102.1 Lektion 1

Bevor auf ein Dateisystem unter Linux zugegriffen werden kann, muss es gemountet werden. Das bedeutet, dass das Dateisystem an einen bestimmten Punkt im Verzeichnisbaum Ihres Systems angehängt wird, der Einhängepunkt genannt wird.

Nach dem Einhängen steht der Inhalt des Dateisystems unter dem Einhängepunkt zur Verfügung. Stellen Sie sich zum Beispiel vor, Sie haben eine Partition mit den persönlichen Daten Ihrer Benutzer (deren Homeverzeichnisse), welche die Verzeichnisse /john, /jack und /carol enthält. Wenn Sie unter /home gemountet werden, ist der Inhalt dieser Verzeichnisse unter /home/john, /home/jack und /home/carol verfügbar.

Der Einhängepunkt muss vor dem Einhängen des Dateisystems vorhanden sein. Eine Partition unter /mnt/userdata kann nicht gemountet werden, wenn dieses Verzeichnis nicht existiert. Wenn das Verzeichnis jedoch existiert und Dateien enthält, werden die enthaltenen Dateien nicht verfügbar sein, bis das Dateisystem ausgehängt wird. Beim Auflisten des Verzeichnisinhalts, werden nur die auf dem gemounteten Dateisystem gespeicherten Dateien angezeigt, nicht jedoch der ursprüngliche Inhalt des Verzeichnisses.

Dateisysteme können beliebig gemountet werden. Es gibt jedoch einige bewährte Vorgehensweisen, welche befolgt werden sollten, um die Systemverwaltung zu erleichtern.

Traditionell war /mnt das Verzeichnis, unter dem alle externen Geräte gemountet wurden und unter dem eine Reihe von vorkonfigurierten Ankerpunkten für gängige Geräte, wie CD-ROM-Laufwerke (/mnt/cdrom) und Disketten (/mnt/floppy) existierten.

Dies wurde durch /media ersetzt, welcher nun der Standard-Einhängepunkt für alle vom Benutzer entfernbaren Medien (z.B. externe Festplatten, USB-Stick, Speicherkartenleser, optische Speichermedien, usw.) darstellt, die an das System angeschlossen sind.

Auf den meisten modernen Linux-Distributionen und Desktopumgebungen werden Wechseldatenträger automatisch unter /media/USER/LABEL eingehängt, sobald sie mit dem System verbunden werden, wobei USER der Benutzername und LABEL die Gerätebezeichnung ist. Zum Beispiel würde ein USB-Flash-Laufwerk mit der Bezeichnung FlashDrive, das vom Benutzer john angeschlossen wurde, unter /media/john/FlashDrive/ gemountet. Abhängig von der Desktopumgebung unterscheiden sich die Verfahren.

Davon abgesehen ist es immer dann, wenn ein Dateisystem manuell gemountet werden muss, eine gute Vorgehensweise, dieses unter /mnt einzuhängen. Die spezifischen Befehle zur Steuerung des Mountens und Unmountens von Dateisystemen unter Linux werden in einer anderen Lektion behandelt.

Unter Linux gibt es einige Verzeichnisse, die Sie auf separaten Partitionen halten sollten. Dafür gibt es viele Gründe: Wenn Sie zum Beispiel Bootloader bezogene Dateien (die auf /boot gespeichert sind) auf einer Bootpartition aufbewahren, stellen Sie sicher, dass Ihr System im Falle eines Absturzes des Root-Dateisystems immer noch in der Lage ist, zu booten.

Die persönlichen Verzeichnisse der Benutzer (unter /home) auf einer separaten Partition zu halten, erleichtert die Neuinstallation des Systems ohne das Risiko, versehentlich Benutzerdaten zu verändern. Die Aufbewahrung von Daten, die sich auf einen Web- oder Datenbankserver beziehen (normalerweise unter /var), auf einer separaten Partition (oder sogar auf einer separaten Festplatte) erleichtert die Systemverwaltung, falls mehr Festplattenspeicher für diese Anwendungsfälle benötigt werden.

Es kann sogar Leistungsgründe dafür geben, bestimmte Verzeichnisse auf separaten Partitionen zu halten. Vielleicht möchten Sie das Root-Dateisystem (/) auf einer schnellen SSD-Einheit halten und größere Verzeichnisse wie /home und /var auf langsameren Festplatten, die für einen Bruchteil der Kosten viel mehr Platz bieten.

Die Swap-Partition wird verwendet, um bei Bedarf Speicherseiten vom RAM auf die Festplatte auszulagern. Diese Partition muss von einem bestimmten Typ sein und mit einem geeigneten Dienstprogramm namens mkswap eingerichtet werden, bevor sie benutzt werden kann.

Die Swap-Partition kann nicht wie andere Speicher gemountet werden, d.h. Sie können nicht wie auf ein normales Verzeichnis zugreifen und ihren Inhalt einsehen.

Ein System kann mehrere Swap-Partitionen haben (obwohl dies ungewöhnlich ist). Linux unterstützt auch die Verwendung von Swap-Dateien anstelle von Partitionen, was nützlich sein kann, um den Swap-Speicher bei Bedarf schnell zu vergrößern.

Die Größe der Swap-Partition ist ein strittiges Thema. Die alte Regel aus den frühen Tagen von Linux (“doppelt so viel RAM”) gilt möglicherweise nicht mehr, je nachdem, wie das System genutzt wird und wie viel physischer RAM installiert ist.

In der Dokumentation für Red Hat Enterprise Linux 7 empfiehlt Red Hat Folgendes:

Natürlich kann der Umfang des Swaps von der Arbeitsbelastung abhängig sein. Wenn auf der Maschine ein kritischer Dienst läuft, wie z.B. ein Datenbank-, Web- oder SAP-Server, ist es ratsam, in der Dokumentation dieser Dienste (oder bei Ihrem Softwarehersteller) nach einer Empfehlung zu suchen.

Wir haben bereits besprochen, wie Festplatten in eine oder mehrere Partitionen organisiert werden können, wobei jede Partition ein Dateisystem enthält, das beschreibt, wie Dateien und zugehörige Metadaten gespeichert werden. Einer der Nachteile der Partitionierung ist, dass der Systemadministrator im Voraus entscheiden muss, wie der verfügbare Plattenplatz auf einem Gerät verteilt wird. Dies kann später zu einigen Herausforderungen führen, wenn eine Partition mehr Speicherplatz als ursprünglich geplant benötigt. Natürlich können Partitionen in der Größe verändert werden, aber dies ist unter Umständen nicht möglich, wenn z.B. kein freier Speicherplatz auf der Platte vorhanden ist.

Logical Volume Management (LVM) ist eine Form der Speichervirtualisierung, die Systemadministratoren einen flexibleren Ansatz zur Verwaltung des Festplattenspeichers bietet als die herkömmliche Partitionierung. Das Ziel von LVM ist es, den Endbenutzern die Verwaltung von Speicheranforderungen zu erleichtern. Die Grundeinheit ist das Physical Volume (PV), welches ein Blockgerät des Systems (wie eine Plattenpartition oder ein RAID-Array) darstellt.

PVs werden in Volume Groups (VG) gruppiert, welche die zugrunde liegenden Geräte abstrahieren und als ein einziges logisches Gerät darstellt, welches die Speicherkapazität der PVs kombiniert.

Jedes Volume in einer Volume Group ist in Stücke fester Größe unterteilt, die als Extents bezeichnet werden. Extents auf einem PV werden Physical Extents (PE) genannt, während diejenigen auf einem Logical Volume Logical Extents (LE) genannt werden. Im Allgemeinen wird jede Logical Extents einer Physical Extents zugeordnet, aber dies kann sich ändern, wenn Funktionen wie Festplattenspiegelung verwendet werden.

Volume Groups lassen sich in Logical Volumes (LVs) unterteilen, welche funktionell ähnlich wie Partitionen arbeiten, aber flexibler sind.

Die Größe eines Logical Volume, entsprechend der Festlegung während deren Erstellung, wird durch die Größe der Physical Extents (standardmäßig 4 MB) multipliziert mit der Anzahl der Extents auf dem Volume definiert. Daraus ist leicht zu verstehen, dass der Systemadministrator zum Beispiel zum Vergrößern eines Logical Volumes lediglich weitere Extents aus dem in der Volume Group verfügbaren Pool hinzufügen muss. Ebenso können Extents entfernt werden, um das LV zu verkleinern.

Nachdem ein Logical Volume erstellt wurde, wird es vom Betriebssystem als ein normales Blockgerät betrachtet. Ein Gerät wird in /dev erstellt und als /dev/VGNAME/LVNAME bezeichnet, wobei VGNAME der Name der Volumegruppe und LVNAME der Name des Logical Volume ist.

Diese Geräte können mit einem gewünschten Dateisystem unter Verwendung von Standardwerkzeugen (wie z.B. mkfs.ext4) formatiert und mit den üblichen Methoden gemountet werden, entweder manuell mit dem Befehl mount oder automatisch durch Hinzufügen in die Datei /etc/fstab.