Apêndice A. Introdução às Partições de Disco

Nota

Este apêndice não se aplica necessariamente a outras arquiteturas, a não ser a MD64 and Intel 64. Entretanto, os conceitos gerais mencionados aqui podem ser aplicados.
Esta seção discute conceitos básicos de disco, estratégias de reparticionamento de disco, esquema de nomeação de partição usado pelos sistemas Linux e tópicos relacionados a estes.
Se você estiver confortável com partições de disco, pule para Seção A.2, “Estratégias para o Reparticionamento de Disco” mais informações sobre o processo de liberação de espaço em disco para se preparar para a instalação do Red  Hat Enterprise Linux.

A.1. Conceitos Básicos do Disco Rígido

Discos rígidos executam uma função muito simples — eles armazenam dados que podem ser recuperados com confiança através de comandos.
Ao discutir questões como o particionamento de disco, é importante ter uma compreensão do hardware subjacente; No entanto, uma vez que a teoria é muito complicada e cara, apenas os conceitos básicos serão explicados aqui. Este apêndice utiliza um conjunto de diagramas simplificados de uma unidade de disco para ajudar a explicar o que é o processo e teoria por trás de partições.
Figura A.1, “Um Disco Rígido não Usado”, mostra uma nova marca, drive de disco não utilizado.
Um Disco Rígido não Usado

Figura A.1. Um Disco Rígido não Usado

A.1.1. Sistemas de Arquivos

Para armazenar em um drive de disco, é necessário formatar primeiro o disco de drive. Formatar (comumente conhecido como " criando um sistema de arquivos ") escreve informação no drive, criando uma certa ordem no espaço vazio de um drive não formatado.
Drive de Disco com um Sistema de Arquivos

Figura A.2. Drive de Disco com um Sistema de Arquivos

Conforme a Figura A.2, “Drive de Disco com um Sistema de Arquivos” sugere, a ordem imposta por um sistema de arquivos resulta em alguns comprometimentos:
  • Uma pequena porcentagem do espaço disponível do drive é usado para armazenar dados relativos ao sistema de arquivos e pode ser considerado como cabecalho.
  • Um sistema de arquivo divide o espaço restante em pequenos segmentos do mesmo tamanho. Para o Linux, estes segmentos são conhecidos como blocos. [4]
Note que não existe nenhum sistema de arquivos único, universal. Conforme indica,Figura A.3, “Drive de Disco com um Sistema de Arquivos Diferente”, um drive de disco pode conter um dos vários sistemas de arquivos. Sistemas de arquivos diferentes tendem a ser incompatíveis, ou seja, um sistema operacional que suporta um sistema de arquivos (ou até mesmo alguns tipos de sistemas de arquivos relacionados) talvez não suporte outros. No entanto, por exemplo, o Red Hat Enterprise Linux suporta uma grande variedade de sistemas de arquivos (incluindo vários que são normalmente usados por outros sistemas operacionais), facilitando assim a troca de informações entre sistemas de arquivos diferentes.
Drive de Disco com um Sistema de Arquivos Diferente

Figura A.3. Drive de Disco com um Sistema de Arquivos Diferente

Escrever um sistema de arquivos no disco é só o começo. O objetivo deste processo é, na verdade, armazenar e recuperar dados. Vamos dar uma olhada em nosso drive após ter escrito (gravado) alguns arquivos nele.
Drive de Disco com Dados Gravados

Figura A.4. Drive de Disco com Dados Gravados

Conforme mostrado na Figura A.4, “Drive de Disco com Dados Gravados”, alguns dos blocos anteriormente vazios agora contém dados. Entretanto, ao analisar esta ilustração, não pode-se determinar exatamente quantos arquivos residem neste drive. Pode ser que exista apenas um arquivo, ou vários, uma vez que todos os arquivos usam pelo menos um bloco e alguns arquivos usam vários. Outro ponto importante a ser notado é que blocos usados não precisam necessariamente formar uma região contínua, blocos usados e livres podem ser alternados. Isto é conhecido como fragmentação. A questão da fragmentação pode tornar-se relevante ao tentar redimensionar uma partição existente.
Assim como é o caso com a maioria das tecnologias relativas a computadores, drives de disco foram modificados após sua introdução. Especialmente, eles aumentaram de tamanho. Não estamos falando em espaço físico, mas em capacidade de armazenamento de dados. E esta capacidade adicional trouxe uma mudança fundamental no modo como drives de disco são utilizados.

A.1.2. Partições: transformando um drive em muitos

Drives de discos podem ser divididos em partições. Cada partição pode ser acessada como se fosse um disco separado. Isto é feito através da adição de uma tabela de partições.
Existem diversas razões para alocar espaço de disco em partições de disco separados, por exemplo:
  • Separação lógica dos dados de sistema operacional a partir de dados de usuário
  • Habilidade de usar sistemas de arquivo diferentes
  • Habilidade de executar sistemas operacionais em uma máquina
Existem atualmente dois layouts de particionamento padrão para discos rígidos físicos: Master Boot Record (MBR) e GUID Partition Table (GPT). MBR é um método de particionamento de disco mais antigo em computadores baseados em BIOS. O GPT é um layout de particionamento que faz parte do Unified Extensible Firmware Interface (UEFI). Esta seção Seção A.1.3, “Partições dentro de Partições — Uma Visão Geral de Partições Estendidas” descreve principalmente o esquema de particionamento de disco Master Boot Record (MBR). Para obter mais informações sobre o layout de particionamento GUID Partition Table (GPT) veja Seção A.1.4, “GUID Partition Table (GPT)”..

Nota

Apesar dos diagramas deste capítulo apresentarem a tabela de partiçõesseparada do drive de disco, isto não é 100% verdadeiro. Na realidade, a tabela de partições é armazenada bem no começo do disco, antes de qualquer sistema de arquivos ou dados do usuário. Mas, para clarificar, eles estão separados em nossos diagramas.
Drive de Disco com Tabela de Partições

Figura A.5. Drive de Disco com Tabela de Partições

Conforme indicado na Figura A.5, “Drive de Disco com Tabela de Partições”, a tabela de partições é dividida em quatro seções ou quatro partições primárias. Uma partição primária é uma partição em um disco rígido que pode conter apenas um drive lógico, ou seção. Cada seção pode acomodar informação necessária para definir uma única partição, o que quer dizer que a tabela de partições não pode definir mais do que quatro partições.
Cada campo da tabela de partições contém diversas características importantes da partição:
  • Os pontos do disco onde a partição começa e termina
  • Se a partição está "ativa"
  • O tipo da partição
Os pontos de início e fim definir o tamanho e a localização da partição no disco. A bandeira "ativa" é utilizada por alguns sistemas operacionais gerenciadores de inicialização. Em outras palavras, o sistema operacional na partição marcada como "ativa" é iniciado.
O tipo é um número que identifica o uso antecipado da partição. Alguns sistemas operacionais usam o tipo de partição para denotar um tipo específico de sistema de arquivo, ou para indicar que a partição está associada a um determinado sistema operacional, ou para indicar que a partição contém um sistema operacional iniciável, ou alguma combinação dos três.
Veja Figura A.6, “Drive de Disco com uma Partição” para um exemplo de um drive de disco com uma partição única.
Drive de Disco com uma Partição

Figura A.6. Drive de Disco com uma Partição

Em muitos casos, há apenas uma partição em todo o disco, duplicando o método usado antes do particionamento. A tabela de partições tem apenas um campo, que aponta o início da partição.
Nós etiquetamos esta partição como sendo do tipo "DOS". Embora este seja apenas um dos vários tipos de partição possíveis listados na Tabela A.1, “Tipos de partição”, é adequado para as finalidades desta discussão.
Tabela A.1, “Tipos de partição”, contém uma lista com alguns tipos de partição conhecidos (e outros nem tanto), junto aos seus valores numéricos hexadecimais.

Tabela A.1. Tipos de partição

Tipo de partiçãoValorTipo de partiçãoValor
Vazio00Novell Netware 38665
DOS 12-bit FAT01PIC/IX75
XENIX root02Minix antigo80
XENIX usr03Linux/MINUX81
DOS 16-bit <=32M04Linux swap82
Extendida05Linux native83
DOS 16-bit >=3206Linux extended85
OS/2 HPFS07Amoeba93
AIX08Amoeba BBT94
AIX bootable09BSD/386a5
Gerenciador de Inicializialização OS/20aOpenBSDa6
Win95 FAT320bNEXTSTEPa7
Win95 FAT32 (LBA)0cBSDI fsb7
Win95 FAT16 (LBA)0eBSDI swapb8
Win95 Extended (LBA)0fSyrinxc7
Venix 8028640CP/Mdb
Novell51DOS accesse1
PReP Boot41DOS R/Oe3
GNU HURD63DOS secundáriof2
Novell Netware 28664BBTff

A.1.3. Partições dentro de Partições — Uma Visão Geral de Partições Estendidas

No caso de quatro partições não são suficientes para as suas necessidades, você pode usar partições estendidas para criar partições adicionais. Você pode fazer isso definindo o tipo de uma partição para "Extended".
A partição estendida é como se fosse uma unidade de disco autônoma — possui uma tabela de partições que indica uma ou mais partições (agora chamadas de partições lógicas, ao contrário das quatro partições primárias) contidas inteiramente dentro da partição estendida em si. A Figura A.7, “Drive de Disco com Partição Estendida” mostra uma unidade de disco com uma partição primária e uma partição estendida contendo duas partições lógicas (além de uma área não particionada contendo espaço livre).
Drive de Disco com Partição Estendida

Figura A.7. Drive de Disco com Partição Estendida

De acordo com esta figura, há uma diferença entre partições primárias e lógicas — pode haver apenas quatro partições primárias, mas não há limite para o número de partições lógicas. Entretanto, devido à maneira como as partições são acessadas no Linux, mais de 12 partições lógicas devem ser definidas em um único drive de disco.

A.1.4. GUID Partition Table (GPT)

GUID Partition Table ( GPT) é um esquema de particionamento mais recente baseado no uso de identificadores globais exclusivos (GUID). GPT foi desenvolvido para lidar com as limitações da tabela de partição MBR , especialmente com o espaço de armazenamento endereçável máxima limitada de um disco. Ao contrário MBR , que é incapaz de lidar com maior espaço de armazenamento de 2,2 terabytes, GPT pode ser usado com discos rígidos maiores do que isso; o tamanho máximo do disco endereçável é de 2,2 zettabytes. Além disso, GPT por suportes padrão criando até 128 partições primárias. Este número poderá ser prorrogado por alocar mais espaço na tabela de partição.
Discos GPT usam endereçamento de bloco lógico (LBA) e o layout de partição é como este a seguir:
  • Para preservar compatibilidade de fundo com discos do MBR, o primeiro setor (LBA 0) de GPT é reservado para dados MBR e é chamado de protective MBR.
  • O principalGPT cabeçalho começa no segundo bloco lógico ( LBA 1) do dispositivo. O cabeçalho contém o disco GUID, a localização da tabela de partição primária, a localização do cabeçalho GPT secundária, e as somas de verificação CRC32 de si e a tabela de partição primária. Também especifica o número de entradas de partição da tabela.
  • A primary GPT tabela inclui, por padrão, 128 entradas de partição, cada uma com um tamanho de entrada de 128 bytes, seu tipo de partição GUID e partição única GUID.
  • A secondary GPT tabela é idêntica à tabela GPT. Ela é usada principalmente como uma tabela de backup para a recuperação no caso da tabela de partição primária ser corrompida.
  • O secundárioGPT cabeçalho é localizado no último setor lógico do disco e ele pode ser usado para recuperar informações do GPT, no caso do cabeçalho primário ser corrompido. Ele contém o disco GUID, a localização da tabela de partição secundária, a localização do cabeçalho GPT, e as somas de verificação CRC32 de si e a tabela de partição secundária e o número de entradas de partição possível.

Importante

Deve haver uma partição de inicialização do BIOS para o carregador de boot para ser instalado com êxito em um disco que contém um GPT (GUID Partition Table). Isso inclui discos inicializados por Anaconda. Se o disco já contém uma partição de inicialização do BIOS, pode ser reutilizado.


[4] Blocos são realmente do mesmo tamanho, ao contrário do que sugerem as nossas ilustrações. Também tenha em mente que um drive de disco típico contém milhares de blocos. A foto é simplificada para as finalidades desta discussão.