Επεξήγηση συστήματος αρχείων Linux: Φόρτωση εκκίνησης, Διαμερισμός δίσκου, BIOS, UEFI και τύποι συστημάτων αρχείων

Η έννοια της φόρτωσης εκκίνησης, της κατάτμησης δίσκου, του πίνακα κατατμήσεων, του BIOS, του UEFI, των τύπων συστημάτων αρχείων κ.λπ. είναι ελάχιστα γνωστή στους περισσότερους από εμάς. Συναντάμε αυτές τις ορολογίες πολύ συχνά, αλλά σπάνια κάναμε τον κόπο να τις γνωρίσουμε και τη σημασία τους λεπτομερώς. Αυτό το άρθρο σε μια προσπάθεια να καλυφθεί αυτό το κενό με τον πιο εύκολο τρόπο.

Πίνακας χωρισμάτων

Μία από τις πρώτες αποφάσεις που συναντάμε κατά την εγκατάσταση μιας διανομής Linux είναι η κατάτμηση του δίσκου του, το σύστημα αρχείων που θα χρησιμοποιηθεί, η εφαρμογή κρυπτογράφησης για ασφάλεια, η οποία ποικίλλει ανάλογα με την αλλαγή στην αρχιτεκτονική και την πλατφόρμα. Μια από τις πιο ευρέως χρησιμοποιούμενες Αρχιτεκτονικές, η INTEL υφίσταται κάποιες αλλαγές και είναι σημαντικό να κατανοήσουμε αυτές τις αλλαγές που από την άλλη απαιτούν γνώση της διαδικασίας εκκίνησης.

Πολλοί προγραμματιστές εκτελούν και τα Windows και το Linux στον ίδιο υπολογιστή, κάτι που μπορεί να είναι θέμα προτίμησης ή ανάγκης. Οι περισσότεροι από τους σημερινούς φορτωτές εκκίνησης είναι αρκετά έξυπνοι ώστε να αναγνωρίζουν οποιονδήποτε αριθμό λειτουργικού συστήματος στο ίδιο πλαίσιο και να παρέχουν μενού για εκκίνηση στο προτιμώμενο. Ένας άλλος τρόπος για να επιτύχετε τον ίδιο στόχο είναι να χρησιμοποιήσετε την εικονικοποίηση χρησιμοποιώντας Xen, QEMU, KVM ή οποιοδήποτε άλλο προτιμώμενο εργαλείο οπτικοποίησης.

BIOS εναντίον UEFI

Αν θυμάμαι καλά, μέχρι αργά το BIOS του 90 που σημαίνει Βασική είσοδος/Σύστημα εξόδου ήταν ο μόνος τρόπος εκκίνησης ενός συστήματος Intel. Το BIOS διατηρεί τις πληροφορίες διαμερισμάτων σε μια ειδική περιοχή που ονομάζεται Κύρια εγγραφή εκκίνησης (MBR), έτσι ώστε ο πρόσθετος κώδικας να αποθηκεύεται στον πρώτο τομέα κάθε διαμερίσματος με δυνατότητα εκκίνησης.

Στα τέλη του 90, η παρέμβαση της Microsoft με την Intel οδήγησε σε Universal Extensible Firmware Interface (UEFI), ο αρχικός σκοπός της οποίας ήταν η ασφαλής εκκίνηση. Αυτός ο μηχανισμός εκκίνησης αποδείχθηκε πρόκληση για τα rootkits ειδικά που συνδέονται με τομείς εκκίνησης και ήταν δύσκολο να εντοπιστούν με το BIOS.

Εκκίνηση με BIOS

Η εκκίνηση με BIOS απαιτεί την τοποθέτηση κωδικών εκκίνησης ή ακολουθίας εκκίνησης στο MBR που τοποθετείται στον πρώτο τομέα του δίσκου εκκίνησης. Σε περίπτωση που έχουν εγκατασταθεί περισσότερα από ένα λειτουργικά συστήματα, ο εγκατεστημένος φορτωτής εκκίνησης αντικαθίσταται από έναν κοινό φορτωτή εκκίνησης που τοποθετεί κωδικούς εκκίνησης σε κάθε δίσκο εκκίνησης κατά την εγκατάσταση και την ενημέρωση αυτόματα, πράγμα που σημαίνει ότι ο χρήστης έχει την επιλογή να εκκινήσει σε οποιοδήποτε από τα εγκατεστημένα λειτουργικά συστήματα.

Ωστόσο, φαίνεται, ειδικά στα παράθυρα ότι ένας φορτωτής εκκίνησης που δεν είναι παράθυρα δεν θα ενημερώσει το σύστημα ειδικά ορισμένα προγράμματα, π.χ., IE αλλά και πάλι δεν υπάρχει αυστηρός και γρήγορος κανόνας ούτε τεκμηριώνεται πουθενά .

Εκκίνηση με UEFI

Το UEFI είναι η πιο πρόσφατη τεχνολογία εκκίνησης που αναπτύχθηκε σε στενή συνεργασία της Microsoft με την Intel. Το UEFI απαιτεί το υλικολογισμικό που θα φορτωθεί να είναι ψηφιακά υπογεγραμμένο, ένας τρόπος για να σταματήσει η προσάρτηση των rootkit με το διαμέρισμα εκκίνησης. Ωστόσο, το πρόβλημα στην εκκίνηση του Linux με χρήση UEFI είναι πολύπλοκο. Η εκκίνηση του Linux στο UEFI απαιτεί τα κλειδιά που χρησιμοποιούνται να δημοσιοποιούνται σύμφωνα με την GPL, κάτι που αντίκειται στο πρωτόκολλο Linux.

Ωστόσο, εξακολουθεί να είναι δυνατή η εγκατάσταση του Linux σε προδιαγραφές UEFI, απενεργοποιώντας την «Ασφαλής εκκίνηση» και ενεργοποιώντας την «Εκκίνηση παλαιού τύπου». Οι κωδικοί εκκίνησης στο UEFI τοποθετούνται στους υποκαταλόγους /EFI, ειδικό διαμέρισμα στον πρώτο τομέα του δίσκου.

Τύποι συστημάτων αρχείων Linux

Μια τυπική διανομή Linux παρέχει την επιλογή του δίσκου κατάτμησης με τις μορφές αρχείων που αναφέρονται παρακάτω, καθεμία από τις οποίες έχει ειδική σημασία που σχετίζεται με αυτήν.

  1. ext2
  2. ext3
  3. ext4
  4. jfs
  5. ReiserFS
  6. XFS
  7. Btrfs

ext2, ext3, ext4

Αυτές είναι η προοδευτική έκδοση του Extended Filessystem (ext), η οποία αναπτύχθηκε κυρίως για το MINIX. Η δεύτερη εκτεταμένη έκδοση (ext2) ήταν μια βελτιωμένη έκδοση. Το Ext3 πρόσθεσε βελτίωση απόδοσης. Το Ext4 ήταν μια βελτίωση της απόδοσης, εκτός από την παροχή πρόσθετων λειτουργιών.

Διαβάστε επίσης: Τι είναι τα Ext2, Ext3 & Ext4 και πώς να δημιουργήσετε και να μετατρέψετε συστήματα αρχείων Linux

JFS

Το Journaled File System (JFS) αναπτύχθηκε από την IBM για AIX UNIX το οποίο χρησιμοποιήθηκε ως εναλλακτική λύση στο σύστημα ext. Το JFS είναι μια εναλλακτική λύση στο ext4 επί του παρόντος και χρησιμοποιείται όπου απαιτείται σταθερότητα με τη χρήση πολύ λίγων πόρων. Όταν η ισχύς της CPU είναι περιορισμένη, το JFS είναι χρήσιμο.

ReiserFS

Εισήχθη ως εναλλακτική λύση στο ext3 με βελτιωμένη απόδοση και προηγμένες δυνατότητες. Υπήρχε μια εποχή που η προεπιλεγμένη μορφή αρχείου του SuSE Linux ήταν ReiserFS, αλλά αργότερα ο Reiser έπαψε να λειτουργεί και η SuSe δεν είχε άλλη επιλογή από το να επιστρέψει στο ext3 . Το ReiserFS υποστηρίζει δυναμικά την επέκταση συστήματος αρχείων, η οποία ήταν σχετικά προηγμένη δυνατότητα, αλλά το σύστημα αρχείων δεν είχε συγκεκριμένο τομέα απόδοσης.

XFS

Το XFS ήταν ένα JFS υψηλής ταχύτητας που στόχευε στην παράλληλη επεξεργασία I/O. Η NASA εξακολουθεί να χρησιμοποιεί αυτό το σύστημα αρχείων στον διακομιστή αποθήκευσης 300+ terabyte.

Btrfs

Το B-Tree File System (Btrfs) επικεντρώνεται στην ανοχή σφαλμάτων, τη διαχείριση διασκέδασης, το σύστημα επισκευής, τη διαμόρφωση μεγάλης αποθήκευσης και είναι ακόμη υπό ανάπτυξη. Το Btrfs δεν συνιστάται για το Σύστημα Παραγωγής.

Μορφή αρχείου συμπλέγματος

Το Σύστημα συμπλέγματος αρχείων δεν απαιτείται για την εκκίνηση, αλλά ταιριάζει καλύτερα σε κοινόχρηστο περιβάλλον από άποψη αποθήκευσης.

Μορφή αρχείου που δεν είναι Linux

Υπάρχουν πολλές μορφές αρχείων που δεν είναι διαθέσιμες στο Linux, αλλά χρησιμοποιούνται από άλλα λειτουργικά συστήματα. Για παράδειγμα, NTFS από τη Microsoft, HFS από Apple/Mac os, κ.λπ. Τα περισσότερα από αυτά μπορούν να χρησιμοποιηθούν στο Linux, προσαρτώντας τα χρησιμοποιώντας ορισμένα εργαλεία όπως το ntfs-3g στο σύστημα αρχείων NTFS Mount αλλά δεν προτιμώνται Linux.

Μορφή αρχείου Unix

Υπάρχουν ορισμένες μορφές αρχείων που χρησιμοποιούνται ευρέως στο Linux, αλλά δεν προτιμώνται στο Linux, ειδικά για την εγκατάσταση του ριζικού συστήματος Linux. π.χ., UFS του BSD.

Το Ext4 είναι το προτιμώμενο και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενο σύστημα αρχείων Linux. Σε ορισμένες Ειδικές περιπτώσεις χρησιμοποιούνται XFS και ReiserFS. Το Btrfs εξακολουθεί να χρησιμοποιείται σε πειραματικό περιβάλλον.

Διαμέριση δίσκου

Το πρώτο στάδιο είναι η κατάτμηση δίσκου. Κατά την κατάτμηση θα πρέπει να έχουμε υπόψη μας τα παρακάτω σημεία.

  1. Διαμέρισμα έχοντας κατά νου το αντίγραφο ασφαλείας και την ανάκτηση.
  2. Σημάδι περιορισμού χώρου στο διαμέρισμα.
  3. Διαχείριση δίσκων – Διαχειριστική λειτουργία.

Λογική διαχείριση όγκου

Το LVM είναι ένα σύνθετο διαμέρισμα που χρησιμοποιείται στην εγκατάσταση μεγάλου αποθηκευτικού χώρου. Η δομή LVM επικαλύπτει την πραγματική φυσική κατάτμηση του δίσκου.

Ανταλαγή

Το Swap χρησιμοποιείται για σελιδοποίηση μνήμης στο Linux ειδικά κατά τη διάρκεια της αδρανοποίησης συστήματος. Το τρέχον στάδιο του συστήματος γράφεται σε Εναλλαγή όταν το σύστημα τίθεται σε παύση (Αδρανοποίηση) σε μια χρονική στιγμή.

Ένα σύστημα που δεν θα τεθεί ποτέ σε κατάσταση αδρανοποίησης χρειάζεται έναν χώρο ανταλλαγής ίσο με το μέγεθος της RAM του.

Κρυπτογράφηση

Το τελευταίο στάδιο είναι η κρυπτογράφηση που διασφαλίζει τα δεδομένα με ασφάλεια. Η κρυπτογράφηση μπορεί να είναι τόσο σε επίπεδο δίσκου όσο και σε επίπεδο καταλόγου. Στην κρυπτογράφηση δίσκου, ολόκληρος ο δίσκος είναι κρυπτογραφημένος μπορεί να απαιτεί κάποιο είδος ειδικών κωδικών για την αποκρυπτογράφηση του.

Ωστόσο, είναι ένα σύνθετο ζήτημα. Ο κωδικός αποκρυπτογράφησης δεν μπορεί να παραμείνει στον ίδιο δίσκο και υφίσταται κρυπτογράφηση, επομένως χρειαζόμαστε συγκεκριμένο ειδικό υλικό ή αφήστε τη μητρική πλακέτα να το κάνει.

Η κρυπτογράφηση δίσκου είναι σχετικά εύκολο να επιτευχθεί και είναι λιγότερο περίπλοκη. Σε αυτήν την περίπτωση ο κωδικός αποκρυπτογράφησης παραμένει στον ίδιο δίσκο, κάπου σε διαφορετικό κατάλογο.

Η κρυπτογράφηση δίσκου είναι απαραίτητη στη δημιουργία διακομιστή και μπορεί να είναι νομικό ζήτημα με βάση τη γεωγραφική τοποθεσία που την εφαρμόζετε.

Εδώ σε αυτό το άρθρο, προσπαθήσαμε να ρίξουμε φως στη Διαχείριση συστήματος αρχείων καθώς και στη διαχείριση δίσκου με πολύ μεγαλύτερο τρόπο. Αυτα για τωρα. Θα είμαι ξανά εδώ με ένα άλλο ενδιαφέρον άρθρο που αξίζει να γνωρίζετε. Μέχρι τότε, Μείνετε συντονισμένοι και συνδεδεμένοι με την Tecmint και μην ξεχάσετε να μας δώσετε τα πολύτιμα σχόλιά σας στην παρακάτω ενότητα σχολίων.

Διαβάστε επίσης: Επεξήγηση της δομής καταλόγου Linux και των σημαντικών διαδρομών αρχείων