Linux ファイル システムの説明: ブート ロード、ディスク パーティショニング、BIOS、UEFI、およびファイル システム タイプ
ブートローディング、ディスクパーティショニング、パーティションテーブル、BIOS、UEFI、ファイルシステムタイプなどの概念は、ほとんどの人にはほとんど知られていません。私たちはこれらの用語に頻繁に遭遇しますが、これらの用語とその意味を詳しく知ることに苦労することはほとんどありません。この記事は、このギャップを可能な限り最も簡単な方法で満たすことを目的としています。
パーティションテーブル
Linux ディストリビューションをインストールするときに最初に決定することの 1 つは、ディスクのパーティション分割、使用するファイル システム、セキュリティのための暗号化の実装であり、これはアーキテクチャやプラットフォームの変更によって異なります。最も広く使用されているアーキテクチャの 1 つであるインテル にはいくつかの変更が加えられており、これらの変更を理解することが重要ですが、一方でブート プロセスの知識が必要です。
多くの開発者は同じマシン上で Windows と Linux の両方を実行していますが、これは好みやニーズの問題である可能性があります。今日のブートローダーのほとんどは、同じボックス上の任意の数のオペレーティング システムを認識し、優先オペレーティング システムで起動するためのメニューを提供するのに十分な機能を備えています。同じ目標を達成するもう 1 つの方法は、Xen、QEMU、KVM、またはその他の推奨される視覚化ツールを使用した仮想化を使用することです。
BIOS と UEFI
私の記憶が正しければ、90 年代後半までは、基本入力/出力システムを表す 90 の BIOS がインテル システムを起動する唯一の方法でした。 BIOS は、追加のコードがすべての起動可能なパーティションの最初のセクターに保存されるように、マスター ブート レコード (MBR) と呼ばれる特別な領域にパーティション情報を保持します。
90 年代後半に Microsoft が Intel に介入した結果、Universal Extensible Firmware Interface (UEFI) が誕生しました。その当初の目的は安全に起動することでした。このブート メカニズムは、特にブート セクタに関連付けられ、BIOS で検出するのが難しいルートキットにとって課題であることが判明しました。
BIOSで起動する
BIOS で起動するには、ブート ディスクの最初のセクタに配置される MBR にブート コードまたはブート シーケンスを配置する必要があります。複数のオペレーティング システムがインストールされている場合、インストールされているブート ローダーは、インストールおよび更新中にすべてのブート可能ディスクにブート コードを自動的に配置する 1 つの共通ブート ローダーに置き換えられます。つまり、ユーザーは、インストールされている OS のいずれかをブートすることを選択できます。
ただし、特に Windows では、Windows 以外のブート ローダー、特に特定のプログラム、つまりIE がシステムを更新しないことが確認されていますが、やはり厳密なルールはなく、どこにも文書化されていません。 。
UEFIで起動する
UEFI は、Microsoft と Intel の緊密な連携により開発された最新のブート テクノロジです。 UEFI では、ロードされるファームウェアがデジタル署名されている必要があります。これは、ルートキットがブート パーティションに接続されるのを防ぐ方法です。ただし、UEFI を使用して Linux をブートする場合の問題は複雑です。 UEFI で Linux を起動するには、使用するキーを Linux プロトコルに反する GPL に基づいて公開する必要があります。
ただし、「セキュア ブート」を無効にし、「レガシー ブート」を有効にすることで、UEFI 仕様に基づいて Linux をインストールすることは可能です。 UEFI のブート コードは、ディスクの最初のセクターの特別なパーティションである /EFI のサブディレクトリに配置されます。
Linux ファイル システムの種類
標準の Linux ディストリビューションでは、以下に示すファイル形式でパーティション化ディスクを選択できます。それぞれのファイル形式には特別な意味が関連付けられています。
- 内線2
- 内線3
- 内線4
- JFS
- ReiserFS
- XFS
- Btrfs
ext2、ext3、ext4
これらは、主に MINIX 用に開発された 拡張ファイルシステム (ext) の進歩的なバージョンです。 2 番目の拡張バージョン (ext2) は改良されたバージョンです。 Ext3 によりパフォーマンスが向上しました。 Ext4 は、追加機能を提供するだけでなく、パフォーマンスも向上しました。
こちらもお読みください: Ext2、Ext3、Ext4 とは何か、および Linux ファイル システムを作成および変換する方法
JFS
ジャーナリング ファイル システム (JFS) は、IBM によって AIX UNIX 用に開発され、システム拡張ファイルの代替として使用されました。 JFS は現在 ext4 の代替品であり、リソースをほとんど使用せずに安定性が必要な場合に使用されます。 CPU パワーが制限されている場合、JFS が役立ちます。
ReiserFS
これは、ext3 の代替として導入され、パフォーマンスと高度な機能が向上しました。 SuSE Linux のデフォルトのファイル形式が ReiserFS だった時期もありましたが、その後 Reiser は廃業し、SuSe には ext3 に戻る以外に選択肢はありませんでした。 。 ReiserFS は、ファイル システム拡張機能を動的にサポートします。これは比較的高度な機能でしたが、ファイル システムには特定のパフォーマンス領域が不足していました。
XFS
XFS は、 並列I/O 処理を目的とした高速なJFS でした。 NASA は今でもこのファイル システムを300 以上 テラバイトのストレージ サーバーで使用しています。
Btrfs
B ツリー ファイル システム (Btrfs) は、フォールト トレランス、楽しい管理、システムの修復、大規模なストレージ構成に焦点を当てており、現在も開発中です。 Btrfs は運用システムには推奨されません。
クラスター化されたファイル形式
クラスター化ファイル システムは起動には必要ありませんが、ストレージの観点からは共有環境に最適です。
Linux 以外のファイル形式
Linux では利用できないが、他の OS では使用されているファイル形式がたくさんあります。つまり、Microsoft のNTFS、Apple/Mac OS の HFS などです。これらのほとんどは、NTFS ファイル システムをマウントする ntfs-3g などの特定のツールを使用してマウントすることで Linux で使用できますが、Linux では推奨されません。リナックス。
Unix ファイル形式
Linux で広く使用されている特定のファイル形式がありますが、Linux では特に Linux ルート システムのインストールには好まれません。例: BSD の UFS。
Ext4 は、Linux ファイル システムとして推奨され、最も広く使用されています。特定の特殊なケースでは、XFS と ReiserFS が使用されます。 Btrfs はまだ実験環境で使用されています。
ディスクのパーティショニング
最初の段階はディスクのパーティショニングです。パーティションを分割するときは、以下の点に留意する必要があります。
- バックアップとリカバリを念頭に置いたパーティション。
- パーティション内のスペース制限マーク。
- ディスク管理 – 管理機能。
論理ボリューム管理
LVM は、大規模ストレージのインストールで使用される複雑なパーティショニングです。 LVM 構造は、実際の物理ディスクのパーティション分割をオーバーレイします。
スワップ
スワップ は、特にシステム休止状態中の Linux のメモリ ページングに使用されます。システムの現在のステージは、システムが一時停止 (休止状態) している時点で Swap に書き込まれます。
決して休止状態にならないシステムには、 そのRAM のサイズと同じスワップ スペースが必要です。
暗号化
最後の段階は暗号化で、データの安全性を確保します。暗号化は、ディレクトリだけでなくディスクのレベルでも行うことができます。ディスク暗号化では、ディスク全体が暗号化されるため、復号化するには何らかの特別なコードが必要になる場合があります。
ただし、それは複雑な問題です。復号化コードは暗号化中は同じディスク上に残すことができないため、特定の特別なハードウェアが必要になるか、マザーボードにそれを行わせます。
ディスク暗号化は比較的簡単に実現でき、それほど複雑ではありません。この場合、復号コードは同じディスク上の別のディレクトリに残ります。
ディスク暗号化はサーバー構築に必要であり、実装する地理的な場所に基づいて法的問題となる可能性があります。
この記事では、ファイル システム管理とディスク管理についてさらに詳しく説明してみました。それは今のところすべてです。知っておく価値のある別の興味深い記事を紹介するために、またここに来ます。それまでは引き続き Tecmint にご注目ください。貴重なフィードバックを以下のコメント セクションにぜひお寄せください。
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