Идея буферизации широко используется для увеличения производительности компьютеров — необходимость работы с медленными устройствами не должна ухудшать производительность системы. Операционные системы хранят данные, прочитанные с устройства и предназначенные для записи в устройство, так долго, насколько это возможно, и используют их, прежде чем фактически обратиться к медленному устройству. В системе Linux, например, можно заметить, что при продолжительной работе она заполняет всю память. Это не означает, что Linux «использует» всю память, это означает лишь то, что Linux использует в своих интересах всю доступную память и буферизует как можно больше данных.
Буферизация позволяет очень быстро выполнять запись в устройства хранения, потому что запись в физическое устройство откладывается «на потом». Данные, предназначенные для устройства, накапливаются в памяти. Время от времени операционная система записывает эти данные в физическое устройство.
Размонтирование устройства влечет за собой запись всех оставшихся данных в это устройство, чтобы его можно было безопасно извлечь. Если носитель извлечь, не выполнив размонтирование, есть вероятность, что не все данные, предназначенные для устройства, будут записаны в него. Иногда эти данные могут включать жизненно важные обновления каталогов, отсутствие которых может привести к повреждению файловой системы — одной из самых больших неприятностей, которые могут случиться с компьютером.
Определение названий устройств
Иногда сложно определить название (имя) устройства. В прошлом это было проще. Устройство всегда находилось в одном месте и никогда не менялось. Unix-подобные системы именно так и действовали. Во времена, когда разрабатывалась система Unix, для «смены дискового устройства» требовалось использовать подъемник, чтобы извлечь из комнаты с ЭВМ устройство размером со стиральную машину. В последние годы типовая аппаратная конфигурация настольного компьютера стала намного динамичнее, и система Linux вынуждена быть более гибкой, чем ее предшественницы.
В примерах, приведенных выше, мы использовали способность современной системы Linux «как по волшебству» монтировать устройства, чтобы узнавать их названия постфактум. Но как быть тем, кто управляет сервером или каким-то другим окружением, где автоматическое монтирование не поддерживается? Как в этом случае определить название устройства?
Сначала давайте посмотрим, как система выбирает названия для устройств. Если вывести содержимое каталога /dev (где живут все устройства), можно увидеть значительное число устройств:
[[email protected] ~]$ ls /dev
Содержимое списка показывает некоторые шаблоны в именовании устройств, неполный список которых приводится в табл. 15.2.
Таблица 15.2. Названия устройств хранения данных в Linux
Шаблон
Устройство
/dev/fd*
Приводы гибких дисков.
/dev/hd*
Диски IDE (PATA) в старых системах. Обычно материнские платы содержат два разъема, или канала IDE, к каждому из которых можно подключить шлейф, рассчитанный на два устройства. Первое устройство, подключенное к такому шлейфу, называется ведущим устройством (master device), а второе — подчиненным устройством (slave device). Имена устройств упорядочены так, что ведущее устройство, подключенное к первому каналу, получает имя /dev/hda, а ведомое устройство, подключенное к первому каналу, получает имя /dev/hdb; ведущее устройство, подключенное ко второму каналу, получает имя /dev/hdc, и т.д. Цифра в конце определяет номер раздела на устройстве. Например, имя /dev/hda1 соответствует первому разделу на первом жестком диске в системе, тогда как имя /dev/hda соответствует всему устройству в целом
/dev/lp*
Принтеры
/dev/sd*
Диски SCSI. В последних версиях системы Linux ядро интерпретирует все дисковые устройства (включая жесткие диски PATA/SATA, флеш-диски и съемные накопители USB, такие как портативные музыкальные плееры и цифровые камеры) как диски SCSI. В остальном система именования напоминает прежнюю систему /dev/hd*, описанную выше
/dev/sr*
Приводы оптических дисков (приводы CD/DVD, как пишущие, так и нет)
Кроме того, во многих системах можно увидеть такие символические ссылки, как /dev/cdrom, /dev/dvd и /dev/floppy, которые ссылаются на фактические файлы устройств и предусмотрены для удобства.
Если вам доведется работать в системе, которая не монтирует автоматически съемные носители, вы можете использовать следующий прием для определения названий таких устройств после их подключения. Сначала запустите мониторинг содержимого файла /var/log/messages в режиме реального времени (для этого могут потребоваться права суперпользователя):
[[email protected] ~]$ sudo tail -f /var/log/messages
Эта команда выведет несколько последних строк из файла и приостановится. Далее подключите извлекаемое устройство. В этом примере мы использовали 16-мегабайтный флеш-диск. Практически сразу же ядро обнаружит новое устройство и проверит его:
Jul 23 10:07:53 linuxbox kernel: usb 3-2: new full speed USB device using uhci_hcd and address 2
Jul 23 10:07:53 linuxbox kernel: usb 3-2: configuration #1 chosen from 1 choice
Jul 23 10:07:53 linuxbox kernel: scsi3 : SCSI emulation for USB Mass Storage devices
Jul 23 10:07:58 linuxbox kernel: scsi scan: INQUIRY result too short (5), using 36
Jul 23 10:07:58 linuxbox kernel: scsi 3:0:0:0: Direct-Access Easy Disk 1.00 PQ: 0 ANSI: 2
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] 31263 512-byte hardware sectors (16 MB)
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Write Protect is off
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Assuming drive cache: write through
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] 31263 512-byte hardware sectors (16 MB)
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Write Protect is off
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Assuming drive cache: write through
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sdb: sdb1
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Attached SCSI removable disk
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: Attached scsi generic sg3 type 0
Когда вывод опять приостановится, нажмите CTRL+C, чтобы вернуться в приглашение командной строки. Наибольший интерес для нас представляют строки с упоминанием имени устройства [sdb], соответствующего нашим ожиданиям в отношении названия устройства диска SCSI. В этом отношении следующие две строки являются для нас особенно показательными:
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sdb: sdb1
Jul 23 10:07:59 linuxbox kernel: sd 3:0:0:0: [sdb] Attached SCSI removable disk
Они сообщают, что имя /dev/sdb соответствует всему устройству, а имя /dev/sdb1 — первому разделу на этом устройстве. Как видите, работая с Linux, иногда приходится проводить массу интересных детективных расследований!
ПРИМЕЧАНИЕ
Прием с использованием команды tail -f /var/log/messages представляет собой отличный способ наблюдения за происходящим в системе в режиме реального времени.
Зная имя устройства, можно смонтировать флеш-диск:
[[email protected] ~]$ sudo mkdir /mnt/flash
[[email protected] ~]$ sudo mount /dev/sdb1 /mnt/flash
[[email protected] ~]$ df
Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on
/dev/sda2 15115452 5186944 9775164 35% /
/dev/sda5 59631908 31777376 24776480 57% /home
/dev/sda1 147764 17277 122858 13% /boot
tmpfs 776808 0 776808 0% /dev/shm
/dev/sdb1 15560 0 15560 0% /mnt/flash
Имя устройства сохраняется неизменным, пока оно остается физически подключенным к компьютеру и до перезагрузки компьютера.
Создание новых файловых систем
Представьте, что вам нужно отформатировать флеш-диск и вместо файловой системы FAT32 создать на нем файловую систему, родную для Linux. Для этого следует выполнить две операции: сначала (при необходимости) создать новое распределение разделов, если имеющееся вас не устраивает, а затем создать новую, пустую файловую систему.
ВНИМАНИЕ
Следующее упражнение производит форматирование флеш-диска. Используйте диск, не содержащий ничего, что вам было бы нужно, потому что вся информация на диске будет стерта! И снова: убедитесь, что используете имя устройства, верное для вашей системы, а не то, которое показано в примере. Игнорирование этого предупреждения может привести к форматированию (то есть к стиранию) другого диска!
Управление разделами с помощью fdisk
Программа fdisk позволяет напрямую выполнять низкоуровневые операции с дисковыми устройствами (такими, как жесткие диски и флеш-диски). С помощью этого инструмента можно изменять, удалять и создавать разделы на устройстве. Чтобы приступить к работе с флеш-диском, его нужно сначала размонтировать (если прежде он был смонтирован) и затем запустить программу fdisk, как показано ниже:
[[email protected] ~]$ sudo umount /dev/sdb1
[[email protected] ~]$ sudo fdisk /dev/sdb
Обратите внимание, что здесь нужно указать имя, соответствующее устройству, целиком, без номера раздела. После запуска программы вы увидите следующее приглашение:
Команда (m для справки)::
)
После ввода команды m на экране появится меню программы:
Справка:
DOS (MBR)
a изменить флаг загрузочного раздела
b изменить вложенную BSD-метку диска
c переключить флаг совместимости с DOS
Общие
d удалить раздел
F список свободного нераспределенного пространства
