LXF160:Установка нового диска

Подписка на печатную версию Весь 2015 год (12 номеров) Первое полугодие (6 номеров) Второе полугодие (6 номеров)

Подписка на электронную версию Весь 2015 год (12 номеров) Первое полугодие (6 номеров) Второе полугодие (6 номеров)

Подшивки старых номеров журнала (печатные версии) Весь 2014 год (12 номеров) Первое полугодие (6 номеров) Второе полугодие (6 номеров)

Учеб­ник: Раз­би­ра­ем­ся с не­ко­гда про­стым до­бав­ле­ни­ем же­ст­ко­го дис­ка

Установка нового диска

Наш эксперт У Ней­ла Бот­ви­ка по ком­пь­ю­те­ру в ка­ж­дой ком­на­те, но по со­об­ра­же­ни­ям безо­пас­но­сти он ни за что не ска­жет, где на­хо­дит­ся цен­траль­ный сер­вер.

Не­важ­но, со­бра­лись вы до­ба­вить 2-терабайтный ко­лосс или кро­шеч­ный SSD:Нейл Бот­вик по­мо­жет сде­лать все пра­виль­но.

Когда-то до­ба­вить но­вый же­ст­кий диск бы­ло про­сто: тре­бо­ва­лось лишь под­клю­чить его к ком­пь­ю­те­ру и соз­дать раз­де­лы лю­би­мым ин­ст­ру­мен­том команд­ной стро­ки (fdisk, cfdisk) или гра­фи­че­­ским (Gparted). Ес­ли вы ме­ня­ли сис­тем­ный же­ст­кий диск, мож­но бы­ло за­гру­зить­ся с ди­ст­ри­бу­тив­но­го CD, и уста­нов­щик сис­те­мы вы­пол­нял раз­мет­ку за вас. Те­перь все ста­ло несколь­ко сложнее: с ви­ду раз­ные на­ко­пи­те­ли, как вы­яс­ня­ет­ся, де­мон­ст­ри­ру­ют сход­ные про­бле­мы.

Боль­шие же­ст­кие дис­ки, по­ряд­ка 2 ТБ, ста­ли сто­ить вполне ра­зум­но, и вы мо­же­те за­хо­теть про­сто во­ткнуть один та­кой в ком­пь­ю­тер и на­чать им поль­зо­вать­ся – а в ре­зуль­та­те ока­жет­ся, что про­из­во­ди­тель­ность ниже, чем у ва­ше­го ста­ро­го дис­ка. Все­му ви­ной схе­ма ор­ганиза­ции дан­ных. Мно­гие го­ды ин­фор­ма­ция хранилась бло­ка­ми по 512 байт (этот блок не свя­зан с раз­ме­ром бло­ка фай­ло­вой сис­те­мы). Дис­ки ста­но­ви­лись боль­ше, чис­ло бло­ков росло, и при 2 ТБ пре­вы­си­ло мак­си­маль­ное зна­чение, ко­то­рое мож­но со­хранить в 32-бит­ном це­лом.

Тогда про­из­во­ди­те­ли дис­ков пе­ре­шли на 4-КБ бло­ки, в во­семь раз боль­ше; та­ким об­ра­зом, про­бле­ма от­ло­же­на до вре­мен, когда один диск бу­дет вме­щать 16 ТБ. Это так­же по­зво­ли­ло эф­фек­тивнее хранить боль­шие фай­лы, осо­бен­но с уче­том то­го, что мно­гие фай­ло­вые сис­те­мы, вклю­чая ext2/3/4, так­же ис­поль­зу­ют бло­ки по 4 КБ. Это все зву­чит непло­хо до тех пор, по­ка вы не осоз­нае­те, что же­ст­кие дис­ки вы­ну­ж­де­ны обес­пе­чи­вать об­рат­ную со­вмес­ти­мость с некой по­пу­ляр­ной ОС, при­тво­ря­ясь, что они по-прежнему опе­ри­ру­ют бло­ка­ми по 512 байт. Что в этом пло­хо­го? А то, что ес­ли вы начнете фай­ло­вую сис­те­му с бло­ка, но­мер ко­то­ро­го не кра­тен 8 (ска­жем, 63, что из­древ­ле бы­ло зна­чением по умол­чанию в Linux), ка­ж­дый 4-КБ блок фай­ло­вой сис­те­мы бу­дет хранить­ся в двух фи­зи­че­­ских бло­ках на дис­ке, и ка­ж­дое его чтение или запись пре­вра­тит­ся фак­ти­че­­ски в две опе­ра­ции вво­да-вы­во­да, что крайне нега­тив­но ска­жет­ся на про­из­во­ди­тель­но­сти (по ря­ду при­чин, уве­ли­чение объ­е­ма ра­бо­ты в два раза вы­зы­ва­ет бо­лее чем дву­крат­ное па­дение ско­ро­сти).

Твер­до­тель­ные дис­ки

Вы­равнивание бло­ков еще бо­лее важ­но на дру­гом кон­це шка­лы ем­ко­стей – в сег­мен­те SSD-дис­ков. Они ис­поль­зу­ют флэш-па­мять, а не магнит­ный но­си­тель, что да­ет ряд пре­иму­ществ, осо­бен­но для мо­биль­ных уст­ройств (по­это­му боль­шин­ст­во твер­до­тель­ных дис­ков име­ют форм-фак­тор 2,5"). От­сут­ст­вие дви­жу­щих­ся час­тей де­ла­ет та­кие дис­ки бо­лее ти­хи­ми и уда­ро­проч­ны­ми, и у них бо­лее эко­ном­ное энер­го­по­треб­ление. Но важнее то, что SSD-дис­ки ку­да бы­ст­рее сво­их магнит­ных ана­ло­гов; фак­ти­че­­ски, они мо­гут пре­взой­ти про­пу­ск­ную спо­соб­ность ин­тер­фей­са SATA. По­это­му для дости­жения мак­си­маль­ной про­из­во­ди­тель­но­сти наи­бо­лее про­дви­ну­тые (и до­ро­гие) SSD-дис­ки под­клю­ча­ют­ся че­рез кар­ты PCIe; но в на­шей ста­тье мы бу­дем го­во­рить о SATA-ва­ри­ан­тах. Не­смот­ря на ис­поль­зо­вание флэш-па­мя­ти, SSD-дис­ки име­ют ма­ло об­ще­го с USB-флэш­ка­ми. SSD-дис­ки ис­поль­зу­ют тех­но­ло­гию рав­но­мер­но­го из­но­са [wear-levelling], что­бы пре­дот­вра­тить бы­ст­рый вы­ход из строя из-за по­сто­ян­ной за­пи­си на од­но и то же ме­сто (на­при­мер, в жур­нал фай­ло­вой сис­те­мы). Это на­ла­га­ет ог­раничения на раз­мет­ку. Хо­тя раз­мер бло­ка мо­жет оста­вать­ся рав­ным 512 байт, как и у магнит­но­го дис­ка ана­ло­гич­ной ем­ко­сти, эти бло­ки груп­пи­ру­ют­ся в так на­зы­вае­мые бло­ки сти­рания [erase block]. Та­ким об­ра­зом, за­ти­рание и пе­ре­запись па­мя­ти про­ис­хо­дит бо­лее круп­ны­ми куска­ми, и эф­фек­тив­ность ра­бо­ты по­вы­ша­ет­ся.

Раз­мер бло­ка сти­рания мо­жет варь­и­ро­вать­ся (обыч­но ме­ж­ду 128 КБ и 512 КБ). Лю­бая схе­ма раз­мет­ки и фай­ло­вая сис­те­ма, не вы­ровнен­ная по границам этих зна­чений, бу­дет ис­пы­ты­вать те же про­бле­мы с про­из­во­ди­тель­но­стью, что и на боль­ших же­ст­ких дис­ках – ес­ли не ху­же.

Вы­равнивание бло­ков

Итак, мы столк­ну­лись с од­ной и той же про­бле­мой и одним и тем же ре­шением для двух дис­ков со­вер­шен­но раз­ных ти­пов. Как обес­пе­чить, что­бы раз­де­лы соз­да­ва­лись в «пра­виль­ных» мес­тах? Мож­но по­ду­мать, что доста­точ­но сде­лать раз­ме­ры всех раз­де­лов крат­ны­ми 4 КБ, но эта идея не сра­бо­та­ет, по­сколь­ку пер­вый раз­дел на­чи­на­ет­ся с бло­ка под но­ме­ром 63 – это мнго­го­летнее со­гла­шение – т. е. на один блок рань­ше, чем вы хо­те­ли бы. Ре­зуль­тат –про­бле­мы с про­из­во­ди­тель­но­стью.

Ес­ли вы раз­ме­чае­те же­ст­кий диск све­жей вер­си­ей fdisk, по умол­чанию все раз­де­лы бу­дут крат­нымм 2048 сек­то­рам, неза­ви­си­мо от их раз­ме­ра; при 512-байт­ных бло­ках это бу­дет обо­зна­чать вы­равнивание по границе 1 МБ. Та­ким об­ра­зом, бу­дут удов­ле­тво­ре­ны тре­бо­вания и SSD, и боль­ших же­ст­ких дис­ков. Ес­ли вы и впредь бу­де­те сле­дить за тем, что­бы все раз­де­лы бы­ли вы­ровнены та­ким об­ра­зом, про­блем не бу­дет. Наи­луч­ший спо­соб достичь это­го – за­да­вать раз­ме­ры раз­де­ла в МБ (или ГБ), а не сек­то­рах – тогда fdisk сде­ла­ет всю ра­бо­ту за вас. Ес­ли у вас ста­рая вер­сия fdisk, ко­то­рая пы­та­ет­ся на­чать с 63-го сек­то­ра, и вы по ка­кой-то при­чине не мо­же­те об­но­вить ее, начните раз­дел с бло­ка 2048 и вы­би­рай­те раз­ме­ры раз­де­лов крат­ны­ми 1 МБ; это са­мое про­стое ре­шение (бо­лее слож­ный ва­ри­ант – за­да­вать раз­ные CHS в команд­ной стро­ке, ука­зы­вая клю­чи -C, -h и -S при стар­те fdisk. Это то­же ра­бо­та­ет, но ма­лей­шая ошиб­ка при­ве­дет к некор­рект­но­му вы­равниванию). В лю­бом слу­чае, не свя­зы­вае­тесь с cfdisk: ранее достой­ный, сей­час он не мо­жет обес­пе­чить долж­ную сте­пень кон­тро­ля над про­ис­хо­дя­щим.

BIOS или GPT?

Есть и еще один спо­соб: от­ка­зать­ся от таб­ли­цы раз­де­лов BIOS три­дца­ти­летней дав­но­сти. По­ми­мо на­вя­зы­вания CHS-ад­ре­са­ции, она соз­да­ет ог­раничение в че­ты­ре пер­вич­ных раз­де­ла. Его, конеч­но, мож­но обой­ти при по­мо­щи ло­ги­че­­ских раз­де­лов, но это сра­бо­та­ет, толь­ко ес­ли у вас еще нет че­ты­рех раз­де­лов, а на мно­гих но­ут­бу­ках Windows и раз­де­лы восста­нов­ления занима­ют их все.

К то­му же ло­ги­че­­ские раз­де­лы оста­ют­ся ха­ком – в таб­ли­це по-прежнему име­ет­ся че­ты­ре сло­та, а ло­ги­че­­ские раз­де­лы ссы­ла­ют­ся друг на дру­га. Это услож­ня­ет соз­дание ре­зерв­ных ко­пий таб­ли­цы раз­де­лов, к то­му же по­вре­ж­дение в лю­бом бло­ке, со­дер­жа­щем ссыл­ку, сде­ла­ет все по­сле­дую­щие раз­де­лы нечи­тае­мы­ми.

GPT (GUID Partition Table, таб­ли­ца раз­де­лов на осно­ве GUID-иден­ти­фи­ка­то­ров) при­хо­дит на за­ме­ну таб­ли­це BIOS и мо­жет ис­поль­зо­вать­ся прак­ти­че­­ски лю­бым со­вре­мен­ным обо­ру­до­ванием. Ин­ст­ру­мен­ты для ра­бо­ты с GPT-дис­ка­ми обыч­но вклю­че­ны в па­кет gptfdisk. Сю­да вхо­дят gdisk и cgdisk, за­ме­няю­щие fdisk и cfdisk, со­от­вет­ст­вен­но. Parted (и его гра­фи­че­­ские обо­лоч­ки) уже под­дер­жи­ва­ет GPT – ника­кая но­вая про­грам­ма не тре­бу­ет­ся. Про­грам­мы ра­бо­та­ют в основ­ном при­выч­ным об­ра­зом, но ав­то­ма­ти­че­­ски вы­равнива­ют все по 2048 бло­кам, что по­зво­ля­ет из­бе­жать опи­сан­ных вы­ше про­блем.

Наи­луч­шей ре­ко­мен­да­ци­ей для со­хранения об­рат­ной со­вмес­ти­мо­сти с су­ще­ст­вую­щи­ми за­груз­чи­ка­ми яв­ля­ет­ся соз­дание спе­ци­аль­но­го за­гру­зоч­но­го раз­де­ла в на­ча­ле дис­ка. За­пусти­те gdisk от имени root, ука­жи­те имя сво­его дис­ка и на­жми­те n для соз­дания раз­де­ла. Зна­чения но­ме­ра раз­де­ла и стар­то­во­го сек­то­ра мож­но оста­вить как по умол­чанию (для чис­то­го дис­ка это 1 и 2048), а для конеч­но­го сек­то­ра вве­ди­те +1 M (что оз­на­ча­ет 1 МБ от на­ча­ла раз­де­ла). На во­прос о ти­пе раз­де­ла вве­ди­те EF02, что­бы соз­дать за­гру­зоч­ный раз­дел BIOS. Раз­меть­те осталь­ные раз­де­лы стан­дарт­ным оба­зом.

Про­це­ду­ра пол­но­стью ана­ло­гич­на fdisk, раз­ве что вас не спра­ши­ва­ют, хо­ти­те вы соз­дать ло­ги­че­­ский или основ­ной раз­дел. Дру­гое от­ли­чие – тип раз­де­ла те­перь ука­зы­ва­ет­ся двух­бай­то­вым ко­дом: так, для Linux-раз­де­ла это 8300, а не 83. Об­ра­ти­те внимание, что за­гру­зоч­ный раз­дел BIOS – не то же са­мое, что раз­дел /boot в Linux: здесь не со­дер­жит­ся ника­ких фай­лов опе­ра­ци­он­ной сис­те­мы. Это про­сто пер­вый раз­дел же­ст­ко­го дис­ка, а «по­лез­ные» раз­де­лы на­чи­на­ют­ся с /dev/sda2.

Аль­тер­на­тив­ные ин­ст­ру­мен­ты

В при­ме­ре вы­ше мы ис­поль­зо­ва­ли gdisk; cgdisk ана­ло­ги­чен, но ис­поль­зу­ет тек­сто­вый ncurses-ин­тер­фейс в про­ти­во­вес команд­ной стро­ке gdisk. Есть так­же parted: он очень мощ­ный и име­ет па­ра­метр команд­ной стро­ки, вклю­чаю­щий оп­ти­маль­ное вы­равнивание. Од­на­ко его ин­тер­фейс да­же менее ин­туи­ти­вен, чем у fdisk. Есть и гра­фи­че­­ские обо­лоч­ки – на­при­мер, по­пу­ляр­ный Gparted, а так­же ин­стал­ля­то­ры боль­шин­ст­ва ди­ст­ри­бу­ти­вов; од­на­ко Gparted не пред­ла­га­ет спо­со­ба управ­ления вы­равниванием, так что его мож­но ис­поль­зо­вать на боль­ших дис­ках и SSD, толь­ко ес­ли вы соз­дае­те GPT-раз­де­лы.

Ес­ли при уста­нов­ке на но­вый же­ст­кий диск ин­стал­ля­тор ва­ше­го ди­ст­ри­бу­ти­ва пред­ла­га­ет ис­поль­зо­вать GPT – со­гла­шай­тесь; в про­тив­ном слу­чае вы мо­же­те ре­шить предварительно раз­ме­тить диск вруч­ную. |

CHS или LBA?

На пер­вых же­ст­ких дис­ках по­ло­жение бло­ка оп­ре­де­ля­лось но­ме­ром «бли­на» (или го­лов­ки), до­рож­ки (ци­лин­д­ра) на «блине» и сек­то­ра в ци­лин­д­ре. Та­кая схе­ма ад­ре­са­ции из­вест­на как CHS (Cylinder, Head, Sector). На сме­ну ей при­шла схе­ма LBA (Logical Block Addressing, Ад­ре­са­ция ло­ги­че­­ских бло­ков), в рам­ках ко­то­рой но­ме­ра бло­ков на дис­ке со­став­ля­ют про­стую по­сле­до­ва­тель­ность, на­чи­наю­щую­ся с ну­ля и про­дол­жаю­щую­ся до фи­зи­че­­ской ем­ко­сти дис­ка.

Од­на­ко тра­ди­ци­он­ные ин­ст­ру­мен­ты раз­мет­ки, вро­де fdisk, про­дол­жа­ют ис­поль­зо­вать CHS-ад­ре­са­цию. Вот, на­при­мер, вы­вод fdisk -l на 2-ТБ дис­ке:

% fdisk -l /dev/sde

Disk /dev/sde: 2000.4 GB,

2000398934016 bytes

255 heads, 63 sectors/track, 243201 cylinders, total 3907029168 sectors

Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes

Sector size (logical/physical): 512 bytes /512 bytes

I/O size (minimum/optimal): 512 bytes /512 bytes

Disk identifier: 0x0008f6db

Device Boot Start End Blocks Id System

/dev/sde1 2048 3907028991 1953513472 83 Linux

Здесь просматривается как CHS-ад­ре­са­ция, так и то, что 2-ТБ диск ис­поль­зу­ет 512-байт­ные бло­ки, хо­тя на сай­те из­го­то­ви­те­ля ска­за­но, что раз­мер бло­ка – 4 КБ.