====== 1) Zwei Arten der Formatierung von Festplatten ====== ==== a) Physikalische Formatierung ==== Damit eine Festplatte logisch formatiert werden kann, muss sie physikalisch formatiert sein. Die physikalische Formatierung eines Festplattenlaufwerks (auch als Zwei-Stufen-Formatierung bezeichnet) wird in der Regel vom Hersteller durchgeführt. Durch die physikalische Formatierung wird eine Festplatte in ihre physikalischen Grundbausteine unterteilt: Spuren, Sektoren und Zylinder. Durch diese Elemente wird die Art und Weise vorgegeben, mit der Daten physikalisch auf der Festplatte aufgezeichnet und von dort gelesen werden können. Die Spuren sind konzentrische Kreispfade, die auf jede Scheibenseite geschrieben werden, wie auf einer Schallplatte oder einer CD. Die Spuren werden mit einer Nummer identifiziert, die mit Spur 0 am äußeren Rand einsetzt. Der Spurensatz, der auf allen Seiten der Platte im gleichen Abstand von der Mitte angelegt ist, wird als “Zylinder” bezeichnet. Hardware und Software arbeiten häufig mit diesen Zylindern. Die Spuren sind in Bereiche, sogenannte “Sektoren” unterteilt, in denen eine festgeschriebene Datenmenge gespeichert wird. Die Sektoren werden in der Regel für eine Speicherkapazität von 512 Byte (ein Byte besteht aus 8 Bit) formatiert. Nachdem ein Festplattenlaufwerk physikalisch formatiert wurde, kommt es gelegentlich vor, dass die magnetischen Eigenschaften der Eisenoxydschicht an einigen Stellen auf der Festplatte nach und nach an Wirksamkeit verlieren. Dies hat zur Folge, dass es für die Schreib-/Leseköpfe der Festplatte in zunehmenden Maße schwieriger wird, ein Bit-Muster auf der Festplatte zu speichern, das später von der Festplatte gelesen werden kann. Wenn dieser Prozess einsetzt, bezeichnet man die Sektoren, in denen Daten nicht mehr zuverlässig gespeichert werden können, als “fehlerhafte Sektoren”. Glücklicherweise ist die Qualität moderner Festplatten so hoch, dass solche “fehlerhaften Sektoren” nur sehr selten auftreten. Darüber hinaus sind die modernen Computer normalerweise in der Lage, einen fehlerhaften Sektor zu identifizieren und ihn als solchen zu kennzeichnen, damit er nicht mehr genutzt wird; es wird dann ein alternativer Sektor benutzt. ==== b) Logische Formatierung ==== Ein physikalisch formatiertes Festplattenlaufwerk muss noch logisch formatiert werden. Durch die logische Formatierung wird ein Dateisystem auf der Festplatte definiert. Erst ein Dateisystem gestattet es einem Betriebssystem wie z.B. DOS, OS/2, Windows 95/98, Windows NT/Windows 2000/WindowsXP oder Linux), den verfügbaren Speicher für das Speichern und Laden von Dateien zu nutzen. Vor der logischen Formatierung kann eine Festplatte in Partitionen unterteilt werden. Auf jeder Partition kann ein Dateisystem (logisches Format) definiert werden. Eine Festplattenpartition, die bereits logisch formatiert ist, wird als Datenträger (Volume) bezeichnet. Als Teil des Formatierungsvorgangs werden Sie durch das Formatierungsprogramm aufgefordert, der Partition einen Namen zuzuweisen, die sogenannte “Datenträgerbezeichnung”. Mit diesem Namen können Sie den Datenträger (die Partition) später identifizieren. ====== 2) Partitionierung von Festplatten ====== **Master-Boot-Record (MBR)** Die Master-Boot-Record Partitionstabelle ist eine Tabelle, welche die Unterteilung der Festplatte in Partitionen beschreibt. Sie ist seit der Verbreitung von Festplatten im Jahr 1980 fest definiert und wird von allen Betriebssystemen zwingend vorausgesetzt. Der Master-Boot-Record ist der erste Sektor auf der Festplatte. Er beinhaltet zum einen den "Bootstrap". Dies ist ein Programm, das von dem BIOS aufgerufen wird, um das eigentliche Betriebssystem zu laden. Zum anderen enthält dieser Sektor auch eine Beschreibung, ob / wie die Festplatte in unterschiedliche Bereiche (Partitionen) unterteilt ist. Diese Beschreibung erfolgt in der sogenannten "Partitionstabelle". Sie enthält für jede Partition einen Eintrag. Dieser besteht aus der Lage der Partition auf der Festplatte und dem "Typ" dieser Partition. Aus historischen Gründen kann diese Partitionstabelle nur vier Einträge (primäre Partitionen oder erweiterte Partitionen) aufnehmen. Das Format dieses Master-Boot-Records (Bootstrap / Partitionstabelle) ist fest definiert und wird vonallen Betriebssystemen zwingend vorausgesetzt. **Partitionsarten** Es gibt im wesentlichen zwei Partitionsarten: Primärpartitionen und erweiterte Partitionen. Darüber hinaus lassen sich erweiterte Partitionen noch weiter in logische Partitionen unterteilen. Sie können bis zu vier Hauptpartitionen auf dem Festplattenlaufwerk definieren, wovon eine als erweiterte Partition definiert werden kann, d.h. maximal vier Primärpartitionen oder drei Primärpartitionen und eine erweiterte Partition. ==== a) Primärpartitionen ==== In einer Primärpartition können Sie jedes beliebige Betriebssystem sowie Datendateien wie z.B. Programm- und Benutzerdateien speichern. Eine Primärpartition ist logisch formatiert, damit sich ein Dateisystem darauf definieren lässt, das mit dem auf der Partition installierten Betriebssystem kompatibel ist. Wenn Sie mehrere Primärpartitionen definieren, kann zu jedem beliebigen Zeitpunkt stets nur eine Primärpartition aktiv sein. Wenn Sie mehrere Betriebssysteme auf Ihrem Festplattenlaufwerk installieren müssen, ist es in der Regel notwendig, mehrere Primärpartitionen zu erstellen, da die meisten Betriebssysteme nur von einer Primärpartition gebootet werden können ==== b) Erweiterte Partitionen ==== Die erweiterte Partition wurde entwickelt, um die willkürliche 4-Partitionen-Begrenzung zu umgehen. Es handelt sich im Prinzip um einen Bereich, in dem Sie den Datenträgerspeicher weiter physikalisch unterteilen können, indem Sie eine unbegrenzte Anzahl logischer Partitionen definieren (weitere physikalische Unterteilungen des Datenträgerspeichers). Eine erweiterte Partition dient nur indirekt der Datenspeicherung. Der Benutzer muss in der erweiterten Partition logische Partitionen definieren, in denen die Daten gespeichert werden. Logische Partitionen müssen logisch formatiert sein; auf jeder logischen Partition kann ein anderes Dateisystem definiert sein. Nach der logischen Formatierung gilt jede logische Partition als separater Datenträger. ==== c) Logische Partitionen ==== Logische Partitionen können nur innerhalb einer erweiterten Partition definiert werden und sind nur für die Speicherung von Datendateien und Betriebssystemen vorgesehen, die von einer logischen Partition gebootet werden können (z.B. Linux und Windows NT). Betriebssysteme, die von einer logischen Partition gebootet werden können, sollten gewöhnlich in einer logischen Partition installiert werden; damit können Primärpartitionen für andere Zwecke freigehalten werden. ====== 3) Betriebssysteme und Dateisysteme ====== Ein Betriebssystem führt grundlegende Aufgaben auf Ihrem Computer aus und stellt dabei die Systemschnittstelle zwischen Hardware und Software dar. Es dient in erster Linie als unterstützende Plattform für Anwendungen, die bestimmte Aufgaben auf Ihrem Computer ausführen, wie beispielsweise Textverarbeitung und Datenbankverwaltung. Das Betriebssystem ist die Software, die die Zuordnung und Nutzung von ardwareressourcen steuert, wie beispielsweise Arbeitsspeicher, CPU-Verarbeitungszeit, Festplattenspeicher und Peripheriegeräte. Es stellt also das Fundament dar, auf dem die Anwendungen aufbauen, und bietet somit eine Softwareplattform, auf der andere Programme ausgeführt werden können. Jeder Computer benötigt ein funktionsfähiges Betriebssystem, auch wenn es lediglich aus den DOS- oder Windows 98-Bootdateien besteht. Verschiedene Betriebssysteme verwenden unterschiedliche Dateisysteme, um auf Datenträger zuzugreifen und die Speicherorte von Daten zu ermitteln. Das Dateisystem bestimmt hierbei die Art der Verwaltung und des Zugriffs auf Dateien auf einem Datenträger. Die Methoden und Datenstrukturen, die ein Betriebssystem verwendet, um Speicherorte von Dateien auf einer Partition zu ermitteln, werden also als das Dateisystem definiert. Bei den hier besprochenen Dateisystemen handelt es sich um FAT, FAT32, HPFS, NTFS Linux Ext2 und Linux ReiserFS. **FAT16** Das FAT16-Dateisystem ist das ursprünglich von MS-DOS für die Dateiverwaltung verwendete System. Das FAT (File Allocation Table) ist eine Datenstruktur, die MS-DOS beim Formatieren eines Datenträgers auf demselben erstellt. FAT16-Partitionen können bis zu 2 GB groß sein. Die Größe einer Partition bestimmt die Größe der Cluster, in denen Daten gespeichert werden. Bei einer Partitionsgröße von über einem GB kann dies zu einem erheblichen Speicherverlust führen. FAT16-Partitionen werden bei den meisten Versionen von DOS und Windows 95 eingesetzt und von den folgenden Betriebssystemen unterstützt: Windows 95, Windows 98, Windows NT, Windows 2000, DOS (inklusive MS-DOS, PC-DOS und DR-DOS), OS/2, Linux und viele andere Betriebssysteme. **FAT32** FAT32 ist ein Dateisystem, das von Microsoft für Windows 95, Version B (OSR2), entwickelt wurde. Es verfügt über die Fähigkeit, 32-Bit-Clusteradressen zu verwalten und unterstützt Partitionen von bis zu 8 GB bei einer Clustergröße von nur 4 KB. Partitionen von bis zu 16 GB können bei einer Clustergröße von 8 KB verwaltet werden, was den unnötigen Verbrauch von Festplattenspeicher aufgrund ineffizienter Clusternutzung deutlich reduzieren kann. FAT32-Partitionen kommen ausschließlich unter Windows 95B oder höher, Windows 98, Windows 2000 und unter neueren Versionen von Linux zum Einsatz. **HPFS** HPFS (High Performance File System) ist das Dateisystem für OS/2 Version 1.2 und höher. Dieses Dateisystem ist darauf ausgelegt, schneller und effektiver als das FAT-System auf die Festplatte zuzugreifen. HPFS ordnet Daten Sektoren zu, wobei unnötiger, durch ineffiziente Clusternutzung hervorgerufener Verbrauch von Speicher vermieden wird. HPFS-Partitionen werden nur von OS/2 und einigen Implementationen von Windows NT 3.51 verwendet. **NTFS** NTFS (New Technology File System) wurde von Microsoft speziell für die Verwendung mit Windows NT, Windows 2000 und Windows XP entwickelt und unterstützt die verbesserten Sicherheitsmerkmale, die über dieses Betriebssystem zur Verfügung stehen. NTFS unterstützt vollständige Zugriffskontrolle, Dateisystemwiederherstellung und besonders große Datenträger. NTFS-Partitionen werden ausschließlich unter Windows NT (Workstation und Server) sowie unter Windows 2000 und Windows XP eingesetzt. **Ext2** Das Ext2-Dateisystem war bis ca. 2002 das Standardsystem für Linux. Ist außerordentlich stabil und sicher, aber leider muss nach einem Systemabsturz (z.B. Stromausfall) eine sehr zeitaufwändige Überprüfung des gesamten Dateisystems durchgeführt werden. **Ext3** Das Ext3-Dateisystem ist z.Z. das Standardsystem für Linux. Weitgehend kompatibel zu Ext2, hat aber den Vorteil das es über eine Journaling-Funktion verfügt. D.h. nach einem Stromausfall entfällt eine langwierige Überprüfung des gesamten Dateisystems. **ReiserFS** Das ReiserFS ist eineWeiterentwicklung des Ext2-Dateisystem ist das Standardsystem für Linux (Verbesserte Dateisystemwiederherstellung nach Unterbrechungen im laufenden Betrieb). Linux ReiserFS-Partitionen werden ausschließlich unter Linux-Installationen verwendet. ====== 4) Planung eines Systems ====== Man sollte sich vor der Installation der Betriebssysteme (oder eines Bootmanagers) einige Gedanken über den Aufbau des Systems machen: Hierbei ist am wichtigsten, sich zuerst überlegen, welche Btriebssysteme eingesetzt werden sollen. Als nächstes ist abzuklären, wie viel Festplattenplatz für welches Betriebssystem benötigt wird (Größe der Festplatte). Hierzu macht der Hersteller des Betriebssystem bereits einen Vorschlag, der als Minimum eingehalten werde sollte. Unter Umständen kann es sinnvoll sein, einen Teil der Festplatte (eine Partition) ausschließlich dazu zu verwenden, Daten unter allen, oder zumindest unter mehreren Betriebssystemen, zur Verfügung zu stellen. Am besten lässt man einen Teil der Festplatte unbenutzt (falls diese groß genug ist), damit dieser später für Erweiterungen genutzt werden kann. ====== 5) Besonderheiten und Probleme der einzelnen Betriebssysteme ====== ==== a) Probleme mit DOS / Windows 95/98/ME ==== Bei der Verwendung von FAT 16 darf die Partition nicht größer als 2 GB sein. Von der 2. Festplatte kann nur gebootet werden, wenn auf der 1. Festplatte keine primäre Partition sichtbar ist. ==== b) Probleme mit Windows NT/2000/XP ==== Bei der Verwendung von FAT 16 darf die Partition nicht größer als 4 GB sein. Windows NT: Von FAT 16 (Typ "06") Partitionen kann nur gebootet werden, wenn die Partition vor dem Zylinder 1024 anfängt. Windows NT: Es darf nur eine Windows NT Installation sichtbar sein. Es können jedoch problemlos mehrere installiert sein. Windows 2000/XP: Das Setup-Programm von Windows 2000/XP überschreibt während der Installation den Master-Boot-Record. **BOOT.INI:** Die Datei BOOT.INI enthält Informationen auf welcher Partition Windows NT/2000/XP installiert wurde. Hierbei bezieht sich die Angabe auf die Position der Partition innerhalb der Master-Boot- Record Partitionstabelle. Daher müssen Master-Boot-Record Partitionstabelle und BOOT.INI von Windows NT/2000/XP übereinstimmen. Die Position in der Master-Boot-Record Partitionstabelle kann im Bootprofil ("Positionen im MBR") eingestellt werden. Die Position in der BOOT.INI kann folgendermaßen eingestellt werden: [boot loader] default=multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT [operating systems] multi(0)disk(0)rdisk(0)partition(1)\WINNT="Windows NT" Die Angabe in "partition(1)" ist entscheidend. Es müssen ggf. alle Angaben korrigiert werden! Die Angabe für die erste Partition ist die 1. Windows NT: Installation oberhalb von 2 GB: Zur Installation oberhalb von 2 GB muss die Partition mit diesem Programm formatiert (FAT16) werden. IDE Festplatten mit 8 GB und mehr werden problemlos ab Windows NT 4.0 Service Pack 4 (SP4) unterstützt. Installation auf der 2. Festplatte: Für die Installation auf der 2. Festplatte muss (zur Installation) von der 1. Festplatte die Stromversorgung getrennt werden. Nach der Installation von Windows NT/2000/XP wird die Stromversorgung wieder hergestellt. **NTLoader:** Windows NT/2000/XP benötigt zum Booten die Dateien NTLDR, NTDETECT.COM und BOOT.INI. Diese Dateien befinden sich normalerweise in der Partition, in der Windows NT/2000/XP installiert wurde. Wenn Windows NT/2000/XP jedoch nach einem anderen Microsoft Betriebssystem (z.B. Windows 95/98/ME) installiert wurde, befinden sich diese Dateien in der Partition des ersten Microsoft Betriebssystemes. ==== c) (Keine) Probleme mit Linux ==== Linux kann auf jedem beliebigen Laufwerk und auf jeder beliebigen logischen oder primären Ext3-Partition oder ReiserFS-Partition installiert werden. LILO-Konfiguration - lilo.conf: Die Datei lilo.conf enthält Informationen auf welcher Partition Linux installiert wurde. Hierbei bezieht sich die Angabe auf die Position der Partition innerhalb der Master-Boot-Record Partitionstabelle. Daher müssen Master-Boot-Record Partitionstabelle und lilo.conf übereinstimmen. Die Position in der Master-Boot-Record Partitionstabelle kann im Bootprofil eingestellt werden. Die Position in der lilo.conf kann folgendermaßen eingestellt werden: boot = /dev/hda1 ; IDE-Festplatten boot = /dev/sda1 ; SCSI-Festplatten Die Angabe "hda1" bzw. "sda1" ist entscheidend. Es müssen ggf. alle Angaben korrigiert werden! Die Angabe für die erste Partition ist die "1" (Eins). Ab SuSE 8.0 wird der Bootvorgang mittels Grub (es steht aber auch LILO weiter zur Verfügung, falls gewünscht) gesteuert. Die Einstellungen lassen sich mittels YAST2 bewerkstelligen. BIOSe mit Antiviren Optionen (fast alle BIOSe): Warnung, nach der ein Programm versucht, den Master-Boot-Record zu verändern und es sich hierbei wahrscheinlich um einen Virus handelt. ====== 6) Mehrere Betriebssysteme verwalten ====== Es gibt verschiedene Möglichkeiten, mehrere Betriebssysteme zu verwalten: • Mit Hilfe von Bootmanagementprogrammen, wie beispielsweise BootMagic von PowerQuest, Bootstar von Star-Tools, Acronis von SWSoft oder GRUB von SuSE-Linux • Mit Hilfe einer von einem Betriebssystem verwalteten doppelten Bootkonfiguration, wie beispielsweise der Boot Loader von Windows NT oder GRUB (bzw. mit dem älteren) LILO unter Linux. • Manuell, indem Sie ein Betriebssystem als „aktiv“ einstellen. Nehmen Sie diese Einstellung über ein Dienstprogramm wie PQBoot vor, oder bearbeiten Sie den Masterbootdatensatz von Hand (nicht zu empfehlen!).