешений UNIX. В основном используется для взаимодействия с другими операционными системами (в основном Microsoft Windows и Apple OSX), но также необходима при использовании некоторых системных прошивок загрузчика (например, UEFI).
- NTFS
- New Technology Filesystem является основной файловой системой для Microsoft Windows начиная с NT 3.5. Как и vfat, она не сохраняет настройки UNIX разрешений и расширенные атрибуты, необходимые для нормальной работы BSD или Linux, поэтому её не следует использоваться в качестве корневой файловой системы. Её необходимо использовать только для взаимодействия с системами Microsoft Windows (обратите внимание на акцент слова только).
Создание файловой системы
Для создания файловых систем на разделе или томе существуют пользовательские утилиты для каждого возможного типа файловой системы. Нажмите на имя файловой системы в таблице ниже для получения дополнительной информации о каждой файловой системе:
| Файловая система | Команда для создания | Есть на минимальном CD? | Пакет |
|---|---|---|---|
| btrfs | mkfs.btrfs | Да | sys-fs/btrfs-progs |
| ext2 | mkfs.ext2 | Да | sys-fs/e2fsprogs |
| ext3 | mkfs.ext3 | Да | sys-fs/e2fsprogs |
| ext4 | mkfs.ext4 | Да | sys-fs/e2fsprogs |
| f2fs | mkfs.f2fs | Да | sys-fs/f2fs-tools |
| jfs | mkfs.jfs | Да | sys-fs/jfsutils |
| reiserfs | mkfs.reiserfs | Да | sys-fs/reiserfsprogs |
| xfs | mkfs.xfs | Да | sys-fs/xfsprogs |
| vfat | mkfs.vfat | Да | sys-fs/dosfstools |
| NTFS | mkfs.ntfs | Да | sys-fs/ntfs3g |
Например, чтобы создать загрузочный раздел (/dev/sda1) в ext2 и корневой раздел (/dev/sda3) в ext4 при использовании структуры разделов из примера, используются следующие команды:
root #mkfs.ext2 /dev/sda1root #mkfs.ext4 /dev/sda3При использовании ext2, ext3 или ext4 на малых разделах (менее 8 ГиБ) файловая система должна быть создана с особыми параметрами для резервирования достаточного количества индексных дескрипторов (inodes). Приложение mke2fs (mkfs.ext2) использует настройки «bytes-per-inode» для вычисления количества необходимых дескрипторов. На небольших разделах рекомендуется увеличивать расчётное количество дескрипторов.
root #mkfs.ext2 -T small /dev/<device>root #mkfs.ext3 -T small /dev/<device>root #mkfs.ext4 -T small /dev/<device>Данные команды учетверяют количество индексных дескрипторов для такой ФС, так как «bytes-per-inode» уменьшает количество байт на каждый дескриптор с 16 кб до 4 кб. Это соотношение может быть изменено в любую сторону с помощью команды:
Теперь создайте файловые системы на только что созданных томах (или логических разделах).
Активация раздела подкачки
Для инициализации разделов подкачки используется команда mkswap:
root #mkswap /dev/sda2Чтобы активировать раздел подкачки, используйте swapon:
root #swapon /dev/sda2Создайте и активируйте раздел подкачки командами выше.
Монтирование корневого раздела
Теперь, когда созданы разделы и размещённые на них файловые системы, настало время их смонтировать. Используйте команду mount, только не забудьте предварительно создать каталоги для монтирования каждого созданного раздела. В качестве примера мы смонтируем корневой раздела:
root #mount /dev/sda3 /mnt/gentooЕсли /tmp/ находится на отдельном разделе, не забудьте после монтирования изменить права доступа:
root #chmod 1777 /mnt/gentoo/tmpПозже в инструкции будут смонтированы файловая система proc (виртуальный интерфейс к ядру) и другие псевдофайловые системы ядра. Но сначала мы установим установочные файлы Gentoo.