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4. Vorbereiten der Festplatte(n)

• Einführung in Block-Devices
• Erstellung eines Partitionsschemas
• Partitionierung Ihrer Festplatte
• Erstellen der Dateisysteme
• Mounten

4.a. Einführung in Block-Devices

Block Devices

Wir werden einen guten Einblick in die Festplatten bezogenen Aspekte von Gentoo Linux und Linux im allgemeinen, inklusive Linux Dateisystemen, Partitionen und Block Devices erhalten. Dann, sobald Sie mit den Vor- und Nachteilen von Festplatten und Dateisystemen vertraut sind, werden Sie durch den Prozess des Partitionierens und der Dateisystemerstellung für Ihre Gentoo Linux Installation geführt.

Zu Beginn werden wir Ihnen Block Devices vorstellen. Das berühmteste Block Device ist wahrscheinlich das, welches das erste Laufwerk in einem Linux System repräsentiert, namentlich /dev/sda. SCSI- und Serial-ATA-Laufwerke erhalten beide Namen mit /dev/sd*; selbst IDE-Laufwerke werden mit dem neuen libata-Framework im Kernel mit einem /dev/sd* Namen versehen. Wenn Sie noch das alte Geräte-Framework verwenden wir Ihr erstes IDE-Laufwerk /dev/hda sein.

Das obige Block Device repräsentiert eine abstrakte Schnittstelle zur Festplatte. Benutzerprogramme können dieses Block Device benutzen, um Ihre Festplatte anzusprechen, ohne sich darum zu kümmern, ob Ihre Festplatten IDE, SCSI oder irgendetwas anderes sind. Das Programm kann den Speicherplatz auf der Festplatte einfach als eine Anhäufung von zusammenhängenden, beliebig zugreifbaren 512-Byte Blöcken ansprechen.

Partitionen

Obwohl es theoretisch möglich ist eine ganze Festplatte zu nutzen, um Ihr Linux System zu beherbergen, wird dies in der Praxis so gut wie nie gemacht. Stattdessen werden komplette Festplatten-Block-Devices in kleinere, besser verwaltbare Block-Devices unterteilt. Auf x86-Systemen werden diese Partitionen genannt.

Es wird zwischen drei Partitionstypen unterschieden: primär, erweitert und logisch.

Eine primäre Partition ist eine Partition, deren Informationen im MBR (Master Boot Record) gespeichert sind. Da ein MBR sehr klein ist (512 Bytes), können nur vier primäre Partitionen definiert werden (zum Beispiel /dev/sda1 bis /dev/sda4).

Eine erweiterte Partition ist eine spezielle primäre Partition (was bedeutet, dass eine erweiterte Partition eine der vier möglichen primären Partitionen sein muss), welche mehrere Partitionen beinhaltet. Eine solche Partition existierte ursprünglich nicht, aber da vier Partitionen zu wenig sind, wurden sie erfunden, um das Format zu erweitern ohne die Rückwärtskompatibilität zu verlieren.

Eine logische Partition ist eine Partition innerhalb einer erweiterten Partition. Ihre Definitionen sind nicht im MBR gespeichert, sondern in der erweiterten Partition.

Fortgeschrittene Speicherung

Die x86-Installations-CDs bieten Unterstützung für EVMS oder LVM2. EVMS oder LVM2 erlauben es Ihnen Ihr Partitionssetup flexibler zu gestalten. Innerhalb dieser Installationsanleitung konzentrieren wir uns auf "normale" Partitionen, es ist aber gut zu wissen, dass EVMS und LVM2 genauso unterstützt werden.

4.b. Erstellung eines Partitionsschemas

Standard Partitionsschema

Wenn Sie nicht daran interessiert sind ein Partitionsschema für Ihr System zu erstellen, können Sie das Partitionsschema verwenden, welches wir in diesem Handbuch benutzen:

Wenn Sie daran interessiert sind zu erfahren, wie groß eine Partition sein sollte, oder auch wie viele Partitionen (oder Volumes) Sie benötigen, lesen Sie weiter. Anderenfalls fahren Sie nun mit dem Partitionieren Ihrer Festplatte fort.

Wie viele und wie groß?

Die Anzahl an Partitionen hängt von Ihrer Umgebung ab. Wenn Sie z.B. eine Menge User haben, wollen Sie höchst wahrscheinlich Ihr /home separat halten, da es die Sicherheit erhöht und Backups einfacher macht. Wenn Sie Gentoo installieren um als Mailserver zu fungieren, sollten Sie /var separat halten, da alle Mails in /var gespeichert werden. Eine gute Wahl des Dateisystems maximiert dann zusätzlich die Performance. Gameserver sollten ein separates /opt haben, da die meisten Server für Spiele dort installiert werden. Der Grund ist ähnlich wie bei /home: Sicherheit und Backups. Es liegt definitiv in Ihrem Interesse /usr groß zu behalten: es wird nicht nur die Mehrheit der Programme enthalten; der Portage-Baum allein belegt etwa 500Mbyte, ohne die verschiedensten Quellen die darin gespeichert sind mitzurechnen.

Wie Sie sehen können, hängt es sehr stark davon ab, was Sie erreichen wollen. Separate Partitionen oder Volumes haben folgende Vorteile:

• Sie können das Filesystem mit der höchsten Performance für jede Partition oder jedes Volume auswählen
• Ihr System behält noch freien Speicherplatz, selbst wenn ein defektes Tool ununterbrochen Dateien auf eine Partition oder ein Volume schreibt
• Falls nötig können Dateisystem Checks zeitlich verkürzt werden, in dem mehrere Checks parallel durchgeführt werden können (obwohl dieser Vorteil eher mit mehreren Festplatten als mit mehreren Partitionen zum Tragen kommt)
• Die Sicherheit kann erhöht werden, indem Sie einige Partitionen oder Volumes read-only, nosuid (setuid bits werden ignoriert), noexec (executable bits werden ignoriert) etc mounten.

Jedoch, mehrere Partitionen haben einen großen Nachteil: wenn sie nicht ordentlich konfiguriert werden, könnte das Resultat ein System sein, welches viel Speicherplatz auf der einen Partition und keinen auf einer anderen frei hat. Es gibt weiterhin ein Limit von 15 Partitionen bei SCSI und SATA.

Als Beispiel zeigen wir Ihnen die Partitionierung einer 20GB Festplatte, welche in einem Notebook zu Demonstrationszwecken genutzt wird (inklusive Webserver, Mailserver, Gnome, ...):

$ df -h
Filesystem    Type    Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda5     ext3    509M  132M  351M  28% /
/dev/sda2     ext3    5.0G  3.0G  1.8G  63% /home
/dev/sda7     ext3    7.9G  6.2G  1.3G  83% /usr
/dev/sda8     ext3   1011M  483M  477M  51% /opt
/dev/sda9     ext3    2.0G  607M  1.3G  32% /var
/dev/sda1     ext2     51M   17M   31M  36% /boot
/dev/sda6     swap    516M   12M  504M   2% <not mounted>
(Unpartitionierter Speicherplatz für zukünftige Benutzung: 2 GB)

/usr ist ziemlich voll (83% used), aber sobald die ganze Software installiert ist, tendiert /usr nicht mehr dazu allzuviel zu wachsen. Die Zuweisung von einigen Gigabyte Festplattenspeicher für /var erscheint exzessiv, Sie sollten aber daran denken, dass Portage diese Partition standardmäßig zur Kompilierung von Paketen verwendet. Wenn Sie /var eine etwas angemessenere Größe, wie z.B. 1GB, zuweisen möchten, müssen Sie die PORTAGE_TMPDIR Variable in /etc/make.conf auf eine Partition mit genügend freiem Speicherplatz verweisen lassen, damit genug freier Speicher auch für extrem große Pakete wie OpenOffice vorhanden ist.

4.c. Partitionierung Ihrer Festplatte

Die folgenden Teile erklären, wie das bereits beschriebene Beispiel Partitionslayout erstellt wird:

Ändern Sie Ihr Partitionslayout nach Ihren eigenen Vorstellungen.

Die derzeitige Partitionstabelle ansehen

Fdisk ist ein verbreitetes und mächtiges Tool um Ihre Festplatte in Partitionen zu teilen. Starten Sie fdisk für Ihre Festplatte (in unserem Beispiel benutzen wir /dev/sda):

# fdisk /dev/sda

Sobald Sie in fdisk sind, werden Sie mit folgendem Prompt begrüßt:

Command (m for help):

Drücken Sie p um Ihr derzeitige Partitionstabelle anzeigen zu lassen:

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 240 heads, 63 sectors, 2184 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1   *         1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2            15        49    264600   82  Linux swap
/dev/sda3            50        70    158760   83  Linux
/dev/sda4            71      2184  15981840    5  Extended
/dev/sda5            71       209   1050808+  83  Linux
/dev/sda6           210       348   1050808+  83  Linux
/dev/sda7           349       626   2101648+  83  Linux
/dev/sda8           627       904   2101648+  83  Linux
/dev/sda9           905      2184   9676768+  83  Linux

Command (m for help):

Diese Festplatte beherbergt sieben Linux-Dateisysteme (jedes mit einer dazugehörigen Partition, gelistet als "Linux") und auch eine Swap-Partition (gelistet als "Linux swap").

Löschen aller Partitionen

Zuerst entfernen wir alle existierenden Partitionen von der Festplatte. Drücken Sie d um eine Partition zu löschen. Zum Beispiel um ein bestehendes /dev/sda1 zu löschen:

Command (m for help): d
Partition number (1-4): 1

Die Partition wurde zum Löschen markiert und wird nicht mehr angezeigt, wenn Sie p drücken, sie wird aber nicht gelöscht, bis Ihre Änderungen gespeichert sind. Wenn Sie einen Fehler gemacht haben und ohne zu Speichern abbrechen wollen, drücken Sie umgehend q und Enter; Ihre Partition wird dann nicht gelöscht.

Angenommen, dass Sie wirklich all Ihre Partitionen auf Ihrer Festplatte löschen wollen, drücken Sie noch einmal p um die Partitionstabelle anzuzeigen und dann d und die Nummer der Partition die Sie löschen wollen. Irgendwann werden Sie eine leere Partitionstabelle haben:

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System

Command (m for help):

Jetzt, da die Partitionstabelle im Speicher leer ist, sind wir vorbereitet, um die Partitionen zu erstellen. Wir werden ein Standard-Partitionsschema benutzen, wie wir es zuvor angesprochen haben. Natürlich sollten Sie die Instruktionen nicht buchstäblich ausführen, wenn Sie ein anderes Partitionsschema verwenden wollen!

Erstellung der Boot-Partition

Zuerst erstellen wir eine kleine Boot-Partition. Drücken Sie n, um eine neue Partition zu erstellen, dann p, um eine primäre Partition zu wählen, gefolgt von 1 für die erste primäre Partition. Wenn Sie nach dem ersten Zylinder gefragt werden, drücken Sie Enter. Für den letzten Zylinder geben Sie +32M ein, um eine 32 MB Partition mit gesetztem bootable-Flag zu erzeugen.

Command (m for help): n
Command action
  e   extended
  p   primary partition (1-4)
p
Partition number (1-4): 1
First cylinder (1-3876, default 1): (Enter Taste drücken)
Using default value 1
Last cylinder or +size or +sizeM or +sizeK (1-3876, default 3876): +32M

Wenn Sie jetzt p drücken, sollten Sie die folgende Partitionstabelle sehen:

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1          1        14    105808+  83  Linux

Sie müssen diese Partition bootbar machen. Drücken Sie a, um das bootable-Flag auf dieser Partition zu aktivieren und wählen Sie 1. Wenn Sie wiederum p drücken, werden Sie feststellen, dass in der "Boot" Spalte ein * platziert ist.

Erstellen der Swap-Partition

Nun erstellen Sie die Swap-Partition. Dazu drücken Sie n, um eine Partition zu erstellen, dann p, um fdisk mitzuteilen, dass Sie eine primäre Partition anlegen möchten. Dann drücken Sie 2, um die zweite primäre Partition, dev/sda2 in unserem Fall, anzulegen. Wenn Sie nach dem ersten Zylinder gefragt werden, drücken Sie Enter. Wenn Sie nach dem letzten Zylinder gefragt werden, tippen Sie +512M, um eine Partition mit einer Größe von 512 MB zu erstellen. Nachdem Sie dies getan haben, müssen Sie mit t den Partitionstyp festlegen, 2, um die gerade angelegte Partition auszuwählen und dann 82, um den Partitionstyp als "Linux Swap" festzulegen. Nachdem Sie diese Schritte abgeschlossen haben, drücken Sie p und Sie erhalten eine Partitionstabelle, die dieser recht ähnlich sieht:

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1 *        1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2         15        81    506520   82  Linux swap

Erstellen der Root-Partition

Zum Schluss müssen sie noch die Root-Partition erstellen. Dazu drücken Sie n, um eine Partition zu erstellen, dann p, um fdisk mitzuteilen, dass Sie eine primäre Partition anlegen möchten. Dann drücken Sie 3, um die dritte primäre Partition, /dev/sda3 in unserem Fall, anzulegen. Wenn Sie nach dem ersten Zylinder gefragt werden, drücken Sie Enter. Wenn Sie nach dem letzten Zylinder gefragt werden, tippen Sie Enter, um eine Partition zu erstellen, die den restlichen freien Platz belegt. Nachdem Sie diese Schritte abgeschlossen haben, drücken Sie p und Sie erhalten eine Paritionstabelle, die dieser recht ähnlich sieht:

Command (m for help): p

Disk /dev/sda: 30.0 GB, 30005821440 bytes
240 heads, 63 sectors/track, 3876 cylinders
Units = cylinders of 15120 * 512 = 7741440 bytes

Device Boot    Start       End    Blocks   Id  System
/dev/sda1 *        1        14    105808+  83  Linux
/dev/sda2         15        81    506520   82  Linux swap
/dev/sda3         82      3876  28690200   83  Linux

Speichern der Partitionstabelle

Um die Partitionstabelle zu speichern und fdisk zu verlassen, drücken Sie w.

Command (m for help): w

Nachdem Ihre Partitionen nun erstellt sind, können Sie mit dem Erstellen der Dateisysteme fortfahren.

4.d. Erstellen der Dateisysteme

Einleitung

Nun da Ihre Partitionen erstellt sind ist es Zeit auf diesen ein Dateisystem einzurichten. Wenn Sie sich keine Gedanken über das einzusetzende Dateisystem machen (möchten), gehen Sie zum Eine Partition mit einem Dateisystem formatieren Abschnitt vor, andernfalls lesen Sie weiter um etwas über verfügbare Dateisysteme zu lernen ...

Dateisysteme

Der Linux-Kernel unterstützt zahlreiche Dateisysteme. Wir erklären ext2, ext3, ReiserFS, XFS und JFS, da diese die unter Linux gebräuchlichsten Dateisysteme sind.

ext2 ist das erprobte und wahre Linux Dateisystem, unterstützt aber keine Metadaten-Journalisierung, was bedeutet, dass routinemäßige Überprüfungen des Dateisystem beim Booten ziemlich zeitaufwändig sein können. Es gibt mittlerweile eine Auswahl an journalisierenden Dateisystemen neuerer Generation, die die Konsistenzchecks sehr schnell erledigen und dadurch im Vergleich mit den nicht-journalisierenden Gegenstücken vorzuziehen sind. Jounalisierende Dateisysteme verhindern lange Verzögerungen beim Booten, wenn sich das Dateisystem in einem inkonsistenten Zustand befindet. Wenn Sie vorhaben, Gentoo auf einer sehr kleinen Platte (weniger als 4GB) zu installieren, dann müssen Sie ext2 anweisen, genügend Inodes zu reservieren, wenn Sie das Dateisystem erstellen. Dies geschieht mit mke2fs -T small /dev/<device>.

ext3 ist die journalisierte Version des ext2-Dateisystem. Es liefert Metadaten-Journalisierung für schnelle Wiederherstellung, sowie andere verbesserte Journalisierungs-Modi wie "Full Data"- und "Ordered Data"-Journalisierung. Es verwendet einen HTree-Index der in fast allen Situation zu einer hohen Performance führt. Kurz, ext3 ist ein sehr gutes und verlässliches Dateisystem. Wenn Sie vorhaben, Gentoo auf einer sehr kleinen Platte (weniger als 4GB) zu installieren, dann müssen Sie ext2 anweisen, genügend Inodes zu reservieren, wenn Sie das Dateisystem erstellen. Dies geschieht mit mke2fs -j -T small /dev/<device>.

JFS ist IBMs journalisiertes Hochgeschwindigkeits-Dateisystem. JFS ist schlankes, schnelles und verläßliches B+Tree basierendes Dateisystem mit guter Performance in zahlreichen Situationen.

ReiserFS ist ein auf B+-Trees basierendes Dateisystem mit einer insgesamt guten Performance, besonders wenn mit vielen sehr kleinen Dateien, zur Last von mehr CPU-Zyklen, gearbeitet wird. ReiserFS hat den Anschein weniger gepflegt zu werden als andere Dateisysteme.

XFS ist ein Dateisystem mit Metadaten-Journalisierung, es liefert einen robusten Satz von Features und ist auf Skalierbarkeit optimiert. XFS scheint weniger robust zu sein bei verschiedenen Hardware-Problemen.

Eine Partition mit einem Dateisystem formatieren

Um ein Dateisystem auf einer Partition oder einem Volume zu erstellen, gibt es für jedes Dateisystem Tools:

Um die Boot-Partition (/dev/sda1 in unserem Beispiel) als ext2 und die Root-Partition (/dev/sda3 in unserem Beispiel) als ext3 (wie in unserem Beispiel) zu formatieren, führen Sie folgende Kommandos aus:

# mke2fs /dev/sda1
# mke2fs -j /dev/sda3

Erstellen Sie nun die Dateisysteme auf Ihren neu erstellten Partitionen (oder logischen Volumes).

Aktivieren der Swap-Partition

mkswap ist der Befehl, mit dem Sie die Swap-Partition initialisieren:

# mkswap /dev/sda2

Um die Swap-Partition zu aktivieren, benutzen Sie swapon:

# swapon /dev/sda2

Erstellen und aktivieren Sie jetzt Ihre Swap-Partition mit den gerade erwähnten Befehlen.

4.e. Mounten

Nachdem Ihre Partitionen nun initialisiert sind und ein Dateisystem beinhalten, ist es an der Zeit diese Partitionen zu mounten. Benutzen Sie das mount Kommando. Vergessen Sie nicht die notwendigen Mount-Verzeichnisse für jede erstellte Partition anzulegen. Als Beispiel mounten wir die root- und boot- Partition:

# mount /dev/sda3 /mnt/gentoo
# mkdir /mnt/gentoo/boot
# mount /dev/sda1 /mnt/gentoo/boot

Sie müssen auch noch das proc-Dateisystem (eine virtuelle Schnittstelle zum Kernel) auf /proc mounten. Zunächst müssen wir jedoch alle Dateien auf der Partition ablegen.

Fahren Sie mit der Installation der Gentoo Installationdateien fort.

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