Karel Johanovský Petr Jelínek. Aneb, co všechno je potřeba

Karel Johanovský Petr Jelínek SPŠ – JIA

Rozdělení disku a souborové systémy Aneb, co všechno je potřeba než nainstalujete OS

1

OBSAH • Úvodem • Diskový oddíl • MBR • MPT • EPT • GPT • Zavaděč • Typy disk. oddílů • Souborový systém • Žurnálování • Kvóty • Omezení • Síťové FS • FAT • NTFS • EXT • HFS+ • ZFS • Rozdělení R děl í disku di k

Ú d Úvodem • Před instalací OS bychom si měli důkladně promyslet rozdělení pevného disku. • Při dnešních kapacitách pevných disků jje takové dělení téměř nezbytností. • Řeknete si, si "koupil koupil jsem si nový pevný disk, protože ten starý už mi b l malý byl lý a teď t ď bych b h ho h měl ěl zase dělit na menší? Proč?" 2


Ú d Úvodem • Důvodů se obvykle uvádí několik: • • • •

Instalace více OS Používání více souborových systémů přispívá k přehlednosti přidává další logickou p g úroveň nad adresář • zvyšuje y j bezpečnost p a rychlost y • usnadňuje zálohování

• I když s některými důvody někteří lidé nesouhlasí. 3


Di k ý oddíl Diskový ddíl • Diskový oddíl (anglicky partition): • slouží l ží k rozdělení děl í fyzického f i kéh disku di k na oddíly (fyzické nebo logické), se kterými je možné nezávisle p manipulovat. • Jinými slovy, po rozdělení pevného disku se pak tento z pohledu souborů jeví jako několik samostatných t t ý h disků. di ků 4


Di k ý oddíl Diskový ddíl • Ty mohou být různě zformátovány (tj (tj. mít odlišnou logickou strukturu) a mohou obsahovat i různé ů é operační č í systémy. té

5


Di k ý oddíl Diskový ddíl • Rozdělení fyzického disku na logické diskové oddíly bývá uvedeno v tzv. Partition Table. • Ta se nachází na úplně prvním sektoru disku v tzv. Master boot record.

6


M t boot Master b t record d (MBR) • Hlavní spouštěcí záznam, který je v IBM PC kompatibilních počítačích umístěn v prvním sektoru pevného di k (nebo disku ( b obdobného bd b éh média), édi ) tj. tj na jeho úplném začátku. • MBR dokáže adresovat maximálně 2 TB disky. disky Jeho nástupcem je GPT (GUID Partition Table), což je součást EFI (Extensible Firmware Interface) standardu. 7


M t boot Master b t record d (MBR) • Velikost MBR je 512 bajtů a je v něm umístěn: • Zavaděč operačního systému, kterému BIOS předává při startu počítače řízení p • Tabulka rozdělení disku na logické části (oddíly) • Číselný identifikátor disku

8


M t boot Master b t record d (MBR) Adresa

Popis

Délka v bajtech

0000

Kód zavaděče

440

01B8

Volitelná signatura signat ra disku disk

4

01BC

Obvykle nuly; 0x0000

2

01BE

Tabulka primárních oddílů MPT (4 položky po 16 bajtech, bajtech IBM schéma oddílů)

64

01FE 01FF

55h AAh

Signatura MBR; 0xAA55

Celková délka MBR: 440 + 4 + 2 + 64 + 2 =

2 512

9


M t partition Master titi table t bl (MPT) • Obsahuje seznam logických oddílů na daném fyzickém disku a informace o umístění zaváděcích sektorů kt ů jednotlivých j d tli ý h disků. di ků • Tato tabulka může obsahovat maximálně 4 záznamy. • Je-li Je li potřeba rozdělit jeden disk na více logických oblastí, potom jeden ze 4 záznamů á ů odkazuje dk j na tzv. t rozšířenou tabulku rozdělení disku. 10


E t d d partition Extended titi table t bl (EPT) • Ta opět může obsahovat až 4 záznamy Nicméně je využit jeden záznamy. oddíl jako logický disk a potom je opět ět link li k na další d lší EPT. EPT y • V rozšířeném oddíle lze vytvořit „libovolný“ počet logických oddílů (omezený pouze velikostí disku). disku) • V novějších operačních systémech b l zavedena byla d možnost ž t používat ží t tzv. dynamické svazky. 11


E t d d partition Extended titi table t bl (EPT) • Ty nabízejí více funkcí než běžné diskové oddíly: • například možnost vytvoření svazků odolných proti chybám v ý OS bez nutnosti serverových restartu • Nebo možnost rozšířit je (kromě systémových a spouštěcích svazků), ků) zrcadlit dlit a přidávat řidá t nové. é 12


GUID Partition P titi Table T bl - GPT • GUID Partition Table (GPT) je v informatice standard pro popis členění pevného disku na oddíly. • Nahrazuje starší tabulku MBR, která j p použít disk větší,, než neumožňuje 2 TB. • GPT je součástí standardu EFI od firmy Intel, který by měl nahradit v IBM PC kompatibilních k tibil í h počítačích čít čí h klasický BIOS. 13


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d • Zavaděč označení pro počítačový program který je při bootování program, spuštěn po provedení POST testů BIOS a jeho BIOSu j h cílem íl j aktivace je kti jád jádra nějakého operačního systému. • Zavaděč je uložen v tabulce MBR (první sektor disku), disku) v boot sektoru některého diskového oddílu nebo v prvním sektoru diskety, diskety CD, CD DVD, DVD atp…) 14


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d NTLDR (NT OS Loader)

15


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d LILO (Linux Loader)

16


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d GRUB (the Grand Unified Bootloader)

17


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d xOSL (Extended Operating System Loader)

18


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d GAG (The Graphical boot manager)

19


Z Zavaděč děč - Bootloader B tl d Acronis OS Selector

20


T Typy diskových di k ý h oddílů ddílů Diskové oddíly dělíme na dva typy: • Primární Pi á í • PC BIOS umožňuje definovat až čtyři primární i á í oddíly. ddíl • Právě jeden z těchto oddílů by měl být označen jako aktivní. aktivní

• Rozšířený • T Ten je j implementován i l t á jako j k jeden j d primární i á í oddíl rozděleny na větší počet logických disků. • Na disku může být pouze jeden rozšířený oddíl. 21


T Typy diskových di k ý h oddílů ddílů – příklad říkl d 1

Primární partitions

22

OBSAH • Úvodem • Diskový oddíl • MBR • MPT • EPT Primární partitions • GPT • Zavaděč • Typy disk. oddílů • Souborový systém • Žurnálování • Kvóty • Omezení • Síťové FS • FAT • NTFS • EXT Extendend partitions • HFS+ • ZFS • Rozdělení R děl í disku di k

T Typy diskových di k ý h oddílů ddílů – příklad říkl d 2

23


S b Souborový ý systém té • Souborový systém (anglicky file system) je v informatice označení pro způsob organizace dat ve formě souborů (a většinou i adresářů) tak, tak aby k nim bylo možné snadno přistupovat přistupovat. • Souborové systémy jsou uloženy na vhodném typu elektronické paměti, která je umístěna přímo v počítači (pevný disk nebo CD…) nebo může být zpřístupněna pomocí počítačové sítě. 24


S b Souborový ý systém té • Souborový systém zajišťuje ukládání a čtení dat paměťového média tak, tak aby s nimi uživatelé mohli pracovat ve formě f ě souborů b ů a adresářů. d ářů • Základní ideou souborového systému je tedy zpřístupnění a ukládání dat pomocí hierarchicky organizovaného systému adresářů a souborů souborů. 25


S b Souborový ý systém té • Jednoúčelová zařízení jako jsou mp3 přehrávače nebo digitální fotoaparáty mohou podporovat pouze omezenou podmnožinu d ži funkcí souborového systému. • Avšak s plnohodnotnými hierarchickými souborovými systémy se setkáváme stále častěji (například v mobilních telefonech). telefonech) 26


S b Souborový ý systém té • Informace uložené souborů dělíme na: • Metadata

v

systému

• Popisují strukturu systému souborů a nesou další služební a doplňující j informace, jako je velikost souboru, čas poslední změny souboru, čas posledního přístupu k souboru, vlastník souboru, oprávnění v systému souborů, seznam bloků dat, které tvoří vlastní soubor atd. 27


S b Souborový ý systém té • Data • Vlastní obsah souboru, souboru který můžeme přečíst, když soubor otevřeme otevřeme.

• Software, který realizuje souborový systém, bývá obvykle součástí p systému. y operačního • Většina operačních systémů podporuje několik různých souborových systémů. 28


S b Souborový ý systém té Jmenujme alespoň několik nejznámějších.

• MS Windows • FAT 12/16/32 • NTFS • ISO 9660 • pro CD + DVD

• Linux • • • •

Ext 2/3/4 ReiserFS JFS XFS

• Solaris • UFS • ZFS

• Mac OS • MFS • HFS • HFS+

29


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Zápis dat a metadat do systému souborů probíhá v několika krocích. krocích • Proto nejsou data a metadata v každém okamžiku konzistentní. Dojde-lili v takové chvíli k havárii • Dojde počítače (např. výpadek elektrického proudu proudu, chyba hardware, software a podobně), zůstane ů t systém té souborů b ů v nekonzistentním stavu. 30


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Z tohoto důvodu je při dalším startu operačního systému vhodné, vhodné aby byla provedena kontrola a nekonzistentní k i t t í data d t byla b l opravena. j automatickyy • K tomu může dojít (např. v Linuxu nebo ve Windows 95 a novějších systémech) nebo je nutné spustit kontrolu ručně (systémy DOS). DOS) 31


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Celková kontrola systému souborů a všech vazeb mezi daty a metadaty je časově velmi náročná operace, při ři které kt é navíc í může ůž d jít ke dojít k zbytečné ztrátě již částečně zapsaných informací. jsou moderní systémy • Proto souborů rozšířeny o žurnálování, které umožňuje po havárii rychlou opravu eventuálních nekonzistencí. 32


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Principem techniky je uchovávání chronologického záznamu prováděných operací, do kterého se zapisují i jí všechny š h prováděné ádě é činnosti. • Pokud dojde např. k výpadku napájení napájení, je po restartu nekonzistence opravena návratem do předchozího zaznamenaného stavu za pomoci záznamů z žurnálu. 33


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Žurnál je pro ochranu prováděné transakce využíván následujícím způsobem: 1. Do žurnálu je zapsáno, co a kde se bude měnit 2. Je provedena vlastní série změn 3 Do 3. D ž ál žurnálu j je zapsáno, á ž že operace byla úspěšně dokončena 4 Záznam v žurnálu je zrušen 4. 34


S b Souborový ý systém té - žurnálování ž ál á í • Pokud dojde v kterémkoliv okamžiku k přerušení, přerušení je možné pomocí dat uvedených v žurnálu uvést systém souborů b ů do d konzistentního k i t t íh stavu t buď návratem zpět ke stavu před započetím transakce nebo dokončením p přerušené transakce. • Mezi zástupce patří např.: NTFS, HFS+ HFS+, ext3 ext3, ext4 ext4, XFS nebo ReiserFS 35


S b Souborový ý systém té - kvóty k ót • Kvóty (anglicky quota) jsou limity nastavené správcem systému, systému které určitým způsobem omezují použití souborového b éh systému. té j j se kvótyy p používajíj na • Nejčastěji omezení následujících věcí: • velikost využitého místa (usage nebo block quota) • počet souborů (file nebo inode quota) quo a) 36


S b Souborový ý systém té - omezeníí

Souborový systém

Použitelné znaky v názvech adresářů

Maximální velikost lik t souboru

Maximální velikost diskového oddílu

Používáno od r.

Původní operační č í systém

FAT32

Unicode k kromě ě NULL

4 GB

2 TB

1997

Windows 95c

NTFS

Unicode kromě NULL

16 TB

16 EB

1995

Windows NT

HFS+

Unicode kromě NULL

8 EB

8 EB

1998

Mac OS

Ext3

libovolný bajt 16 GB až 2 2 TB až 32 TB kromě NULL a TB /

1999

Linux

Ext4

libovolný bajt kromě NULL a /

16 TB

1 EB

2006

Linux

ZFS

Libovolný Unicode znak kromě NULL

16 EB

16 EB

2004

Solaris 10

37


Síť é souborové Síťové b é systémy té • Označení pro systémy souborů, které jsou dostupné prostřednictvím počítačové sítě. • Ve skutečnosti leží soubory a počítači a adresáře na jjiném p přistupujeme k nim pomocí speciálních síťových volání služeb (např. SMB, NFS, CODA apod…).

38


Síť é souborové Síťové b é systémy té • Na vzdáleném počítači jsou pak soubory a adresáře fyzicky uloženy v podobě klasického systému souborů. b ů p síťovými ý systémy y y • Speciálními souborů jsou distribuované souborové systémy (např. (např GFS v Linuxu), které se mohou rozkládat na několika počítačích, počítačích které jsou navzájem propojeny pomocí počítačové čí č é sítě. íě 39


S b Souborový ý systém té FAT • FAT je zkratka anglického názvu File Allocation Table. Table • Jedná se o tabulku obsahující informace o obsazení disku v y vytvořeném y souborovém systému pro DOS. • Zároveň se tak označuje zmíněný souborový systém. • FAT je jednoduchý FS a proto je podporován podpo o á v mnoha o a OS OS. 40


S b Souborový ý systém té FAT • FAT • Vytvořen V t ř 1980 • Velikost disku 2MB • Neumí podadresáře • FAT12 • Doplněna p podpora p p podadresářů p • FAT16 • Velikost V lik t disku di k podle dl velikosti lik ti clusteru 32MB až 4GB 41


S b Souborový ý systém té FAT • VFAT • Dlouhá Dl há jména j é souborů b ů • FAT32 • Velikost disku až 8TB • Velikost V lik t souboru b max. 4GB – nevhodné pro image DVD apod… • FAT+ • Velikost souboru 256GB • exFAT 42


S b Souborový ý systém té NTFS • New Technology File System je souborový systém vyvinutý společnostmi IBM a Microsoft, který j j poprvé jej é zavedl dl ve svém é operačním systému Windows NT. • Byl navržen na konci 80. let 20 století jako součást vývoje 20. Windows NT jako rozšiřitelný souborový systém, systém který je možné přizpůsobit novým požadavkům. 43


S b Souborový ý systém té NTFS • • • • • • •

Žurnálování Access control list Komprese na úrovni souborového systému Šif á í (EFS - Encrypting Šifrování E ti File Fil System) S t ) Diskové kvóty Dlouhá jména souborů Pevné a symbolické linky • Windows pro editaci tohoto typu odkazů nemají standardní uživatelské rozhraní, rozhraní ale umí je interpretovat. 44


S b Souborový ý systém té EXT • ext2 • původně implementován pro jádro Linuxu. • Umí adresáře • Umožňuje používat pevné a symbolické odkazy dk • pro každý soubor a adresář se ukládají práva UGO • vlastníka (user) • skupina (group) • ostatní (other) 45


S b Souborový ý systém té EXT • ext3 • Žurnálování • Snadný přechod z ext2 • Zavádí Z ádí indexy i d souborů b ů (pro ( velké lké adresáře) • ext4 • Zpětně kompatibilní • Posouvá limity na velikosti souborů a disků • Rychlejší než ext3 46


S b Souborový ý systém té HFS+ • HFS+ nebo HFS Plus (Hierarchical File System) je moderní souborový systém vyvinutý společností Apple Computer • V roce 1998 nahradil původní souborový systém HFS. Součástí operačního systému Mac OS je od verze 8.1 81 • Jedná se zároveň o jeden z formátů, který je používaný v přehrávači iPod • HFS+ je označení používané zejména softwarovými vývojáři, vývojáři pro uživatele výrobce používá jméno Mac OS Extended 47


S b Souborový ý systém té ZFS • Zettabyte File System je souborový systém vyvinutý společností Sun Microsystems pro operační systém Solaris • Automatická kontrola a oprava konsistence zapsaných dat • Horní kapacitní hranice až 16 EB • Zvýšení maximálního počtu souborů v jedné složce na úroveň < 7,2 7 2 · 1016 • Proměnlivá velikost jednotlivých bloků • Implementace tzv. transparency compression, což výrazně urychluje zápis 48


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k MicroSoft FDisk

49


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k CFDisk (mkfs / mkswap)

50


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k Správce disků

51


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k Partition Magic – PowerQuest / Norton

52


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k Ranish Partition Manager

53


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k Paragon Partition Manager

54


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k GParted (Gnome Partition Editor)

55


Ná t j na rozdělení Nástroje děl í di disku k Acronis Disk Suite

56

DOTAZY K VĚCI ? POKUD NE, TAK DĚKUJI ZA POZORNOST

57

Karel Johanovský Petr Jelínek. Aneb, co všechno je potřeba

Recommend Documents