Sistema de arquivos Linux explicado: carregamento de inicialização, particionamento de disco, BIOS, UEFI e tipos de sistema de arquivos

O conceito de carregamento de inicialização, particionamento de disco, tabela de partição, BIOS, UEFI, tipos de sistema de arquivos, etc. é pouco conhecido pela maioria de nós. Nós nos deparamos com essa terminologia com muita frequência, mas raramente nos preocupamos em conhecê-la e seu significado em detalhes. Este artigo busca preencher essa lacuna da maneira mais fácil possível.

Tabela de partição

Uma das primeiras decisões que encontramos ao instalar uma distribuição Linux é o particionamento de seu disco, o sistema de arquivos a ser usado, implementar criptografia para segurança que varia de acordo com a mudança na arquitetura e plataforma. Uma das arquiteturas mais utilizadas, INTEL está passando por algumas mudanças e é importante entender essas mudanças que por outro lado requer conhecimento do processo de boot.

Muitos desenvolvedores executam Windows e Linux na mesma máquina, o que pode ser uma questão de preferência ou necessidade. A maioria dos gerenciadores de inicialização de hoje são inteligentes o suficiente para reconhecer qualquer número de sistemas operacionais na mesma caixa e fornecer menu para inicializar no sistema preferido. Outra maneira de atingir o mesmo objetivo é usar a virtualização usando Xen, QEMU, KVM ou qualquer outra ferramenta de visualização preferida.

BIOS x UEFI

Se bem me lembro, até o final dos anos 90, o BIOS, que significa Basic Input/Output System, era a única maneira de inicializar um sistema Intel. O BIOS mantém as informações de particionamento em uma área especial chamada Master Boot Record (MBR), de forma que o código adicional seja armazenado no primeiro setor de cada partição inicializável.

No final dos anos 90, a intervenção da Microsoft com a Intel resultou na Interface de Firmware Extensível Universal (UEFI), cujo objetivo inicial era inicializar com segurança. Este mecanismo de inicialização provou ser um desafio para rootkits, especialmente aqueles que são anexados a setores de inicialização e são difíceis de detectar com o BIOS.

Inicialize com BIOS

Inicializar com o BIOS requer a colocação de códigos de inicialização ou sequência de inicialização no MBR que é colocado no primeiro setor do disco de inicialização. Caso mais de um sistema operacional esteja instalado, o carregador de inicialização instalado é substituído por um carregador de inicialização comum que coloca códigos de inicialização em cada disco inicializável durante a instalação e atualização automaticamente, o que significa que o usuário tem a opção de inicializar em qualquer sistema operacional instalado.

No entanto, é visto, especialmente no Windows, que um carregador de inicialização diferente do Windows não atualizará o sistema, especialmente certos programas, como IE, mas novamente não existe uma regra rígida e rápida nem está documentada em nenhum lugar .

Inicialize com UEFI

UEFI é a mais recente tecnologia de inicialização desenvolvida em estreita colaboração entre a Microsoft e a Intel. A UEFI exige que o firmware a ser carregado seja assinado digitalmente, uma forma de impedir que rootkits sejam anexados à partição de inicialização. No entanto, o problema de inicializar o Linux usando UEFI é complexo. A inicialização do Linux em UEFI exige que as chaves usadas sejam tornadas públicas sob GPL, o que é contra o protocolo Linux.

No entanto, ainda é possível instalar o Linux na especificação UEFI desativando ‘Secure boot’ e ativando ‘Legacy Boot’. Os códigos de inicialização em UEFI são colocados em subdiretórios de /EFI, partição especial no primeiro setor do disco.

Tipos de sistemas de arquivos Linux

Uma distribuição Linux padrão oferece a opção de particionar o disco com os formatos de arquivo listados abaixo, cada um com um significado especial associado a ele.

1. ext2
2. ext3
3. ext4
4. jfs
5. ReiserFS
6. XFS
7. Btrfs

ext2, ext3, ext4

Esta é a versão progressiva do Extended Filesystem (ext), que foi desenvolvida principalmente para o MINIX. A segunda versão estendida (ext2) era uma versão melhorada. Ext3 adicionou melhoria de desempenho. Ext4 foi uma melhoria de desempenho além de fornecer recursos adicionais.

Leia também: O que é Ext2, Ext3 e Ext4 e como criar e converter sistemas de arquivos Linux

JFS

O Journaled File System (JFS) foi desenvolvido pela IBM para AIX UNIX e foi usado como uma alternativa ao sistema ext. JFS é uma alternativa ao ext4 atualmente e é usado onde a estabilidade é necessária com o uso de poucos recursos. Quando a potência da CPU é limitada, o JFS é útil.

ReiserFS

Foi introduzido como uma alternativa ao ext3 com melhor desempenho e recursos avançados. Houve um tempo em que o formato de arquivo padrão do SuSE Linux era ReiserFS, mas depois o Reiser faliu e o SuSe não teve outra opção a não ser retornar ao ext3 . ReiserFS suporta extensão de sistema de arquivos dinamicamente, o que era um recurso relativamente avançado, mas faltava ao sistema de arquivos certa área de desempenho.

XFS

XFS era um JFS de alta velocidade que visava processamento de E/S paralelo. A NASA ainda usa esse sistema de arquivos em seu servidor de armazenamento de mais de 300 terabytes.

Btrfs

B-Tree File System (Btrfs) concentra-se em tolerância a falhas, administração divertida, sistema de reparo, configuração de grande armazenamento e ainda está em desenvolvimento. Btrfs não é recomendado para sistema de produção.

Formato de arquivo agrupado

O sistema de arquivos em cluster não é necessário para inicialização, mas é mais adequado no ponto de vista de armazenamento do ambiente compartilhado.

Formato de arquivo não Linux

Existem muitos formatos de arquivo não disponíveis no Linux, mas são usados por outros sistemas operacionais. Viz., NTFS da Microsoft, HFS da Apple/Mac os, etc. A maioria deles pode ser usada no Linux montando-os usando certas ferramentas como ntfs-3g para montar o sistema de arquivos NTFS, mas não preferido em Linux.

Formato de arquivo Unix

Existem certos formatos de arquivo amplamente usados no Linux, mas não preferidos no Linux, especialmente para instalar o sistema raiz Linux. por exemplo, UFS do BSD.

Ext4 é o sistema de arquivos Linux preferido e mais amplamente usado. Em certos casos especiais, XFS e ReiserFS são usados. O Btrfs ainda é usado em ambiente experimental.

Particionamento de disco

A primeira etapa é o particionamento do disco. Ao particionar, devemos manter os pontos abaixo em mente.

1. Particione tendo em mente o backup e a recuperação.
2. Marca de limitação de espaço na partição.
3. Gerenciamento de disco – Função Administrativa.

Gerenciamento de volume lógico

LVM é um particionamento complexo usado em instalações de armazenamento grande. A estrutura do LVM se sobrepõe ao particionamento real do disco físico.

Trocar

Swap é usado para paginação de memória no Linux, especialmente durante a hibernação do sistema. O estágio atual do Sistema é gravado no Swap quando o sistema é pausado (Hibernar) em um determinado momento.

Um sistema que nunca entrará em hibernação precisa de um espaço de troca igual ao tamanho de sua RAM.

Criptografia

A última etapa é a criptografia que garante a segurança dos dados. A criptografia pode estar no nível do disco e também no nível do diretório. Na criptografia de disco, todo o disco é criptografado e pode exigir algum tipo de código especial para descriptografá-lo.

No entanto, é uma questão complexa. O código de descriptografia não pode permanecer no mesmo disco que está sendo criptografado, portanto, precisamos de determinado hardware especial ou deixamos a placa-mãe fazer isso.

A criptografia do disco é relativamente fácil de conseguir e menos complexa. Neste caso, o código de descriptografia permanece no mesmo disco, em algum lugar de um diretório diferente.

A criptografia de disco é necessária na construção de servidores e pode ser uma questão legal com base na localização geográfica em que você a está implementando.

Aqui neste artigo, tentamos esclarecer o gerenciamento do sistema de arquivos e o gerenciamento de disco de maneira muito mais aprofundada. É tudo por agora. Estarei aqui novamente com outro artigo interessante que vale a pena conhecer. Até então, fique ligado e conectado à Tecmint e não se esqueça de nos fornecer seus valiosos comentários na seção de comentários abaixo.

Leia também: Estrutura de diretórios do Linux e caminhos de arquivos importantes explicados