IMPORTANT: Per accedir als fitxer de subversion: http://acacha.org/svn (sense password). Poc a poc s'aniran migrant els enllaços. Encara però funciona el subversion de la farga però no se sap fins quan... (usuari: prova i la paraula de pas 123456)

Linux Professional Institute Certificate. LPIC-1

Lpic1 large.gif
Certificat LPIC-1
Examen: 101 (torneu a la resta de temes)
Fitxers: LPI102.1_DissenyarDistribucioDiscDur.pdf (LPI102.1_DissenyarDistribucioDiscDur.odp)
Objectius: http://www.lpi.org/eng/certification/the_lpic_program/lpic_1/exam_101_detailed_objectives
Dipòsit SVN: https://svn.projectes.lafarga.cat/svn/lpi/Materials/Examen_101/102.1
Usuari: anonymous
Paraula de pas: qualsevol paraula de pas

Objectius del tema

102.1. Dissenyar la distribució del disc dur
Objective.jpg
  • Objectiu: Els candidats han de ser capaços de dissenyar un esquema de particions per a sistemes Linux.
  • Pes: 2
060317 Icon - Theory of Knowledge v01 pdc.jpg

Àrees Clau de Coneixement:

Icon list.jpg

La següent és una llista parcial de fitxers, termes i utilitats utilitzades: La següent és una llista parcial de fitxers, termes i utilitats utilitzades:

Text-editor.svg

Apunts: LPI 102.1. Dissenyar la distribució del disc dur

Busos de comunicació

Busos d'un PC

  • El bus d'un PC es pot definir com un cable per conectar entre si totes les parts d'un ordenador.
  • Hi ha 2 tipus de chipsets, un per conectar els dispositius rapids i l'altre per conectar els lents:
    • Northbridge: Aquest es el rapid i esta conectat directament al FSB i uneix el bus RAM i AGP.
    • Southbridge: Es el dispositiu lent i esta conectat a la resta de busos (PCI, IDE o SATA)
Grafica1.png
Grafica2.png

Discs durs (Hard Disk Drives - HDD)

Caracteristiques

  • Memoria no volatil, es a dir, que no necessita la electricitat per guardar memoria, si marxa la llum no es perden les dades.
  • Memoria de lectura/escriptura.
  • Memoria d'acces no seqüencial (RAM), axo significa que no s'emagatzemen les dades de forma lineal, sino per parts i aixo fa que sigui mes rapid pero te l'inconvenient de que l'emmagatzematge es per parts.
  • Efecte magnetic resistiu-gegant, que es la forma en que es graven les dades al disc dur.

Primers models

  • Winchester (early IBM storage)

Paràmetres

  • Throughput/Transfer rate: Esta relacionat amb la velocitat de rotacio que acostuma a ser 7200 rpm.
  • Temps accés (ms):Es la velocitat de transferencia de dades, sol ser de entre 44.2 MB/s i 111.4 MB/s.La velocitat "real" del disc esta altament lligada a la velocitat del bus de comunicacions.
Ferranpallarespalim.png

Tipus de discs durs

IDE (Integrated Drive Electronics):

  • Creat al 1986 per Western Digital.
  • El mes utilitzat fins 2003.
  • Tambe conegut com ATAPI (Advanced Technology Attachment Packet Interface).
  • Tambe utilitzat en dispositius optics.
  • Al chipset southbridge, la majoria de plaques incorporaven un controlador IDE.

MAXTOR‑HDD‑IDE.jpg

IDE. Caracteristiques

  • Hot pluggable: no
  • Extern: no
  • Protocol: paral·lel de 40 pins
  • Bits ampla de banda: 16 bits (pins de control)
  • Ampla de banda: 16 MB/s, 33, 66, 100 i 133 MB/s
  • Nº dispositius: 2 per canal (master/slave). Típicament les plaques mare tenen dos canals IDE.
  • Dispositius configurables amb jumpers
    • Cable select: Master (més llunya), esclau (posició del mig)

SATA (Serial Advanced Technology Attachment)

  • Aquest tipus de disc dur es el mes utilitzat del 2003 fins a l'actualitat.

Hddsata.jpg

SATA. Caracteristiques

  • Hot pluggable: si
  • External: si (amb eSATA)
  • Protocol: sèrie (Bits ampla de banda: 1 bit )
  • Ampla de banda: 1.5 Gbit/s (150 MB/s), 3.0 Gbit/s (300 MB/s)
  • Nº dispositius: 1 per canal.
  • la tendencia en busos (USB) es utilitzar protocols serie. A altes velocitats es molt complex sincronitzar protocols paral·lels.

SCSI

  • No s'utilitza molt aquest tipus de disc dur ja que els SATA funcionen millor, en general, i els SCSI tenen un inconvenient que es que t'has de comprar a part el software, ja que no ve aplicat a la placa mare. Tot i aixi te una avantatge sobre el SATA ja que aquest es mes economic.
  • Es un estandard mes sofisticat que l'IDE pero que a tingut menys exit en el mercat de PC domestics.
  • Historicament s'ha utilitzat molt en servidors o estacions de treball d'alt rendiment dels quals normalment han incorporat una targeta controlador tot i que en alguns casos el controlador esta incorporat a la placa mare.
  • Hi ha una variant serie anomenada ASA.

Hddscsi.jpg

SCSI. Caracteristiques

  • Hot pluggable: si
  • External: si
  • Protocol: paral·lel
  • Bits ampla de banda: diferents amplades
  • Ampla de banda: diferents velocitats
  • Nº dispositius: 8 (narrow) o 16 (wide) sense comptar la controladora que també ocupa un espai en el bus.

Estructura fisica i components

Ferranpallarespart4.jpg
  • Plats: Material rígid. 2-4 plats
  • Capçals: 1 capçal per cada cara dels plats. Tots es desplacen al mateix temps. El suport es mou per un electroimant
  • Motor que fa girar els plats: Quant més alta és la velocitat de rotació més petit és el temps d'accés
  • Circuit electrònic de control: Fora de la part hermètica que conté els plats i la resta de parts mecàniques. És la interfície de comunicacions amb l'ordinador i memòria cau. També és l'encarregat de moure el suport per als capçals segons l'adreça de memòria que es vulgui llegir o escriure.
Ferranpallarespart1.gif
  • Bossa petita dessecant: Gel de silici per evitar humitats
  • Caixa metàl·lica i hermètica:protegeix el plats i els capçals de la brutícia. La part hermètica no esta buida i sovint hi ha un petit forat amb un filtre que permet controlar la pressió de l'interior del disc (que es pot veure modificada per la calor i provocar que els capçals toquin els plats)
  • Cares: Cada plat té dos cares. Cada cara té la seva corresponent pel·lícula magnètica
Ferranpallarespart2.png
  • Pistes (A): Són unes circumferències concèntriques on és guarden les dades del disc. Estan enumerades i es comença a comptar per la pista exterior (Pista 0)
  • Sectors (C): Les pistes estan dividides en arcs anomenats sectors. Totes les pistes tenen el mateix número de sectors numerats en una seqüència única per a tot el disc. La mida habitual d'un sector és de 512 bytes
Ferranpallarespart3.png
  • Capçals: Els capçals són els transductors que llegeixen i/o escriuen la informació del disc. Cada cara té dos capçals (escriptura i lectura)
  • Cilindres: Cada plat té dues superfícies i que a més cada disc pot tenir més d'un plat. Els capçals giren tots a l'hora sobre un braç motoritzat i es col·loquen sobre la mateixa posició en totes les cares. Les pistes de cada cara a les que s'accedeix de forma simultània són anomenades cilindres.

Sistemes d'adreçament

  • CHS (Cilinder Head Sector): Va ser el primer sistema utilitzat per localitzar una cela de memòria d'un disc dur. Donat els valors de Cilindre, Capçal i sector és té accés a un sector concret del disc. Màxima mida de disc: 8GB.
  • LBA (Logical block addressing): és un sistema d'adreçament molt simple que consisteix en ordenar seqüèncialment els blocs de dades (LBA=0, LBA=1...).

Primera pista del dic dur

  • MBR (Master Boot Record: Esta situal al primer sector de disc dur.
    • 446 bytes per a l'stage 1 del bootloader (gestor d'arrancada)
    • 64 bytes per la taula de particions
    • 2 byte per un codi únic (signature) del dic dur.
  • Regió de comptabilitat de DOS.
    • Existeix per raons històriques. Buida o amb l'stage 2 del gestor d'arrancada

Resta de pistes

  • La resta de pistes del disc dur esta composta per diferents particions dividides fisicament i s'utilitza per organitzar diferents tipus de fitxers. Aquestes particions a diferencia de la primera, la MBR, son prescindibles, es a dir, si tenim un problema amb alguna particio del disc dur que no sigui la primera no pasa res, podem trobar alguna solucio, en canvi, si es fa malbé la primera pista del disc dur no podrem encendre el PC, es a dir, s'haurà trencat l'ordenador.
Ferranpallarespistes.png

Avantatges de les Particions

  • Suport de múltiples sistemes operatius: Actualment, gràcies a eines com les màquines virtuals, ordres com dd i les imatges de disc podem tenir múltiples sistemes operatius en una mateixa partició.
  • Poder utilitzar múltiples sistemes de fitxers: Cada sistema de fitxers té el seus pros i contres. P. ex. alguns sistemes de fitxers són més ràpids i altres ofereixen característiques de còpia de seguretat.
  • Gestió de l'espai de disc: Permet organitzar com es guarden les dades de disc. P. ex. disposar d'una partició de disc de dades independent de la instal·lació del sistema operatiu.
  • Protecció enfront errors de disc: els discs fallen. Si apareixen errors a una partició de disc no afecten a la resta de particions.
  • Seguretat: Cada partició pot tenir definides polítiques de seguretat diferents. P. ex. una partició de sistema pot estar "congelada"
  • Còpia de seguretat: algunes particions es poden utilitzar per dur a terme còpies de seguretat

Evolucio Historica

  • x86 data de principis dels 80 quan un disc dur gran tenia aproximadament uns 10MB.
  • Nomes suportava 4 particions.
  • Es va crear un disc dur amb diferents particions i el de 4 particions va quedar obsolet. Es va fer de forma que hi hagues una particio ampliada o estesa i la resta primaries.
Ferranpallaresgparted.png

Particions primaries

Caracteristiques

  • Es poden formatar lògicament
  • Es poden marcar com arrancables
  • Entre les primàries i las ampliades es poden crear un màxim de 4
  • A Linux es numeren del 1 al 4
  • Alguns sistemes operatius com DOS o Windows necessiten carregar el sistema des d'una partició primària. A Linux aquesta restricció no existeix.
  • Podem veure la imatge anterior però anant des de la linea de comandes posant:
sudo fdisk -l


Disc /dev/sda: 500.1 GB, 500107862016 octets
255 heads, 63 sectors/track, 60801 cylinders
Units = cilindres of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xc2cfc2cf
Dispositiu Arrenc.   Inici         Final    Blocs    Id  Sistema
/dev/sda1   *           1        3824    30716248+   7  HPFS/NTFS
/dev/sda2            3825        4068     1952768   82  Intercanvi Linux / Solaris
/dev/sda3            4068        8931    39062528   83  Linux
/dev/sda4            8931       60802   416653312    f  W95 Estesa (LBA)
/dev/sda5            8931       60802   416652288    7  HPFS/NTFS

Particions ampliades

Caracteristiques

  • No es poden formatar
  • No es poden marcar com arrancables
  • Són contenidors d'altres particions (p. lògiques), però en si mateixes no poden contenir informació.
  • Màxim 1 partició
  • Numerades del 1 al 4
  • Entre les primàries i les ampliades es poden crear un màxim de 4

Particions logiques

Caracteristiques

  • Es poden formatar
  • No es poden marcar com arrancables (actives). Linux pot arrancar des qualsevol tipus de partició
  • Comencen sempre a comptar a partir de 5. Màxim de particions:
    • IDE: 63 (4 primàries/ampliades i 59 logiques)
    • SCSI: 11 o 27...
    • Limitació del nucli del sistema operatiu

Per mirar les nostres particions podem fer-ho des de la terminal amb la comanda:

sudo fdisk -l

i ens sortirà:

Disc /dev/sda: 500.1 GB, 500107862016 octets
255 heads, 63 sectors/track, 60801 cylinders
Units = cilindres of 16065 * 512 = 8225280 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk identifier: 0xc2cfc2cf
Dispositiu Arrenc.   Inici         Final    Blocs    Id  Sistema
/dev/sda1   *           1        3824    30716248+   7  HPFS/NTFS
/dev/sda2            3825        4068     1952768   82  Intercanvi Linux / Solaris
/dev/sda3            4068        8931    39062528   83  Linux
/dev/sda4            8931       60802   416653312    f  W95 Estesa (LBA)
/dev/sda5            8931       60802   416652288    7  HPFS/NTFS

Amb les /dev/sda1,2,3,4,5 veig totes les aprticions que conté el meu disc dur.

Nomenclatura

  • Sistemes amb la llibreria libata: Tots els dispositius segueixen la forma /dev/sd*. Tots les distribucions modernes (2009) treballen amb aquesta llibreria.
  • Sistemes sense la llibreria libata: es diferencia entre dispositius SCSI (/dev/sd*) i dispositius IDE (/dev/hd*). Els dispositius SATA es tracten com a dispositius SCSI en aquest tipus de sistemes. (Utilitzat en sistemes antics)

Dispositius IDE a sistemes sense libata

  • hda: dispositiu master del primer bus IDE
  • hdb: dispositiu esclau del primer bus IDE
  • hdc: dispositiu master del primer bus IDE
  • hdd: dispositiu esclau del primer bus IDE

Esquemes típics de particionament de disc

La majoria de sistemes Linux requereixen un minim de dos particions

  • Sistema de fitxers arrel (/): Conté el sistema arrel i si no hi ha cap altre punt de muntatge, tot el sistema.
  • swap: Partició necessària per a paginar la memòria RAM al disc dur, quan la RAM disponible s'acaba. També es pot crear una swap que sigui un fitxer però no és una solució tant eficient.

Altres

  • Cal tenir en compte que les mides proposades poden variar molt segons l'ús que és vulgui fer del sistema. Hi han tantes possibilitat que és impossible proposar solucions que siguin universalment acceptables.


Definicio de comandes

  • SWAP: memoria que li afegeixes a part de la RAM i amb 4 GB n'ha ha prou per funcionar correctament.
  • /home: lloc on estan ubicades les carpetes dels usuaris.
  • /etc: estan totes les configuracions del Linux.
  • /boot: es del mes important, es on esta el necessari per iniciar el sistema operatiu, aqui s'hi por trobar el Kernel, el Grub...
  • /usr: estan les aplicacions juntament amb els seus tutorials.
  • /opt: simplificat de l'angles optional, estan les aplicacions que no son de fabrica, es a dir, les apps que t'instal·les o descargues tu.
  • /var: simplificar de variable, conté la base de dades, fitxer amb terminacio .log... Es una carpeta molt important a l'hora de fer copies de seguretat ja que coté dades importants, a causa d'aixo sol ocupar molt d'espai.
  • /tmp: simplificat de temporal, son els fitxer temporals de l'usuari, aquestes dades es poden guardar un cert temps o es poden borrar en reiniciar l'ordenador.
  • /mnt: on s'instal·len els diferents dispositius externs, dispositius CD/DVD, Pen Drive, Memoria Flash...
  • /media: dispositius molt pareguts als mnt
Partició (punt de muntatge) Mida típica Descripció
swap (no es munta) 1.5 a 2 vegades la RAM És una memòria secundària a la RAM. Més lenta però necessari per quan la RAM s'acaba. Es pot treballar sense swap, però quan el sistema es quedi sense RAM no paginarà correctament (error que és difícil de detectar ja que sembla que l'ordinador simplement és penja)
/home Mínim 200MB En distribucions modernes un mínim de 200MB per guardar els fitxers de configuració d'usuari de les aplicacions és necessari. A partir d'aquí el valor màxim depèn de l'ús que faci de l'ordinador cada usuari
boot 20-200MB Guarda els fitxers d'arrancada del sistema (el nucli del sistema i els seus fitxers de suport). Compte!: Les distribucions modernes van guardant els diferents nuclis que s'instal·len, fet que fa que l'espai de boot augmenti amb el temps
/usr 500MB-20G (?) Conté la majoria de fitxers d'aplicacions Linux
/opt 100MB-? Carpeta "calaix de sastre" on es col·loquen totes aquelles aplicacions de tercers (no inclosos a la distribució). S'acostumen a posar aquí els paquets comercials
/var 100MB-? Conté les dades variables del sistema (bases de dades, cues, fitxers d'aplicacions, etc.). Depèn molt de tipus de sistema, però en entorn de servidor pot ser la partició més gran (i la que té la informació més rellevant)
/tmp 100MB-? Conté els fitxers temporals dels usuaris ordinaris. En sistemes amb molts usuaris pot ser una carpeta força gran.
/mnt --- No té una partició separada. S'utilitza com a lloc on crear els punts de muntatge de dispositius removibles com CD/DVD-ROM, memòries FLASH, etc.
/media --- Equivalent a /mnt


Sisitemes de fitxers arrel Linux=

sistemes de fitxers Unix/Linux

  • Tots els fitxers de tots els dispositius es troben en una sola jerarquia anomenada Sistema Virtual de fitxers.
  • L'arrel d'aquesta jerarquia única s'anomena root (arrel) i és representa amb el caràcter /.
  • A Linux/Unix tot són fitxers (fitxers, carpetes, dispositius de maquinari, enllaços, sockets, recursos remots...).
  • Una de les particularitats de Linux és presentar els dispositius connectats al sistema en forma d’arxius. Per exemple, la carpeta /dev conté els fitxers que representen els dispositius de maquinari del sistema (/dev/fd0 és el disquet i /dev/cdrom és el CD-ROM).
  • Els fitxers no tenen que ser d'un disc dur concret i ni tan sols tenen que ser de la màquina local.
  • Per accedir a un dispositiu primer s'ha d'informar al Sistema Operatiu del camí dins de la jerarquia principal des d'on es podrà accedir als fitxers del dispositiu.
    • Aquest procés procés s'anomena muntatge de dispositius.
    • El directori des de el qual es pot accedir al dispositiu s'anomena Punt de Muntatge.
    • Generalment només el super usuari (root) pot muntar dispositius o indicar quins dispositius poden ser muntats pels usuaris.