lpic/101/023_partizioni_filesystem.md
2025-01-21 21:36:40 +01:00

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## Introduzione
Su qualsiasi OS, un disco deve essere partizionato, prima di poter essere utilizzato. Una *partizione* e' un sottoinsieme logico di un disco fisico; le informazioni sulle partizioni sono archiviate in una *tabella delle partizioni*.
Su Linux, ogni partizione e' assegnata a una directory sotto `/dev`, come `/dev/sda1`.
## MBR e GPT
Esistono due modi principali per memorizzare le informazioni sulle partizioni:
- MBR (*Master Boot Record*)
- GPT (*Guid Partition Table*)
### MBR
La tabella delle partizioni é memorizzata nel primo settore di un disco, chiamato *Boot Sector*, insieme a un bootloader, solitamente GRUB. Ha diverse limitazioni:
- incapacità di indirizzare dischi di dimensione superiore ai 2TB
- un massimo di 4 partizioni primarie per disco
- per rendere il disco avviabile, la prima partizione deve essere primaria
Un disco MBR puo' avere due tipi differenti di partizioni: *primaria* ed *estesa*. In Linux sono trattate ugualmente, per cui non ci sono vantaggi nell'uso dell'una piuttosto che dell'altra.
### GPT
Risolve molti dei limiti di MBR. Non esiste un limite alla dimensione del disco e il numero massimo di partizioni dipende dal OS.
#### fdisk
L'utilità standard per la gestione delle partizioni. Esiste anche `cfdisk`.
```bash
fdisk -l /dev/sda
Disk /dev/sda: 465.76 GiB, 500107862016 bytes, 976773168 sectors
Disk model: CT500BX500SSD1
Units: sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disklabel type: gpt
Disk identifier: E224383F-FD8C-4067-8F01-09A7965B7EFA
Device Start End Sectors Size Type
/dev/sda1 2048 976773119 976771072 465.8G Linux filesystem
```
dove:
- `Device`: il dispositivo assegnato alla partizione
- `Start`: il settore in cui inizia la partizione
- `End`: il settore in cui termina la partizione
- `Sectors`: il numero totale di settori della partizione
- `Size`: la dimensione della partizione
#### gdisk
Utilità equivalente a *fdisk* e con comandi molto simili.
```bash
sudo gdisk -l /dev/sda
GPT fdisk (gdisk) version 1.0.10
Partition table scan:
MBR: protective
BSD: not present
APM: not present
GPT: present
Found valid GPT with protective MBR; using GPT.
Disk /dev/sda: 937703088 sectors, 447.1 GiB
Model: KINGSTON SA400S3
Sector size (logical/physical): 512/512 bytes
Disk identifier (GUID): 2393AA2C-252F-46A4-AAB9-35EE402D3D71
Partition table holds up to 128 entries
Main partition table begins at sector 2 and ends at sector 33
First usable sector is 2048, last usable sector is 937703054
Partitions will be aligned on 2048-sector boundaries
Total free space is 1679 sectors (839.5 KiB)
Number Start (sector) End (sector) Size Code Name
1 2048 937701375 447.1 GiB 8300
```
- Ogni disco ha un identificatore (**GUI**) univoco: si tratta di un numero esadecimale a 128 bit, assegnato casualmente quando viene creata la tabella delle partizioni
- Un disco GPT puo' avere fino a 128 partizioni
- Le partizioni GPT possono essere facilmente riordinare o riorganizzate, utilizzando il comando `s`
- Rispetto a fdisk, durante la creazione delle partizione, é possibile specificare il tipo di partizione (Linux, Windows, ecc.)
- Fornisce utilità per aiutare nel ripristino, accessibili col comando `r`
- Con GPT, la dimensione di una partizione non é limitata dalla quantità massima di spazio contiguo non allocato.
## Creare un file-system
Prima di utilizzare una partizione, occorre creare un file-system. *Controlla il modo in cui i dati vengono archiviati e acceduti*. Lo strumento standard utilizzato é `mkfs`.
### ext2/ext3/ext4
L'`extended file-system` (ext) é stato il primo file-system per Linux e nel corso degli anni é stato sostituito da nuove versioni, chiamate ext2, ext3 e ext4.
Le utilità `mkfs.ext2`, `mkfs.ext3` e `mkfs.ext4` sono utilizzate per creare file-system ext2, ext3 e ext4. Queste utilità sono collegamenti simbolici a `mke2fs`.
#### Sintassi
```bash
mkfs.ext4 TARGET
mke2fs -t ext4 TARGET
```
dove TARGET é il nome della partizione. Alcuni dei parametri principali:
- `-L` o Volume_Label: imposta un'etichetta
- `-n`: simula la creazione del file-system
- `-q`: modalità silenziosa
- `-c`: controllo dei blocchi danneggiati prima di creare un file-system
- `-d` (DIRECTORY): copia il contenuto della directory specificata nel nuovo file-system
### FAT o VFAT
Il file-system FAT ha avuto origine con MS-DOS e negli anni ha ricevuto diverse versioni, culminate in FAT32, rilasciato nel 1996. VFAT é a estensione di FAT16 con supporto a nomi di file lunghi (fino a 255 caratteri). Entrambi sono gestiti da `mkfs.fat`.
FAT16 supporta volumi di massimo 4GB e file con una dimensione massima di 2GB. FAT32 aumenta la dimensione massima dei file a 4GB e dei dischi a 2 PB.
```bash
mkfs.fat TARGET
```
### exFAT
É stato creato da Microsoft nel 2006, al fine di superare i limiti di FAT32: supporta file di dimensione massima di 16 exabyte e dischi di 128 petabyte. Ottima scelta per garantire l'interoperabilitá Linux-Windows. L'utilità predefinita é `mkfs.exfat`:
```bash
mkfs.exfat TARGET
```
### Btrfs
btrfs (*better FS*) é un file system specifico per Linux. Ha diverse caratteristiche interessanti, come: supporto ai volumi, quote, snapshot, backup incrementali, ecc. É un file-system *copy-on-write*: i dati vengono scritti nello spazio libero su disco e i metadati originali aggiornati per fare riferimento ai nuovi dati e solo allora i vecchi dati vengono eliminati. Questo riduce la possibilitá di perdita di dati in caso di arresto anomalo.
```bash
mkfs.btrfs TARGET -L LABEL
```
É possibile passare dispositivi multipli al comando. Per specificare come verranno distribuiti i metadati nell'array di dischi, utilizzare il parametro `-m`. I parametri validi sono: `raid0`, `raid1`, `raid5`, `raid6`, `raid10`, `single` e `dup`.
#### subvolume
Sono come filesystem dentro altri filesystem. Una specie di directory che puo' essere montata e trattata come un filesystem separato.
```bash
btrfs subvolume create /mnt/disk/BKP
btrfs subvolume list /
```
Per verificare che il volume sia attivo:
```bash
btrfs subvolume show /mnt/disk/BKP
```
Per *montare* il subvolume:
```bash
mount -t btrfs -o subvol=BK /dev/sda1 /mnt/bk
```
#### snapshot
Uno snapshot duplica l'albero del filesystem, mentre punta ai dati originali.
```bash
btrfs sublovule snapshot /mnt/disk /mnt/disk/snap
```
Per creare istantanee di sola lettura, basta aggiungere il parametro `-r`.
## GNU Parted
`GNU Parted` é un potente editor delle partizioni. Esistono dei front-end grafici, come *GParted*.
> WARNING: Parted apporta modifiche al disco immediatamente dopo che il comando é stato dato, senza attese, diversamente da fdisk e gdisk
```bash
parted DEVICE
parted /dev/sda
```
### Selezionare i dischi
Per passare da un disco diverso da quello selezionato, basta usare il comando `select`:
```bash
parted /dev/sda
Using /dev/sda
(parted) select /dev/sdb
Using /dev/sdb
```
### Ottenere informazioni
Per ottenere informazioni sul disco, utilizzare il comando `print`:
```bash
(parted) print
Model: ATA CT500BX500SSD1 (scsi)
Disk /dev/sdb: 500GB
Sector size (logical/physical): 512B/512B
Partition Table: gpt
Disk Flags:
Number Start End Size File system Name Flags
1 1049kB 500GB 500GB
```
Per ottenere un elenco di tutti i dispositivi a blocchi, utilizzare `print devices`. Tramite il comando `print all` si ottengono informazioni su tutti i dispositivi a blocchi collegati. Tramite il comando `print free` é possibile visualizzare lo spazio libero a disposizione su un singolo device
### Creare una tabella delle partizioni
Per creare una tabella delle partizioni su un disco vuoto, usare il comando `mklabel`, seguito dal tipo di tabella che si desidera creare:
```bash
(parted) mklabel msdos
(parted) mklabel gpt
```
### Creare una partizione
Per creare una partizione, si utilizza il comando `mkpart`:
```bash
(parted) mkpart PARTTYPE FSTYPE START END
```
dove:
- `PARTTYPE`: il tipo di partizione, che puo' essere *primary*, *logical* o *extended*
- `FSTYPE`: il tipo di filesystem. Parted non crea il filesystem, ma imposta solo un flag sulla partizione che dice al OS che tipo di dati aspettarsi
- `START`: specifica il punto esatto in cui inizia la partizione
- `END`: specifica il punto in cui la partizione finisce (NON la dimensione)
```bash
(parted) mkpart primary ext4 1m 100m
```
### Eliminare una partizione
Utilizzare il comando `rm` seguito dal numero della partizione da eliminare, visualizzabile col comando `print`.
### Recuperare una partizione
Parted permette di recuperare una partizione cancellata. Utilizzare il comando `rescue`, con la sintassi: `rescue START END`, dove START indica la posizione approssimativa in cui la partizione iniziava e END quella in cui finiva. Parted eseguirà una scansione del disco alla ricerca di partizione e si offrirà di ripristinare quelle trovate. Puo' recuperare solo le partizioni in cui é presente un filesystem; quelle vuote non vengono rilevate.
### Ridimensionare una partizione ext2/3/4
Puo' essere anche usato per ridimensionare le partizioni, al fine di renderle piú grandi i piú piccole, con alcune accortezze:
- durante il ridimensionamento, la partizione deve essere inutilizzata e smontata
Il comando é `resizepart`, seguito da numero di partizione e di dove dovrebbe finire: `resizepart 2 300g`.
Una volta ridimensionata la partizione, bisogna ridimensionare il filesystem. Per i filesystem ext2/3/4, questo viene fatto da `resize2fs PARTITION SIZE`. Se si omette il parametro SIZE, verrá utilizzato tutto lo spazio disponibile: `resize2fs /dev/sdb3`.
Per *restringere* una partizione, il processo deve essere inverso:
- prima si restringe il filesystem, tramite `resize2fs`
- poi si ridimensiona la partizione stessa utilizzando `parted`
```bash
resize2fs /dev/sdb3 200g
parted /dev/sdb3
(parted) resizepart 3 200g
```
## swap
Su Linux, il SO puo' scambiare pagine di memoria dalla RAM al disco, secondo necessitá, memorizzandole in uno spazio separato, implementato come partizione separata (o file), chiamato *partizione di swap*.
Tramite fdisk, basta creare una partizione normale e poi cambiare il tipo di partizione in Linux Swap, tramite il comando `t`, con codice 82. Per gdisk, cambia solamente il codice, 8200.
Una volta che la partizione é stata correttamente creata, usare il comando `mkswap PARTITION`. Infine, per abilitare la partizione: `swapon PARTITION`. Allo stesso modo, `swapoff PARTITION` disabiliterá la swap per quel dispositivo.
Linux supporta anche l'uso di *file di swap*: basta creare un file vuoto, tramite *dd* e quindi utilizzare `mkswap` e `swapon`
```bash
dd if=/dev/zero of+myswap bs=1M count=1024
mkswap myswap
swapon myswap
```
Per rendere il file di swap persistente, **aggiungerlo** a `/etc/fstab`. I permessi consigliati per il file di swap sono 0600 e il gruppo e il proprietario dovrebbero essere root.