| Red Hat Enterprise Linux 4: Einführung in die System-Administration | ||
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Auch wenn ein Massenspeichergerät eingerichtet wurde, gibt es wenig, was man damit tun kann. Sicher können Daten auf dieses geschrieben und von diesem gelesen werden, ohne Struktur ist der Datenzugriff jedoch nur über Sektorenadressen (geometrisch oder logisch) möglich.
Es werden daher Methoden benötigt, mit denen der Speicher einer Festplatte leichter verwendbar wird. In den folgenden Abschnitten werden einige häufig eingesetzte Techniken genau zu diesem Thema erläutert.
Das erste, was einem Systemadministrator ins Auge fällt, ist die Tatsache, dass die Größe der Festplatte häufig die für die zu erledigende Aufgabe bei weitem übersteigt. Daher besitzen viele Betriebssysteme die Fähigkeit, den Speicherplatz einer Festplatte in verschiedene Partitionen oder Slices aufzuteilen.
Da diese getrennt von einander sind, können Partitionen verschieden groß sein, wobei der verwendete Speicherplatz keineswegs den Platz der anderen Partitionen raubt. So ist zum Beispiel die Partition, welche die Dateien für das Betriebssystem enthält, nicht betroffen, selbst wenn die Partition mit den Benutzerdaten voll ist. Das Betriebssystem hat weiterhin genügend Speicherplatz für die eigene Verwendung.
Auch wenn dies sehr simpel erscheint, so können Sie Partitionen ähnlich wie eigene Festplatten betrachten. Und tatsächlich werden bei einigen Betriebssystemen Partitionen als "Laufwerke" bezeichnet. Diese Ansicht ist jedoch nicht ganz richtig; aus diesem Grund werden wir Partitionen im folgenden Abschnitt genauer betrachten.
Partitionen werden durch folgende Attribute definiert:
Partitionsgeometrie
Partitionstyp
Partitions-Typenfeld
Diese Attribute werden in den folgenden Abschnitten eingehender behandelt.
Die Geometrie einer Partition bezieht sich auf die physikalische Platzierung auf einer Festplatte. Die Geometrie kann hinsichtlich Start- und Endzylinder, Köpfe und Sektoren spezifiziert werden. Die meisten Partitionen beginnen und enden jedoch an Zylindergrenzen. Die Größe der Partition wird danach als die Menge des Speichers zwischen Start- und Endzylinder definiert.
Der Partitionstyp bezieht sich auf das Verhältnis der Partition zu den anderen Partitionen auf der Festplatte. Es gibt drei verschiedene Partitionstypen:
Primär-Partitionen
Erweiterte Partitionen
Logische Partitionen
Im folgenden Abschnitt wird jeder Partitionstyp näher beschrieben.
Primär-Partitionen sind Partitionen, die einen der ersten vier Partitionierungs-Plätze in der Partitionierungstabelle der Festplatte belegen.
Erweiterte Partitionen wurden als Antwort auf den Bedarf an mehr als vier Partitionen pro Festplatte entwickelt. Eine erweiterte Partition kann selbst mehrere Partitionen enthalten, was die Anzahl der möglichen Partitionen auf einer Festplatte wesentlich erhöht. Die Einführung von erweiterten Partitionen wurde angetrieben durch die stetig wachsenden Fähigkeiten neuer Laufwerke.
Jede Partition besitzt ein Typenfeld, das einen Code für die erwartete Verwendung der Partition enthält. Dieses Typenfeld kann das Betriebssystem wiederspiegeln oder auch nicht. Anstelledessen kann es wiederspiegeln, wie Daten innerhalb der Partition gespeichert werden sollen. Im folgenden Abschnitt finden Sie weitere Informationen zu diesem wichtigen Punkt.
Selbst mit dem richtigen Massenspeichergerät, das richtig konfiguriert und angemessen partitioniert ist, sind wir immer noch nicht in der Lage, Informationen einfach zu speichern und abzurufen — wir haben immer noch keinen Weg gefunden, diese Daten zu strukturieren und zu organisieren. Was wir jetzt brauchen ist ein Dateisystem.
Das Konzept eines Dateisystems ist so fundamental für die Verwendung von Massenspeichergeräten, dass der durchschnittliche Computerbenutzer meistens diese nicht unterscheidet. Systemadministratoren können es sich nicht leisten, Dateisysteme und deren Einfluss auf die tägliche Arbeit zu ignorieren.
Ein Dateisystem ist eine Methode, Daten auf einem Massenspeichergerät zu präsentieren. Dateisysteme enthalten normalerweise die folgenden Eigenschaften:
Datei-basierte Datenspeicherung
Hierarchische Verzeichnisstruktur (manchmal auch als "Folder" oder Ordner bezeichnet)
Verfolgen der Dateierstellungs-, Zugangs- und Änderungsdaten
Ein gewisser Grad an Kontrolle über die Art des Zugangs zu bestimmten Dateien
Dateibesitz-Begriff (Ownership)
Haushaltung des verfügbaren Speicherplatzes
Nicht alle Dateisysteme besitzen alle diese Eigenschaften. Ein Dateisystem zum Beispiel, das für ein Einzelbenutzersystem entwickelt wurde, kann einfach eine simplere Methode der Zugangskontrolle verwenden und auf Dateibesitzermerkmale ganz verzichten.
Sie sollten jedoch dabei im Hinterkopf behalten, dass ein Dateisystem einen großen Einfluss auf Ihre tägliche Arbeit haben kann. Indem Sie sicherstellen, dass das von Ihnen verwendete Dateisystem den funktionalen Anforderungen Ihres Unternehmens entspricht, sorgen Sie nicht nur dafür, dass das Dateisystem den Aufgaben gewachsen ist, sondern auch dass es einfach und effizient zu verwalten ist.
Vor diesem Hintergrund werden die Eigenschaften in den folgenden Abschnitten näher beschrieben.
Während Dateisysteme, welche die Datei-Metapher für die Datenspeicherung verwenden schon so weitverbreitet sind, dass diese als gegeben angesehen werden können, gibt es doch einige Aspekte, die hier ins Auge gefasst werden sollen.
Zuallererst müssen Sie Einschränkungen der Dateinamen beachten. Welche Zeichen darf z.B. ein Dateiname enthalten? Wie lang darf dieser Dateiname sein? Diese Fragen sind wichtig, da durch sie die Dateinamen bestimmt werden, die verwendet werden dürfen. Ältere Betriebssysteme mit primitiven Dateisystemen erlauben häufig nur alphanumerische Zeichen (und nur in Großbuchstaben) und nur traditionelle 8.3 Dateinamen (d.h. ein acht-Zeichen langer Dateiname gefolgt von einer 3-Zeichen Dateierweiterung).
Während Dateisysteme in ganz alten Betriebssystemen das Konzept der Verzeichnisse nicht enthielten, verwenden alle allgemein verwendeten modernen Dateisysteme diese Eigenschaft. Verzeichnisse selbst werden gewöhnlich als Dateien implementiert, was bedeutet, dass keine bestimmten Dienstprogramme für deren Wartung benötigt werden.
Desweiteren können Verzeichnisse, da diese selbst Dateien darstellen und Verzeichnisse Dateien enthalten, auch andere Verzeichnisse enthalten, was eine vielschichtige Verzeichnisstruktur ermöglicht. Dies ist ein leistungsstarkes Konzept, mit dem alle Systemadministratoren vertraut sein sollten. Vielschichtige Verzeichnishierarchien können die Dateiverwaltung erheblich für Sie und für Ihre Benutzer erleichtern.
Die meisten Dateisysteme verfolgen den Zeitpunkt, an dem eine Datei erstellt wurde; manche verfolgen auch die Änderungs- und Zugriffszeiten. Abgesehen von der Bequemlichkeit feststellen zu können, wann eine Datei erstellt, geöffnet oder geändert wurde, sind diese Daten wichtig für die richtige Durchführung inkrementeller Backups.
Weitere Informationen über die Verwendung dieser Dateisystem-Eigenschaften für Backups finden Sie unter Abschnitt 8.2.
Zugriffskontrolle ist ein Bereich, in dem sich Dateisysteme erheblich unterscheiden. Einige Dateisysteme haben keine klaren Modelle für die Zugriffskontrolle, während andere wesentlich weiter entwickelt sind. Im Allgemeinen kombinieren die meisten modernen Dateisysteme zwei Komponenten in einer Zugriffskontroll-Methodologie:
Benutzeridentifikation
Benutzerberechtigungen-Liste
Benutzeridentifikation bedeutet, dass das Dateisystem (und das darunterliegende Betriebssystem) in der Lage sein muss, individuelle Benutzer eindeutig zu identifizieren. Dies macht es möglich, volle Verantwortlichkeit für alle Vorgänge in Hinsicht auf Tätigkeiten auf Dateisystemebene zu besitzen. Eine weiteres oft hilfreiches Feature ist das der Benutzer-Gruppen — ad-hoc Sammlungen von Benutzern. Gruppen werden am häufigsten von Unternehmen verwendet, in denen Benutzer an einem oder mehreren Projekten mitarbeiten. Eine weitere von einigen Dateisystemen unterstützte Eigenschaft ist die Erstellung von allgemeinen Kennungen, die an einen oder an mehrere Benutzer vergeben werden können.
Desweiteren muss das Dateisystem in der Lage sein, Listen von berechtigten Aktivitäten (oder auch nicht-berechtigten Aktivitäten in Bezug auf jede einzelne Datei zu prüfen. Die am häufigsten nachverfolgten Aktivitäten sind:
Lesen der Datei
Schreiben der Datei
Ausführen der Datei
Verschiedene Dateisysteme können diese Listen eventuell auch erweitern, indem auch andere Aktivitäten wie das Löschen oder die Fähigkeit Änderungen an den Zugangskontrollen einer Datei durchführen zu können, inkludiert werden können.
Eine Konstante im Leben eines Systemadministrators ist, dass es niemals genug freien Speicherplatz gibt. Und selbst wenn, bleibt dieser nicht lange frei. Daher sollte ein Systemadministrator zumindest in der Lage sein, die Menge an freiem Speicherplatz für jedes Dateisystem festlegen zu können. Zusätzlich dazu enthalten Dateisysteme mit wohldefinierten Benutzeridentifikations-Fähigkeiten die Möglichkeit, den Speicher anzuzeigen, den ein bestimmter Benutzer verwendet hat.
Dieses Feature ist lebensnotwendig für große Mehrplatz-Umgebungen, da auch hier leider nur allzuoft die 80/20 Regel für Festplattenplatz gilt — 20 Prozent der Benutzer verbrauchen 80 Prozent des verfügbaren Speicherplatzes. In dem Sie es möglichst einfach gestalten, genau diese 20 Prozent ausfindig machen zu können, können Sie effektiver Ihre speicherbezogenen Bestände verwalten.
Weiters besitzen einige Dateisysteme die Möglichkeit, ein bestimmtes Limit pro Benutzer (auch bekannt als Festplattenquote) für den verwendeten Festplattenplatz festzulegen. Diese Spezifikationen unterscheiden sich von Dateisystem zu Dateisystem. Im Allgemeinen kann Benutzern eine bestimmte Menge Speicher zugewiesen werden, welche diese dann verwenden können. Darüberhinaus unterscheiden sich einige Dateisysteme voneinander. Manche erlauben dem Benutzer, diese Grenze einmalig zu überschreiten, während andere eine "Gnadenfrist" setzen, in der ein zweites, etwas höheres Limit für diesen Zeitraum gilt.
Viele Systemadministratoren denken nur wenig darüber nach, wie der heute an Benutzer vergebene Speicher, morgen eingesetzt wird. Wenn Sie jedoch einige Überlegungen anstellen, bevor Sie Speicher an Benutzer vergeben, können Sie sich selbst eine ziemliche Menge an späterer Arbeit ersparen.
Das Wichtigste, das ein Systemadministrator tun kann, ist Verzeichnisse und Unterverzeichnisse dazu zu verwenden, den Speicher auf eine verständlich Art und Weise zu strukturieren. Diese Vorgehensweise bringt einige Vorteile mit sich:
Einfacher zu verstehen
Mehr Flexibilität in der Zukunft
Indem Sie Struktur in den Speicher bringen, ist dieser auch leichter zu verstehen. Betrachten Sie zum Beispiel ein großes System mit vielen Benutzern. Anstelle das Sie alle Benutzerverzeichnisse in einem großen Verzeichnis ablegen, ergibt es mehr Sinn, wenn Sie Unterverzeichnisse verwenden, die die Struktur Ihres Unternehmens wiederspiegeln. Auf diese Weise haben z.B. die Mitarbeiter in der Buchhaltung ihre eigenen Verzeichnisse unter einem Verzeichnis mit dem Namen Buchhaltung und Mitarbeiter in der Engineering-Abteilung deren Verzeichnisse unter Engineering und so weiter.
Die Vorteile einer solchen Vorgehensweise sind, dass es auf einer tagtäglichen Basis leichter wäre, den jeweiligen Speicherbedarf (und -Nutzung) für jeden Bereich des Unternehmens nachzuverfolgen. Eine Liste aller Dateien zu bekommen, die von jedem in der Personalabteilung verwendet werden, ist relativ einfach. Ein Backup aller Dateien in der Rechtsabteilung zu erstellen, wird dadurch ebenfalls leicht gemacht.
Durch eine geeignete Struktur wird gleichzeitig die Flexibilität erhöht. Um das vorherige Beispiel fortzusetzen, nehmen wir einmal an, dass die Entwicklungsabteilung mehrere neue Projekte übernimmt. Aufgrunddessen werden zukünftig viele neue Entwickler eingestellt. Es gibt zur Zeit jedoch nicht genügend Speicherplatz, um das erwartete Wachstum in der Entwicklungsabteilung abzudecken.
Da jedoch alle Dateien aller Personen in der Entwicklungsabteilung unter dem VerzeichnisEngineering abgelegt sind, wäre es relativ einfach::
Den zusätzlichen benötigten Speicherplatz zu schaffen
Ein Backup aller Daten unter dem Verzeichnis Engineering durchzuführen
Das Backup auf dem neuen Speicher wiederherzustellen
Das Verzeichnis Engineering auf dem ursprünglichen Speicher in etwas wie z.B. Engineering-Archiv umzubenennen (bevor dies vollständig gelöscht wird, nachdem die neue Konfiguration einen Monat lang einwandfrei funktioniert hat)
Die nötigen Änderungen durchzuführen, so dass alle Mitarbeiter inEngineering auf die Dateien im neuen Speicher zugreifen können
Dieser Ansatz hat sicherlich auch einige Nachteile. Wenn zum Beispiel Mitarbeiter häufig die Abteilung wechseln, müssen Sie einen Weg finden, hierüber informiert zu bleiben, um die Verzeichnisstruktur entsprechend ändern zu können. Ansonsten entspricht diese Struktur nicht mehr länger der Realität, was langfristig gesehen zu mehr — und nicht weniger — Arbeit für Sie führt.
Sobald ein Massenspeichergerät richtig partitioniert und ein Dateisystem angelegt wurde, kann der Speicher allgemein verwendet werden.
Bei einigen Betriebssystemen ist dies möglich. Sobald das Betriebssystem das neue Massenspeichergerät erkannt hat, kann dies vom Systemadministrator formatiert und sofort ohne weiteren Aufwand verwendet werden.
Andere Betriebssysteme benötigen einen weiteren Schritt. Dieser Schritt — häufig als Mounting bezeichnet — weist das Betriebssystem an, wie auf den Speicher zugegriffen werden darf. Das Mounten von Speicher wird gewöhnlich mittels einem speziellem Utility-Programm oder Befehl ausgeführt und erfordert die ausdrückliche Identifizierung des Massenspeichergerätes (und eventuell der Partition).
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