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Linux und die Datenträger

Um Festplatten, SSDs und USB-Datenträger zu bearbeiten und zu kontrollieren, bringt der Linux-Desktop alles mit. Der Installer sorgt für die Einrichtung der Systempartition, Gnome-Disks & Co arbeiten als Allrounder im Alltag, und Gparted ist der Partitionierer für alle Fälle.

Hardware-seitig arbeiten Festplatten, SSDs und USB-Laufwerke unter Linux wie unter allen anderen Betriebssystemen. Einmal partitioniert, formatiert und eingebunden benötigen Datenträger nur noch gelegentliche Kontrollen der aktuellen Belegung und SMART-Checks auf eventuelle Fehler. Optimales Partitionieren, Formatieren und Mounten erforderten aber schon immer einiges Basiswissen, und diese Anforderungen an den PC-Nutzer sind in der aktuellen Übergangsphase mit fundamental unterschiedlichen Partitionsmethoden noch einmal gewachsen. Dieser Grundlagenbeitrag komprimiert die wesentlichen theoretischen und praktischen Probleme

Partitionieren und Partitionsstil

Grundlegendste Aktion bei der Festplattenverwaltung ist das Anlegen der Partitionstabelle mit dem Partitionsstil, ferner der optionalen Einteilung in mehrere Teile (Partitionen) sowie der optionalen Festlegung der Partitionsgrößen. Viele PC-Nutzer bekommen von der Partitionierung (zumindest auf der primären Systemfestplatte) gar nichts mit, weil diese das Installationsprogramm automatisch erledigt. Liegt dabei nur eine interne Festplatte vor, die nicht weiter unterteilt werden soll, entfallen alle Entscheidungen zum Partitionsstil und zur Aufteilung. Die Installer aller Ubuntu-basierten Systeme entscheiden dann selbständig anhand der Datenträgerkapazität über den Partitionsstil: Auf großen Laufwerken über 2 TB Kapazität kommt modernes GPT (GUID Partition Table) zum Einsatz, auf kleineren Laufwerken der alte MBR-Stil.

Der alte MBR-Partitionsstil (Master Boot Record, auch „msdos“-Partitionstabelle) kann Partitionen bis zu maximal 2,2 TB Größe verwalten. Für die mittlerweile gebräuchlichen Größen von 4 bis 12 TB ist der GPT-Partitionsstil erforderlich, sofern solche Festplatten als Ganzes genutzt und nicht in mehrere Partitionen aufgeteilt werden. Bei Festplatten mit mehr als 2 TB sollten Sie besser immer GPT verwenden. Bei kleineren Laufwerken ist GPT zur Nutzung der kompletten Kapazität nicht erforderlich, aber eventuell trotzdem sinnvoll, wenn der PC mit Uefi-Firmware (Unified Extensible Firmware Interface) ausgestattet ist und Sie vielleicht auch Windows parallel installieren wollen.

Werkzeuge: Die grafischen Systemtools Gnome-Disks („Laufwerke“) oder die KDE-Partitionsverwaltung können den Partitionsstil einer Festplatte kontrollieren und ändern. Die Umstellung des bestehenden Partitionsstils geht allerdings immer mit komplettem Datenverlust einher. Wir beschreiben den Vorgang nicht mit den Desktop-spezifischen Werkzeugen, sondern mit dem bekannten Partitionierungswerkzeug Gparted. Gparted ist zwar nicht überall Standard, aber bei Bedarf schnell nachinstalliert (sudo apt install gparted in Debian/Ubuntu/Mint). In Gparted sehen Sie über „Ansicht -> Geräteinformationen“ in der Zeile „Partitionsstil“ den aktuellen Partitionsstil der gewählten Festplatte – meistens „msdos“ (MBR) oder „gpt“ (GPT). Über das Menü „Gerät -> Partitionstabelle erstellen“ können Sie den bisherigen Stil ändern. Nach einem Klick auf „Anwenden“ erzeugt Gparted eine neue Partitionstabelle. Über „Partition -> Neu“ erstellen Sie danach eine neue Partition.

Hinweis 1: Partitionen lassen sich, egal ob mit Gparted oder einem anderen Werkzeug, nur bearbeiten, wenn sie vorher aus dem Dateisystem ausgehängt wurden. Gparted erledigt dies nach Rechtsklick auf die Partition mit „Aushängen“. Falls das Aushängen scheitert, schließen Sie alle Programme inklusive Dateimanager, die den Vorgang durch ihren Zugriff verhindern könnten. Auch Netzwerkdienste wie Samba können die Bearbeitung blockieren. Wer Unmount-Blockaden ausschließen will, bootet am besten ein unabhängiges Livesystem mit Gparted.

Hinweis 2: Gparted sammelt Aufträge wie das Löschen, Erstellen oder Formatieren von Partitionen zunächst, ohen sie auszuführen. Erst „Bearbeiten -> Alle Vorgänge ausführen“ startet die eigentliche Aktion.

Unter Windows zeigt die „Datenträgerverwaltung“ (diskmgmt.msc) nach Rechtsklick auf „Datenträger [x]“ und „Eigenschaften“ auf der Registerkarte „Volumes“ den Partitionsstil an („MBR“ oder „GPT“).

Wenn keine grafische Oberfläche zur Verfügung steht, gibt es auch Terminaltools für die Festplattenverwaltung. Der Befehl

sudo fdisk -l

zeigt für die Laufwerke auch den aktuellen Partitionsstil an – hier neben „Festplattenbezeichnungstyp“ als „dos“ oder „gpt“. Für das Schreiben einer anderen Partitionstabelle, also zum Ändern des bisherigen Partitionsstils, verwenden Sie

sudo sgdisk -g /dev/sd[X]

nach GPT oder

sudo sgdisk -m /dev/sd[X]

zum Schreiben einer MBR-Partitionstabelle. Ersetzen Sie dabei „[X]“ jeweils durch die richtige Kennung des Laufwerks. Bei reinen Datenpartitionen (nur Benutzerdaten) kann mit diesen Befehlen sogar eine Umwandlung des Partitionsstils ohne Datenverlust gelingen. Wir raten aber davon ab, sich darauf ohne Sicherung zu verlassen.

Auch große Festplatten lassen sich im MBR-Stil durch Partitionierung komplett nutzen. Jedoch scheitert der Versuch, große Festplatten (hier mehr als 5 TB) als eine Partition anzulegen.
Ändern des Partitionsstils nach GPT: Dies schreibt die Partitionstabelle neu und bedeutet in der Regel einen kompletten Datenverlust auf dieser Festplatte

Partitionen löschen und anlegen

Das Löschen von Partitionen und Einrichten neuer Partitionen erledigen die typischen Gnome- und KDE-Tools ebenso wie Gparted. Gparted zeigt nach Rechtsklick auf die symbolische Partitionsfläche die Option „Löschen“. Dies impliziert in der Regel (und mit Gewissheit nach anschließenden Größenänderungen und Formatierung) den kompletten Datenverlust auf dieser Partition. Die Option „Neu“ zum Erstellen einer neuen Partition ist im Kontextmenü nur aktiv, wenn ein freier, nicht genutzter Bereich angeklickt wurde. Es muss also erst eine Partition gelöscht werden, um deren Platz („nicht zugeteilt“) dann neu zu nutzen. Mit dem anschließend angezeigten Schieberegler bestimmen Sie dann, ob die neue Partition den kompletten Platz erhalten soll oder eine Aufteilung in mehrere Partitionen erfolgen soll. Wenn Sie nur einen Teil der Kapazität verwenden, verbleibt danach „nicht zugeteilter“ Platz, den Sie danach mit „Neu“ auf analoge Weise partitionieren.

Partitionsstil (MBR/GPT) und Multiboot

Der Partitionsstil (GPT) ist nicht nur wichtig für große Datenträger jenseits der 2,2-TB-Grenze, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle, wenn mehrere Systeme parallel installiert werden sollen – oft Linux neben Windows. Das Thema ist komplex, weil hier auch das Rechner-Bios mitspielt – Uefi (Unified Extensible Firmware Interface) oder Bios (Basic Input Output System). Theoretisch gibt es jede Kombination: Typisch ist Bios/MBR sowie Uefi/GPT, jedoch ist auch Bios/GPT und Uefi/MBR möglich. Das heisst, dass auch ein altes Bios Systeme von GPT-Partitionen oder ein modernes Uefi vom alten MBR booten kann. Ein Multiboot mit Windows funktioniert aber nur auf Bios/MBR oder Uefi/GPT.

Der theoretisch anspruchsvolle Knoten ist aber in der Praxis leicht zu lösen: Sie orientieren sich bei einer Parallelinstallationen einfach daran, was schon vorliegt und installieren dann im selben Modus. Ob das schon vorhandene System den Bios- oder Uefi-Modus verwendet, erfahren Sie unter Linux im Terminal durch Aufruf dieses Tools:

efibootmgr

Ist das Tool nicht vorhanden oder lautet dessen Ausgabe „EFI variables are not supported on this system“, dann läuft das System im Bios-Modus. Unter Windows informiert das Systemtool Msinfo32. Hinter „BIOS-Modus“ steht bei Systemen im Bios-Modus „Vorgängerversion“, andernfalls „UEFI“. Letzteres ist bei allen neueren PCs mit vorinstalliertem OEM-Windows die Regel.

A. Liegt ein altes Bios und ein im MBR-Stil installiertes Erstsystem vor, ist die Lage eindeutig und es kann jedes 32- oder 64-Bit-System (Linux oder Windows) parallel installiert werden.

B. Liegt altes Bios, aber GPT-Partitionierung vor, kann nur ein 64-Bit-Linux installiert werden.

C. Liegt neues Uefi mit altem MBR-Stil vor (das geht vorläufig noch via Compatibility Support Module), kann jedes 32- oder 64-Bit-System (Linux oder Windows) parallel installiert werden. Dabei muss man den Rechner über das Bootmenü des Uefi-Bios starten (frühzeitiges Drücken der Taste F8, F12 oder Esc). Dort erscheinen dann die Laufwerke zwei Mal – einmal mit, einmal ohne den Vorsatz „UEFI“. Für MBR-Parallelinstallation wählen Sie Eintrag des betreffenden Installationslaufwerks ohne „UEFI“.

D. Liegt Uefi mit GPT-Stil vor, kann ein 64-Bit-System (Linux oder Windows) parallel installiert werden. Dabei muss man den Rechner über das Bootmenü des Uefi-Bios starten (frühzeitiges Drücken der Taste F8, F12 oder Esc). Für GPT-Parallelinstallation wählen Sie Eintrag des betreffenden Installationslaufwerks mit der Angabe „UEFI“.

Tipp: Trotz dieser relativ einfachen Fallunterscheidung kann man etwas falsch machen, was sich dann aber während der Installation des zweiten Systems schnell zeigt: Wenn kein Erstsystem erkannt wird und das neue System die gesamte Festplatte in Anspruch nehmen will, müssen Sie die Installation abbrechen.

System im Bios- oder Uefi-Modus? Unter Linux beantwortet der Befehl efibootmgr diese Frage. Unter Windows hilft das Standardprogramm Msinfo32.
Friedliche Koexistenz: Ubuntu & Co installieren sich im Uefi-Modus neben dem Windows Boot-Manager und integrieren den Windows-Bootloader in das Grub-Menü.

Partitionsgrößen nachträglich ändern

Die Einteilung (oder Nicht-Einteilung) eines Datenträgers kann sich nachträglich als ungünstig herausstellen. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, eine bestehende Partition ohne Datenverlust zu verkleinern und auf dem frei werdenden Speicherplatz eine neue Partition anzulegen. Wirklich notwendig ist dieses Vorgehen aber nur in dem Fall, dass Sie ein weiteres Betriebssystem installieren wollen.

Werkzeuge: Erfreulicherweise sind die Installationsprogramme aller Ubuntu-Desktopsysteme auf die Situation vorbereitet, dass die Partition eines bestehenden Betriebssystems verkleinert werden muss. Mit der Option „Ubuntu neben [XXX] installieren“ schlägt der Installer eine neue Aufteilung der Partitionen vor, indem er die Partition des bestehenden Systems verkleinert und Platz für das neue System schafft. Die gewünschten Partitionsgrößen lassen sich einfach mit der Maus über die Aufteilungsmarkierung einstellen.

Im Falle einer gewünschten Größenänderung ohne Installation oder ohne einen Installer, der solche Größenänderungen beherrscht, hilft wieder Gparted. Beachten Sie, dass Gparted nur ausgehängte Partitionen bearbeiten kann und folglich die Systempartition eines laufenden Systems tabu bleibt. Zugriff auf alle Festplatten hat Gparted nur, wenn es auf einem unabhängigen Livesystem läuft. In Gparted wählen Sie zunächst rechts oben Sie den gewünschten Datenträger. Klicken Sie dann die Partition an, die Sie bearbeiten wollen, und wählen Sie im Kontextmenü „Größe ändern/Verschieben“. Wählen Sie mit dem Regler die gewünschte Partitionsgröße oder tragen Sie die Größe hinter „Neue Größe (MiB):“ manuell ein. Danach klicken Sie auf „Größe ändern“. Gparted erledigt diesen wie alle Aufträge erst nach „Bearbeiten -> Alle Vorgänge ausführen“.

Unter Windows gibt es die Datenträgerverwaltung (diskmgmt.msc), die nach Rechtsklick auf einer Partition die Option „Volume verkleinern“ anbietet. Die Größe der neuen Partition definieren Sie dann mit dem Wert neben „Zu verkleinernder Speicherplatz“. Dies ist eine weitere Möglichkeit, um eine Parallelinstallation eines Linux vorzubereiten, das kein ausreichendes Partitionierwerkzeug mitbringt.

Gparted verkleinert Partitionen ohne Datenverlust: Das können inzwischen auch andere Partitionsmanager, aber keiner so zuverlässig wie der Altmeister.

Formatieren: Die Dateisysteme

Partitionieren und Formatieren erscheinen in grafischen Tools in einem Dialog wie eine Tateinheit. Tatsächlich bedeutet Partitionieren das Aufteilen von Festplattenbereichen, während Formatieren bereits weitaus Betriebssystem-näher das Dateisystem für die jeweilige Partition bestimmt. Dateisysteme wie FAT32 beschränken sich auf eine relativ simple Verweisbibliothek zum Auffinden der Daten, Dateisysteme wie Ext4 oder NTFS erweitern diese Basisfunktion um Rechteattribute und Wiederherstellungsprotokolle (Journaling), Dateisysteme wie BTRFS erlauben sogar Snapshots des Partitionszustands und die Rückkehr zu einem früheren Zustand.

Trotz zahlreicher weiterer Dateisysteme wie F2FS, JFS, ZFS, ReiserFS, XFS ist die Wahl auf einem Desktopsystem nicht schwer: Für die Systempartition, aber auch für alle sonstigen Datenträger, die nur am Linux-System genutzt werden, ist Ext4 die solideste Wahl. Das gilt auch für Laufwerke, die Netzfreigaben leisten sollen.

Dateisysteme sind allerdings nicht beliebig kompatibel. So kann (oder will) Windows mit Ext4-formatieren Datenträgern nichts anfangen. Wenn Datenträger wie also interne Festplatten (bei Multiboot) oder mobile USB-Datenträger für den Datenaustausch zwischen Linux und Windows genutzt werden, sind andere Dateisysteme zu erwägen:

* Für kleinere interne oder externe Laufwerke (USB-Sticks), die für unkomplizierten Datenaustausch dienen sollen, eignet sich im einfachsten Fall eine Formatierung mit dem FAT32, das alle Betriebssystem ohne Hilfsmittel beherrschen und auch selbst formatieren können. Auf FAT32 ist allerdings die maximale Dateigröße auf vier GB limitiert. Wenn diese Grenze stört, kommt eventuell das Microsoft-Dateisystem exFAT in Betracht. Linux beherrscht exFAT demnächst standardmäßig, vorläufig ist noch die Nachinstallation des kleinen exFAT-Treibers ist mit

sudo apt install exfat-fuse exfat-utils

erforderlich. Danach können Sie exFAT-Datenträger sofort mit Linux-Dateimanagern nutzen und mit Werkzeugen wie Gnome-Disks („Laufwerke“) auch mit exFAT formatieren („Partition formatieren -> Andere -> exFAT“). Gparted hat exFAT zwar in seiner Dateisystemliste, will aber bislang nicht mit exFAT formatieren (inaktiv).

* Sind nur Linux- und Windows-Rechner im Spiel, ist das Microsoft-Dateisystem NTFS erste Wahl. Linux wie Windows haben dort Lese- und Schreibzugriff, Linux wie Windows können mit NTFS formatieren. Mac OS X kann NTFS standardmäßig nur lesen.

Werkzeuge: Gparted erledigt die Formatierung einer Partition nach Rechtsklick und „Formatieren als“, wonach die Liste der unterstützten Dateisysteme angeboten wird. Standardprogramme wie Gnome-Disks beherrschen diese Pflichtaufgabe natürlich ebenso („Partition / Laufwerk formatieren“), bieten dabei zwar weniger Dateisysteme, leisten aber Anfängerunterstützung, indem sie die Kompatibilität der Dateisysteme skizzieren – etwa „Zur Nutzung mit Windows (NTFS)“.

Wenn Sie die Kommandozeile benutzen müssen, verwenden Sie den Befehl mkfs („make filesystem“):

sudo mkfs.ext4 -L [Bezeichnung] /dev/sd[XY]

Nach „mkfs.“ folgt die Angabe des Dateisystems „ext4“, hinter „-L“ („Label“) geben Sie optional eine Bezeichnung an, anhand derer sich die Partition später im Dateimanager leichter identifizieren lässt. Den Platzhalter „[XY]“ ersetzen Sie durch die Laufwerksbezeichnung und Partitionsnummer, etwa „/dev/sdb1“ oder „/dev/sdc2“. Für andere Dateisysteme gibt es entsprechende Tools, beispielsweise mkfs.ntfs oder mkfs.vfat (FAT32).

Formatieren mit Gnome-Disks: Das Tool „Laufwerke“ beschränkt sich auf die populärsten Dateisysteme, hilft aber bei der Auswahl. Gparted ist mächtiger, setzt aber Kompetenz voraus.
Formatieren im Terminal: Für jedes Dateisystem gibt es ein eigenes mkfs-Tool. Rufen Sie das Tool ohne Parameter auf, um eine Übersicht der Optionen zu erhalten.

Mounten: Statisch und dynamisch

Mounten ist Pflicht: Jede Partition muss an definierter Stelle (Mountpunkt) in das Dateisystem eingebunden werden. Die einzige Partition, die in jedem Fall statisch beim Systemstart eingebunden wird, ist die Systempartition. Dies wird schon bei Installation festgelegt, wenn Sie den Installationsort bestimmen und als Mountpunkt („Einbindungspunkt“) das Wurzelverzeichnis „/“ angeben. Resultat dieser Aktion ist ein Eintrag in der Datei /etc/fstab, die für alle statischen Mountaufträge zuständig ist (Beispiel):

UUID=[xxxxxxx] / ext4 errors=remount-ro 0 1

Manuelles Bearbeiten der /etc/fstab für weitere statische Mount-Aktionen kann sinnvoll oder notwendig sein: Auf Servern, die Laufwerke automatisch bereitstellen sollen, ist es unbedingt notwendig, diese Laufwerke in die fstab einzutragen. Auf Desktop-Rechnern übernimmt der Dateimanager durch dynamisches Mounten (siehe unten) viele Mount-Aufgaben. Dennoch kann es komfortabel sein, interne Laufwerke mit Benutzerdaten via /etc/fstab in einen klicknahen Ordner zu mounten. Unbedingt notwendig ist ein fstab-Eintrag auf Desktop-PCs, wenn Sie ein zusätzliches Laufwerk exakt an einer bestimmten Stelle des Dateisystems einhängen wollen.

Die für die /etc/fstab notwendigen Informationen sind die eindeutige UUID des Laufwerks (eine hexadezimale Ziffern- und Buchstabenfolge), der Mountpunkt und dessen Dateisystem (ext4, ntfs…). Alle diese Angaben liefert der Befehl

lsblk -f

Ein Eintrag für die fstab sieht dann im Prinzip so aus

UUID=[…] [Mountordner] [Dateisystem] [Optionen] 0 0

und im konkreten Beispiel etwa so:

UUID=BE43818F4A8138A3 /srv/data ext4 defaults 0 0

Die Partition/Festplatte mit dieser UUID wird dann automatisch im Ordner „/srv/data“ bereitgestellt. Der angegebene Mountordner muss existieren und sollte leer sein.

Die Komma-getrennten „Optionen“ enthalten im einfachsten Fall nur den Wert „defaults“, können aber auch komplex ausfallen (Fehlertoleranz, Dateirechte). Die Mount-Optionen sind schon deshalb eine Wissenschaft für sich, weil manche Dateisysteme ganz spezielle Eigenschaften besitzen, die mit den Optionen abgerufen werden können. Mit „defaults“, das eine Zusammenfassung von mehreren typischen Optionen ist, kommen Sie aber in den meisten Fällen ans Ziel.

Bevor Sie einen Rechner mit geänderter Datei /etc/fstab neu starten, lohnt sich immer ein manueller Test:

sudo mount -a

Dies lädt alle Geräte, die in der Datei /etc/fstab eingetragen sind.

Dynamisches Mounten: Auf dem Linux-Desktop erledigt der grafische Dateimanager den Großteil des Mount-Geschäfts. Wenn Sie ein USB-Laufwerk anschließen oder ein neues Laufwerk gerade neu formatiert haben, taucht dieses sofort in der Navigationsspalte des Dateimanagers auf. Nach einem Mausklick darauf erledigt der Dateimanager das Mounten in das Dateisystem, und zwar unter „/media/[Benutzername]/[Volume-Label]“. Bei Ubuntu verhält sich der Dateimanager abhängig von Benutzerrechten, Dateisystem und Laufwerkstyp unterschiedlich:

* Benutzer mit administrativen Rechten (Systemverwalter) dürfen interne und externe Laufwerke über den Dateimanager ein- und aushängen.

* Auch Systemverwalter erhalten bei Linux-Dateisystemen wie Ext4, BTRFS und XFS nur Lesezugriff, Schreibzugriff gibt es auf FAT32- und NTFS-Partitionen..

* Standardbenutzer dürfen über den Dateimanager nur externe Geräte (USB-Sticks und Festplatten) ein- und aushängen. Auf FAT32- und NTFS-Partitionen gibt es Lese- und Schreibzugriff.

* Standardbenutzer werden bei einem Klick auf interne, nicht eingebundene Laufwerke zur Eingabe des Systemverwalter-Passworts aufgefordert. Bei FAT32 und NTFS räumt Ubuntu Lese- und Schreibzugriff ein, auf Linux-Dateisystemen gibt es nur Leserechte.

Zusammengefasst gibt es beim dynamischen Mounten von USB-Laufwerken mit FAT32 und NTFS die wenigsten Rechteprobleme. Wenn USB-Laufwerke ein Linux-Dateisystem besitzen, müssen Sie die Rechte wie bei internen Laufwerken setzen, um Schreibrecht zu erreichen.

Mountpunkt ab Installation: Das Wurzelverzeichnis („/“) für die Systempartition wird schon bei der Installation festgelegt.
Statisches Mounten mit /etc/fstab: Alle Partitionen, die hier eingetragen sind, lädt Linux beim Systemstart automatisch in den angegebenen Mountpunkt.

Zugriffsrechte im Dateisystem setzen

Bei neu in das Dateisystem eingebundenen Ext4-Partitionen (ebenso XFS oder BTRFS) hat nur „root“ Schreibzugriff, andere Benutzer erhalten nur Lesezugriff. Wenn Sie der einzige Benutzer des Systems sind, können Sie es sich einfach machen. Mit

sudo chmod -cR 777 /mnt/Data

setzen Sie im betreffenden Mountpunkt (hier „/mnt/Data“) maximale Zugriffsrechte.

Bei Mehrbenutzersystemen ist die Rechtevergabe komplizierter. Hier steuern Sie den Zugriff über die Gruppenzugehörigkeit und Access Control Lists (ACL) mit dem Tool setfacl. Führen Sie im Terminalfenster folgende Befehle aus:

sudo chgrp plugdev /mnt/Data

sudo chmod g+rwx /mnt/Data

sudo chmod g+s /mnt/Data

sudo setfacl -R -dm u::rwx,g:plugdev:rwx,o::rx /mnt/Data

Diese Befehlszeilen erstellen ein Verzeichnis „/mnt/Data“ für den Datenaustausch. Es gehört der Gruppe „plugdev“, die Vollzugriff erhält. „chmod g+s“ bewirkt, dass das Gruppenattribut erhalten bleibt, wenn ein Benutzer neue Dateien oder Ordner anlegt. Mit setfacl setzen Sie die Standard-Zugriffsrechte, die auf alle enthaltenen und zukünftigen Elemente vererbt werden. Im Ergebnis erhalten alle Mitglieder der Gruppe „plugdev“ Lese- und Schreibzugriff. Zur Gruppe „plugdev“ gehören unter Ubuntu/Mint standardmäßig alle Benutzer.

Kapazitäten einfach erweitern

Das Verzeichnis /home mit den Benutzerdateien erfordert in aller Regel den meisten Plattenplatz. Sollte der Platz knapp werden, können Sie die Daten auf eine zweite Festplatte mit mehr Kapazität verlagern. Wichtig ist, dass gerade keine Dateien geöffnet sind, welche die Aktion blockieren.

Das Beispiel geht davon aus, dass eine zusätzliche Festplatte unter „/mnt/data“ eingebunden ist. Schließen Sie alle Programme und wechseln Sie mit Strg-Alt-F1 in die erste virtuelle Konsole. Dort kopieren Sie alle Verzeichnisse unter /home auf das zusätzliche Laufwerk und benennen das bisherige Home-Verzeichnis um:

sudo rsync -av /home/ /mnt/data/home

mv /home /home.bak

Beachten Sie beim rsync-Befehl den abschließenden Slash hinter „/home/“. Mit folgenden Befehlen erstellen Sie einen neuen Ordner „/home“ und hängen das Verzeichnis des neuen Laufwerks an dieser Stelle ein:

sudo mkdir /home

sudo mount -o bind /mnt/data/home /home

Funktioniert alles problemlos, dann sorgen Sie dafür, dass Linux den Ordner beim Systemstart automatisch vom primären Mount-Ordner nach /home abbildet. Dazu genügt eine zusätzliche Zeile der Datei /etc/fstab:

/mnt/data/home /home none bind 0 0

Mit Strg-Alt-F7 kehren Sie nun zur grafischen Oberfläche zurück und melden sich an. Ihr Home-Verzeichnis finden Sie so vor, wie Sie es verlassen haben – aber mit mehr Platz.

Tipp: Als alleiniger Systembenutzer lassen sich Plattenplatznöte unter /home/[user] noch einfacher beheben. Im Beispiel nehmen wir an, dass der Ordner ~/Videos zu viel Platz benötigt. Auch hier schließen Sie alle Programme und mounten im Terminal nach

mv ~/Videos ~/Videos.old

mkdir ~/Videos

den neuen Datenträger:

sudo mount /dev/sd[xy] ~/Videos

Danach verschieben Sie alle Inhalte aus „Videos.old“ nach „Videos“, was auch im Dateimanager geschehen kann. Eventuelle Rechteprobleme beheben Sie so:

sudo chmod -cR 777 ~/Videos

Hat dies alles geklappt, tragen Sie den Datenträger mit seiner UUID und Mountpunkt „/home/[user]/Videos“ in die Datei /etc/fstab ein.

Mount-Trick in der Datei /etc/fstab: Das unter /mnt/data eingehängte Laufwerk wird über eine zweite Zeile mit der Option „bind“ einfach ins Home-Verzeichnis verschoben.

Kontrolle des Datenträgerzustands (SMART)

Festplatten und SSDs protokollieren Statusinformationen (SMART-Werte), die Hinweise auf Fehler und Defekte geben. Die Werkzeuge Gnome-Disks und KDE-Partitionmanager zeigen die SMART-Werte interner Festplatten an. Das KDE-Tool äußert sich unter „Gerät -> Status“ relativ knapp, jedoch sollte eine positive „Gesamtbewertung: Healthy“ für einen Gesamteindruck ausreichen. Das Gnome-Tool ist unter „SMART-Werte und Selbsttests“ recht gesprächig, sollte aber vor allem hinter „Allgemeine Einschätzung“ die Aussage zeigen: „Das Laufwerk ist in Ordnung“. Bei SSDs steht hinter „wear-leveling-count“ in der Spalte „Normalisiert“ ein wichtiger Wert: Neue SSDs starten bei „100“ und der Wert reduziert sich mit der Zeit. Nähert er sich der „0“, müssen Sie das Laufwerk ersetzen.

Per USB angeschlossene Festplatten berücksichtigt das KDE-Tool ebenfalls, Gnome-Disks allerdings nicht. Hier benötigen Sie das zusätzliche Paket „smartmontools“ und folgenden Terminalbefehl:

sudo smartctl -H /dev/sd[x]

Wenn der Health-Test mit „PASSED“ beantwortet wird, ist die Tauglichkeit des Laufwerks schon erwiesen. Weitere Details gibt es nach

sudo smartctl -A /dev/sd[x]

und noch ausführlicher mit dem Parameter „-a“. Ein wichtiger Wert ist “ Reallocated_Sectors_Ct“, der die Zahl defekter Sektoren anzeigt und im Optimalfall eine „0“ bieten sollte. Gleiches gilt für „Spin_Retry_Count“, weil die hier gezählten, gescheiterten Anlaufversuche auf mechanische Mängel deuten. Seek- und Read-Errors sind hingegen kaum relevant.

Gnome-Disks und die KDE-Partitionsverwaltung lesen die SMART-Werte von Datenträgern aus. Die angezeigte SSD ist neuwertig und darf weitermachen:

Kontrolle der Festplattenbelegung

Auf Gnome-Desktops finden Sie das Tool Baobab („Festplattenbelegung“) im Hauptmenü. Es zeigt die Gesamtkapazität und den Füllstand von Datenträgern. Nach Klick auf dem Pfeil ganz rechts startet Baobab eine Ordneranalyse, die es nach kurzer Wartezeit als Kreis- oder Kacheldiagramm visualisiert. Das sieht hübsch aus, doch der Erkenntniswert hält sich in Grenzen. Viele Nutzer werden sich von

df -h | grep /dev/sd

im Terminal schneller und besser informiert fühlen. Vor allem die Prozentzahl („Verw%“) bietet gute Orientierung. Wer eine Größenanalyse der Verzeichnisse benötigt, ist mit einem weiteren Terminalwerkzeug

du -h

übersichtlich beraten. Wer es genauer wissen muss, kann auch das Tool Ncdu nachinstallieren. Das Terminalprogramm sortiert die Verzeichnisse nach der enthaltenen Datenmenge und kann auch aktiv löschen. Um das komplette Dateisystem zu durchforsten, muss man Ncdu auf der obersten Ebene starten („ncdu /“).

Verzeichnisgrößen mit Ncdu ermitteln: Auf SSH-verwalteten Servern ist Ncdu unverzichtbar und selbst auf dem Desktop eine Empfehlung.

Festplatten zusammenlegen

Der Logical Volume Manager (LVM) erlaubt das Anlegen einer „Volume Group“, in welche mehrere physische Laufwerke und Partitionen zu einem logischen Laufwerk zusammengefasst werden. Der angelegte Verbund ist dynamisch erweiterbar, enthaltene Datenträger können also wieder entnommen oder durch andere ersetzt werden. Das ist sehr flexibel, erhöht aber die Komplexität, zumal der Ausfall eines Datenträgers den ganzen Verbund gefährdet. LVM hat seinen Platz eindeutig auf Serversystemen mit flexiblen Kapazitätsansprüchen und ist nur erfahrenen Admins zu empfehlen.

In Ubuntu & Co kann LVM bereits bei der Installation gewählt werden. Damit wird die Systempartition zum ersten Volume der LVM-Gruppe. Notwendig ist dies nicht, da sich LVM auch nachträglich einrichten lässt – unabhängig von der Systempartition und ausschließlich für Datensammlungen. Mit dem standardmäßig installierten Terminaltool lvm ist die Einrichtung von LVM-Pools allerdings eine mühsame Angelegenheit. Ein grafisches Tool gibt es aktuell nur für KDE – den „KDE-Manager für Laufwerkspartitionen“ (KVPM), der durch das gleichnamige Paket installiert werden kann:

sudo apt install kvpm

Die Installation von kvpm ist auch unter Gnome-affinen Oberflächen (Gnome, Cinnamon, XFCE) möglich.

Mit KVPM ist der Ablauf dann recht bequem. Nachdem alle Laufwerke für den künftigen Datenpool angeschlossen, starten Sie den Manager mit root-Recht:

sudo kvpm

Klicken Sie in der Übersicht nacheinander mit rechter Maustaste auf alle Laufwerke und Partitionen, die zum neuen Pool gehören sollen, und wählen Sie „Filesystem operations -> Unmount filesystem“. Danach verwenden Sie das Menü „Volume Groups -> Create Volume Group“, markieren die Datenträger mit Kreuzchen und vergeben einen Gruppennamen. Nach „OK“ finden Sie im Register „Group: [Name]“ den zusammengelegten Speicher, den Sie nun – am einfachsten nach Rechtsklick auf den grünen Balken – mit „Create logical volume“ als ein logisches Volume definieren. Nutzen Sie mit dem Schieberegler den maximalen Platz und vergeben Sie einen Volumenamen. Der Speicherbalken ändert nun seine Farbe und nach Rechtsklick darauf können Sie den Speicherplatz in das Dateisystem mounten. Dabei ist noch ein beliebiges Dateisystem zu wählen und der gewünschte Mountpunkt.

KDE-Manager für Laufwerkspartitionen (KVPM): Hier werden drei Laufwerke unter dem Namen „The_Big“ zusammengefasst. Das Gesamtvolume muss dann noch formatiert werden.

Datenträger im Bereitschaftsmodus

Festplatten lassen sich in den Ruhemodus schicken. Die Gnome-affinen Ubuntus inklusive Mint können mit Gnome-Disks („Laufwerke“) einstellen, wann sich eine Festplatte abschalten soll. Wählen Sie dort die gewünschte Festplatte aus, und gehen Sie im Menü auf „Laufwerkseinstellungen“. Auf der Registerkarte „Bereitschaft“ setzen Sie den Schalter auf „An“ und stellen die Zeit ein, nach der die Festplatte sich abschalten soll. Die Zeitspanne reicht von „Niemals“ bis „3 Stunden“. Das funktioniert neuerdings auch mit externen USB-Laufwerken.

Wenn Gnome-Disks fehlt, kann auch hdparm im Terminal den Bereitschaftsmodus konfigurieren. Ermitteln Sie zuerst mit

blkid

die Laufwerke, Bezeichnungen und UUID-Kennungen. Ist die gewünschte Festplatte beispielsweise „/dev/sdb“, dann aktivieren Sie mit diesem Befehl den Ruhezustand:

sudo hdparm -y /dev/sdb

Wenn das funktioniert, können Sie eine automatische Abschaltung festlegen:

sudo hdparm -S 180 /dev/sdb

Der Wert hinter „-S“ steht für 180 mal 5 Sekunden, also 900 Sekunden oder 15 Minuten. Verwenden Sie „-S 0“, wenn sich eine bestimmte Festplatte niemals abschalten soll (siehe auch: man hdparm). Diese Maßnahme wirkt allerdings nur bis zum nächsten Neustart. Für eine dauerhafte Änderung bearbeiten Sie die hdparm-Konfigurationsdatei:

sudo nano /etc/hdparm.conf

Fügen Sie im Editor folgende Zeile am Ende der Datei an:

/dev/disk/by-uuid/[UUID] { spindown_time = 180 }

Die UUID-Kennungen ermittelt das Kommando blkid.

Hinweis: Der Bereitsschaftsmodus ist nur bei Daten- oder Backupplatten sinnvoll. Auf der Festplatte mit der Systempartition finden ständig Laufwerkszugriffe statt – die Festplatte würde also nach dem Abschalten sofort wieder anlaufen. Die Folge wäre mehr Verschleiß statt weniger.

Datenfestplatten in den Ruhemodus schicken: Gnome-Disks beherrscht diese Aufgabe, notfalls ist dies aber auch über hdparm im Terminal zu steuern.

Storage Pools (Festplattenverbund)

Mit Storage Pools will Microsoft über die seit Jahren unter Linux gebräuchliche Plattenvirtualisierung hinausgehen – sie sollen die Datensicherheit von RAID-Systemen mit einfacherer Bedienung und größerer Flexibilität verbinden. Das Feature nennt sich „Storage Pool“ und erscheint in der Windows-8-Systemsteuerung als „Speicherplätze“. Die weitere Menüführung ist in der aktuellen Consumer Preview noch englischsprachig.

„Speicherplätze“ kann

1. Festplatten von verschiedenen Schnittstellen (SATA, USB, SCSI, jedoch nicht mehr altes IDE oder PATA) zu einem „Storage Pool“ zusammenlegen. Dieser virtuelle Festplattenverbund lässt sich dann als ein zusammenhängender Plattenplatz (ein Laufwerk) im Explorer darstellen. Auf Wunsch kann RAID-ähnliche Redundanz eingestellt werden (siehe 2.).

2. auch eine einzelne Festplatte als „Storage Pool“ definieren und dann durch eine Art RAID-Partitionierung in zwei Hälften automatisch für Redundanz und Datensicherheit sorgen: Jede gespeicherte Datei erhält eine Kopie auf der anderen Hälfte des Datenträgers. Logisch, dass dabei – wie bei RAID 1 – nur noch die Hälfte der Datenträgerkapazität für den User nutzbar bleibt.

Storage Pools sind nicht abwärtskompatibel – ältere Windows-Versionen können den Inhalt nicht lesen und zeigen die Platten als unformatiert mit unbekanntem Dateisystem an. Alle Platten, die zu einem Space zusammengelegt werden, müssen dazu neu partitioniert werden.

Achtung: Der Aktion geht nur eine und eine eher dezente Warnung voraus. Nutzen Sie diese neue Funktion grundsätzlich nur mit leeren Datenträgern.

Der neue Systemsteuerungspunkt „Speicherplätze“ erstellt einen virtuellen Datenpool, der Plattenplatz von einer, zwei oder mehreren physikalische Festplatten enthalten kann.

Nach diesen Klicks erscheint der unten abgebildete Dialog. Hier können Sie den neuen Pool mit Laufwerkskennung, Datenträgerbezeichnung und den gewünschten Redundanz-Einstellungen einrichten. Neben dem abgebildeten Systemsteuerungs-Applet ist auch die Windows Powershell mit den Cmdlets „Get-StoragePool“ und „Set-StoragePool“ zur Kontrolle und Konfiguration von Festplattenpools geeignet.

Einstellungen für den neu zu erstellenden Storage Pool unter Windows 8