Servers en computers: logische onderverdeling van een harde schijf

Logische onderverdeling van de harde schijf

partities: primary en extended

Onderverdeling

Om je harde schijf te kunnen gebruiken moet je eerst één of meerdere partities aanmaken. Daarmee geef je aan welk deel van de harde schijf je gaat gebruiken. Iedere partitie vormt een geheel (een volume) en kan bijvoorbeeld een drive-letter toegewezen krijgen als het geformateerd is (maar het formateren is een volgend onderwerp). Floppies en geheugenkaarten worden niet gepartitioneerd: de ruimte is te beperkt en al de beschikbare ruimte wordt in z'n geheel gebruikt.

Met het formateren geef je de indeling van de partitie aan: waar staat de root directory, waar staat de boot loader, enz. Het gebruikte operating system zal een beperking opleggen over de keuzen van de beschikbare formaten: windows 98 kan bijvoorbeeld geen NTFS-geformateerde partities lezen.

Partities

Een partitie vormt een geheel, alsof het een aparte schijf zou zijn. Bij het verplaatsen van bestanden van één directory naar een andere wordt enkel de link naar de bestanden aangepast (de gegevens zelf worden niet verplaatst). Indien de bestanden naar een andere partitie verplaatst moeten worden, dan kan dit niet opgelost worden met het aanpassen van de links naar de bestanden: de bestanden moeten effektief verplaatst worden, als staan beide partities op éénzelfde schijf.

Een 2.5 inch harde schijf
Deze harde schijf heeft drie plateau's, maar slechts 5 koppen. Van de bovenste plateau wordt enkel de onderkant gebruikt. Het systeem dat de kop van de schijf moet lichten is verwijderd.

Primaire partities

Een harde schijf bestaat uit 1 tot 4 primary partities, waarvan er precies één aktief gemaakt kan worden. Het aantal partities en hun afmetingen staan in de tabel in de master boot record. De tabel heeft maar plaats voor 4 elementen, vandaar de opgelegde limiet. Een harde schijf moet minstens één partitie hebben: de partitie geeft de grenzen van het beschikbaar gebied aan: de volledige schijf of een deel ervan.

Historisch nut van partities: multiboot

Deze onderverdeling van de harde schijf in partities dateert van in de begintijd van de computers. Men ging er toen van uit dat een computer uitgerust zou kunnen worden met verschillende operating systems (de ontwerpers konden toen nog niet weten van de overmacht van Bill Gates). Deze 4 partities werden voorzien voor 4 verschillende operating systems. Op ieder ogenblik kon er maar één partitie aktief zijn. De andere niet-actieve partities werden als het ware onzichtbaar gemaakt, en in feite is dat ook zo: de eerste windows versies konden de andere primary partities niet lezen (zelfs al waren ze correct geformateerd). De bedoeling van "onzichtbare partities" is dat een operating system een andere (in een voor hem onleesbaar formaat) niet ongewenst zou wissen.

In de laatste windows versies is het echter niet meer het geval: windows kan alle primary partitions zien, waarbij dan ook de oorspronkelijke bedoeling van partities verloren is gegaan. Maar wie heeft er nu nog een multi-boot schijf nodig?

Om gelezen te kunnen worden door een computer moet de harde schijf noodzakelijkerwijze een partitietabel hebben. Spelconsoles, harde schijf videorecorders gebruiken geen partitietabel: deze schijven kunnen enkel in raw modus gelezen worden (dus blok per blok).

Logische partities

Om de beperking van de primaire partities te omzeilen (slechts vier partities in totaal, waarvan precies één zichtbaar en aktief), kan er van een primary partition een extended partition gemaakt worden. Een extended partition kan op zijn beurt een onbeperkt aantal logische partities bevatten.

Een extended partitie kan niet gebruikt worden om de computer op te starten (het kan geen operating system bevatten en kan dus enkel gebruikt worden voor data-opslag).

Deze computer heeft 3 harde schijven. Welke schijf gebruikt wordt om het systeem op te starten kan ingesteld worden in de BIOS van de computer. Meestal is dat de eerste schijf.

De eerste schijf is de originele schijf in de computer en bevat 2 partities, waarvan de eerste aktief is. Bij het opstarten van de computer controllert de BIOS of de toets [F11] niet ingedrukt wordt. Is dit wel het geval, dan maakt de BIOS de tweede primaire partitie aktief en wordt de recovery-procedure opgestart (voor het geval er niet meer gestart kan worden vanaf de eerste partitie).
De tweede schijf bevat meer dan 4 partities, en moet dus een extended partitie hebben. In de extended partitie (groen aangegeven) zijn er 3 logische partities gemaakt. Deze schijf werd tijdelijk in deze computer gemonteerd en heeft één aktieve partitie. In de originele computer gemonteerd zal die opstarten vanaf de eerste partitie.
De derde schijf is een zuivere data-schijf, er zijn geen aktieve partities gemarkeerd. Zelf al zou deze schijf een operating system bevatten, toch zou er niet van deze schijf opgestart kunnen worden omdat er geen partitie aktief gemaakt is.

Computeropstart

Een harde schijf bestaat uit blokken van 512 bytes. De toegang gebeurt altijd op bloknummer.

Een harde schijf wordt eveneens in partities onderverdeeld en moet minstens één partitie bevatten. De eerste blok van een harde schijf is de MBR of Master Boot Record.

Dit blok wordt in het geheugen geladen bij de opstart van de computer en bevat de nodige informatie om de actieve partitie te selecteren (dit is de bootloader).

De eerste partitie begint vanaf blok 63. De tussenliggende blokken die normaal niet toegangkelijk zijn kunnen bijkomende opstartkode bevatten. Dit is bijvoorbeeld het geval met Windows die een complexe bestandsorganisatie gebruikt (NTFS).

De eerste blok van iedere partitie bevat eveneens uitvoerbare instructies. Dit is het enige dat de bootloader in theorie moet weten: die geeft gewoon de controle over aan de eerste blok van de aktieve partitie. Vanaf hier verschillen de partities naargelang de bestandsorganisatie (FAT, NTFS of EXT). De meest recente versies van Windows gebruiken een volledige partitie voor de opstart (ongeveer een hondertal MB), dan wordt de controle overgedragen aan het operating system zelf, die op een andere partitie zit.

Tegenwoordige nut van partities

Een partitie vormt één geheel. Je kan iedere partitie op een verschillende manier formateren (FAT-16, FAT-32, NTFS, HPFS,…). Als een partitie onleesbaar wordt door een software-fout, dan blijven de andere partities wel beschikbaar. Vroeger werden er vaker met meerdere partities gewerkt omdat het oude FAT-16 systeem weinig efficient kon omgaan met grote partities (de maximale partitiegrootte was zelfs beperkt tot iets meer dan 2GB!).

Tegenwoordig worden partities enkel nog gebruikt door fabrikanten om de restore-software in op te slaan: vroeger werden computersystemen geleverd met een restore-CD, maar om de kosten te drukken wordt de restore-CD vervangen door een systeempartitie dat het recovery programma bevat. Bij een crash van je harde schijf mag je dus een restore CD kopen (voor zover die te verkrijgen is), want de volledige schijf is meestal onbruikbaar.

Partities uitlijnen

Vroeger werkte het operating system met blokken van 512 bytes, zoals de blokken van harde schijven. Omdat de capaciteit van de schijven groter wordt, werden een aantal blokken logisch samengevoegd. deze blokken vormen clusters, meestal van 4k. Het operating system behandelt 4096 bytes als één geheel.

Moderne schijven werken eveneens met blokken van 4096 bytes (Advanced Format), ook SSD's gebruiken een dergelijke blokgrootte. Er zijn wel problemen als de partities niet uitgelijnd worden op de logische blokken. Wat de gevolgen van verkeerd uitgelijnde partities zijn (en hoe u het probleem kan corrigeren) staat hier uitgelegd.

Kleine problemen met windows 98

Windows 98 ordent zijn partities automatisch: de primary partitions van alle schijven krijgen eerst opeenvolgende letters: c:, d:, e: (in het geval je drie harde schijven zou hebben). Dan krijgen de extended partities letters toegewezen. Veronderstel dat je een harde schijf hebt met volgende indeling (één primary partition en één extended, de extended bevattende twee logische partities):


Primary partition          c:
Extended partition
      Logical partition 1  d:
      Logical partition 2  e:

Voeg je een tweede harde schijf toe (ingesteld op dezelfde manier), dan krijg je volgende situatie:


Disk 1
Primary partition          c:
Extended partition
      Logical partition 1  e: (d --> e)
      Logical partition 2  f: (e --> f)
Disk 2
Primary partition          d:
Extended partition
      Logical partition 1  g:
      Logical partition 2  h:

Je merkt dat bepaalde partities van de eerste schijf hun originele drive-letters hebben verloren. Dit kan een probleem vormen voor programma's die bijvoorbeeld hun gegevens op de d:-schijf hebben opgeslagen en ze nu van de e:-schijf moeten halen.
Dit kan eenvoudigweg vermeden worden door op de tweede schijf geen primary partitie te voorzien, maar enkel een extended partitie met daarin een aantal logische partities. De nieuwe harde schijf krijgt keurig opeenvolgende stationsletters, zonder de stationsletters van de eerste schijf in de war te sturen. Als de tweede harde schijf enkel voor data-opslag zal gebruikt worden, is er geen primary partitie nodig. drie primary partitions op de eerste schijf maken kan niet, want windows 98 dat op DOS gebaseerd is kan slechts één partitie lezen (de aktieve partitie)

Met recentere operating systems (win 2000) kan je de volgorde van de drive-letters zelf opgeven en vervalt ook de noodzaak van extended partities (zolang je niet meer dan 4 partities per schijf wenst).

Publicités - Reklame