Handbook:Parts/Installation/Disks

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Einführung in blockorientierte Geräte

Blockorientierte Geräte

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

Zu Beginn schauen wir uns blockorientierte Geräte an. SCSI- und SATA-Laufwerke haben Device-Namen wie: /dev/sda, /dev/sdb, /dev/sdc usw. Modernere Rechner können PCI-Express basierte NVMe Solid-State-Disks haben, die Device-Namen haben wie: /dev/nvme0n1, /dev/nvme0n2 usw.

Die folgende Tabelle soll Lesern dabei helfen herauszufinden, wo bestimmte Arten von blockorientierten Geräten zu finden sind:

Device-Typ Standard Device-Name Anmerkungen
SATA, SAS, SCSI, or USB flash /dev/sda Diese Device-Typen werden auf Hardware ab 2007 verwendet - und sind vermutlich die am häufigsten genutzten Device-Namen unter Linux. Diese Geräte werden als blockorientierter Speicher angeschlossen über den SATA bus, über SCSI und über USB. Beispielsweise wird die erste Partition des ersten SATA-Devices /dev/sda1 genannt.
NVM Express (NVMe) /dev/nvme0n1 The latest in solid state technology, NVMe drives are connected to the PCI Express bus and have the fastest transfer block speeds on the market. Systems from around 2014 and newer may have support for NVMe hardware. The first partition on the first NVMe device is called /dev/nvme0n1p1.
MMC, eMMC, and SD /dev/mmcblk0 embedded MMC devices, SD cards, and other types of memory cards can be useful for data storage. That said, many systems may not permit booting from these types of devices. It is suggested to not use these devices for active Linux installations; rather consider using them to transfer files, which is their design goal. Alternatively they could be useful for short-term backups.

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 SATA, SCSI oder etwas anderem angebunden sind. Das Programm kann den Speicher auf der Festplatte einfach als eine Anhäufung zusammenhängender 4096-Byte (4k) Blöcke mit wahlfreiem Zugriff ansprechen.

Introduction to block devices

Block devices

Notiz
Placeholder for introduction to block devices specific to that architecture

Designing a partition scheme

Notiz
Placeholder for designing a partition scheme specific to that architecture

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

Linux unterstützt mehrere Dutzend Dateisysteme, wobei allerdings viele davon für ganz spezielle Anwendungszwecke optimiert sind. Nur einige Dateisysteme gelten als stabil auf der amd64 Architektur. Es ist ratsam, sich über Dateisysteme und deren Unterstützungsgrad zu informieren, damit Sie nicht für wichtige Partitionen ein eher experimentelles Dateisystem wählen. ext4 ist das empfohlene all-round Dateisystem für alle Plattformen. Nachfolgend eine nicht-vollständige Auswahl von verfügbaren Dateisystemen.

btrfs
Ein "next-generation" Dateisystem, das moderne Features wie Snapshots, Selbst-Heilung mit Hilfe von Checksums, transparente Komprimierung, Subvolumes und integriertes RAID enthält. Kernel älter als 5.4.y enthalten Fehler, die zu "Filesystem corruption" führen können. Solche Kernel sollten keinesfalls auf Produktibsystemen eingesetzt werden. Das englische Original dieses Handbuchs beschreibt die Fehler folgendermaßen: "Kernels prior to 5.4.y are not guaranteed to be safe to use with btrfs in production because fixes for serious issues are only present in the more recent releases of the LTS kernel branches. Filesystem corruption issues are common on older kernel branches, with anything older than 4.4.y being especially unsafe and prone to corruption. Corruption is more likely on older kernels (than 5.4.y) when compression is enabled. RAID 5/6 and quota groups unsafe on all versions of btrfs. Furthermore, btrfs can counter-intuitively fail filesystem operations with ENOSPC when df reports free space due to internal fragmentation (free space pinned by DATA + SYSTEM chunks, but needed in METADATA chunks). Additionally, a single 4K reference to a 128M extent inside btrfs can cause free space to be present, but unavailable for allocations. This can also cause btrfs to return ENOSPC when free space is reported by df . Installing sys-fs/btrfsmaintenance and configuring the scripts to run periodically can help to reduce the possibility of ENOSPC issues by rebalancing btrfs, but it will not eliminate the risk of ENOSPC when free space is present. Some workloads will never hit ENOSPC while others will. If the risk of ENOSPC in production is unacceptable, you should use something else. If using btrfs, be certain to avoid configurations known to have issues. With the exception of ENOSPC, information on the issues present in btrfs in the latest kernel branches is available at the btrfs wiki status page."
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 verwalten. 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 es dem Dateisystemtreiber ermöglichen, 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.
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, aber es wird kontinuierlich weiterentwickelt und um moderne Features erweitert.
VFAT
Auch als FAT32 bekannt, wird von Linux unterstützt, aber unterstützt keine Standard UNIX Berechtigungen. Es wird vor allem aus Kompatibilitätsgründen und zum Datenaustausch mit anderen Betriebssystemen (Microsoft Windows oder Apples macOS) verwendet. VFAT ist Voraussetzung für die Bootloader Firmware mancher Systeme (wie UEFI). Auf UEFI Systemen wird zum Booten eine EFI System Partition benötigt, die mit VFAT formatiert ist.
NTFS
This "New Technology" filesystem is the flagship filesystem of Microsoft Windows since Windows NT 3.1. Similarly to VFAT, it does not store UNIX permission settings or extended attributes necessary for BSD or Linux to function properly, therefore it should not be used as a filesystem for most cases. It should only be used for interoperability/interchange with Microsoft Windows systems (note the emphasis on only).

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
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 root-Partition () als ext4 zu formatieren (wie in dem Beispiel-Partitionsschema), würde man folgende Befehle verwenden:


root #mkfs.ext4

Bei der Verwendung von ext4 auf kleinen Partitionen (kleiner als 8 GiB), sollte das Dateisystem mit den passenden Optionen erstellt werden, um genügend Inodes zu reservieren. Dies kann mit einer der folgenden Anweisungen erfolgen:

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.

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

Zur Aktivierung der Swap-Partition verwenden Sie swapon:

root #swapon

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

Einhängen der Root-Partition

Tip
Anwender, die ein Nicht-Gentoo Installationsmedium verwenden, müssen mit folgendem Befehl einen Mount-Point erzeugen:
root #mkdir --parents /mnt/gentoo

Nachdem die Partitionen initialisiert wurden 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 /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.