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Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Die Wurzeln von Ubuntu
2 Was ist Ubuntu?
3 Die Versionen im Detail
4 Daten sichern, migrieren und synchronisieren
5 Die Installation
6 Erste Schritte
7 Programme und Pakete installieren
8 Internet und E-Mail
9 Office
10 Grafik und Bildbearbeitung
11 Multimedia
12 Programmierung und Design
13 Software- und Paketverwaltung
14 Architektur
15 Backup und Sicherheit
16 Desktop-Virtualisierung
17 Serverinstallation
18 Administration und Monitoring
19 Netzwerke
20 Datei-Server – Ubuntu im Netzwerk
21 Der Server im Internet
22 Multimediaserver und Ihre persönliche Cloud
23 Hilfe
24 Befehlsreferenz
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Ubuntu GNU/Linux von Marcus Fischer
Das umfassende Handbuch, aktuell zu Ubuntu 12.04 LTS »Precise Pangolin«
Buch: Ubuntu GNU/Linux

Ubuntu GNU/Linux
Rheinwerk Computing
1023 S., 7., aktualisierte Auflage, geb., mit DVD
39,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1945-7
Pfeil 14 Architektur
Pfeil 14.1 Betriebssysteme
Pfeil 14.2 Details des Boot-Vorgangs
Pfeil 14.3 GRUB 2
Pfeil 14.3.1 Aufbau
Pfeil 14.3.2 Wie konfiguriert man GRUB?
Pfeil 14.3.3 Wiederherstellung
Pfeil 14.4 Start- und Stoppskripte
Pfeil 14.5 Dienste
Pfeil 14.6 Initialisierung
Pfeil 14.6.1 Runlevel
Pfeil 14.6.2 init
Pfeil 14.6.3 Upstart
Pfeil 14.7 Plymouth
Pfeil 14.8 Dateisystem
Pfeil 14.8.1 Aufbau moderner Softwarestrukturen
Pfeil 14.8.2 Datenträger
Pfeil 14.8.3 Die fstab
Pfeil 14.8.4 Swap
Pfeil 14.8.5 Der Verzeichnisbaum
Pfeil 14.8.6 Beschädigte Dateisysteme reparieren
Pfeil 14.9 Kernel und Module
Pfeil 14.9.1 Kernel
Pfeil 14.9.2 Module
Pfeil 14.9.3 Einen eigenen Kernel bauen
Pfeil 14.10 64-Bit: Paralleles Arbeiten mit 32-Bit-Software
Pfeil 14.10.1 Benchmarking – Vergleich mit 32-Bit-Systemen

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14.2 Details des Boot-VorgangsZur nächsten Überschrift

Sie werden sich sicherlich fragen, warum ich dem Systemstart von Ubuntu einen eigenen Abschnitt widme. Der Grund besteht darin, dass er überaus wichtig ist. Er ist nicht nur dafür verantwortlich, dass eine friedliche Koexistenz mit anderen Betriebssystemen möglich ist, sondern er startet auch lebensnotwendige Dienste. Des Weiteren werden viele Vorgänge automatisch protokolliert. Diese sogenannten Logdateien können Ihnen Aufschluss bei zahlreichen Problemen geben. Daher ist es durchaus sinnvoll, sich den Boot-Vorgang näher anzusehen.

Das sogenannte »Booten« ist der Standardausdruck für das Hochfahren des Computers. Während dieses Vorgangs ist das System sehr sensibel. Etwaige Fehler in Konfigurationsdateien oder beschädigte Dateisysteme können an dieser Stelle fatale Auswirkungen haben und das Booten verhindern. Wenn Sie Ubuntu starten, treten drei Komponenten in Erscheinung:

  1. GRUB
    GRUB ist die Abkürzung für Grand Unified Bootloader. Es ist ein kleines Programm, das sich auf der Festplatte befindet und beim Systemstart als Erstes geladen wird.
  2. Kernel
    Der Kernel führt eine erste Systeminitialisierung durch und kann durch Boot-Optionen beeinflusst werden.
  3. Upstart
    Upstart
    wird vom Kernel gestartet und kümmert sich um die Einbindung von Dateisystemen, das Starten von Netzwerkdiensten usw. Upstart greift überwiegend noch auf die bewährten init-Skripte zurück. Ich werde hierauf später zurückkommen.

Diese drei Komponenten stellen allerdings noch nicht den gesamten Boot-Prozess dar. Der Vollständigkeit halber möchte ich kurz den eigentlichen Vorgang des Systemstarts umreißen.

Mit dem BIOS fängt alles an

Wenn Sie Ihren PC einschalten, starten Sie eine Befehlskette, die bei dem BIOS beginnt. Das BIOS ist eine Abkürzung für Basic Input/Output System und ist wie ein kleines Betriebssystem, d. h., es verwaltet grundlegende Eigenschaften Ihres PCs. Das BIOS ist fest einprogrammiert und befindet sich in einem kleinen Speicherbaustein (ROM, Read-only Memory) auf dem Mainboard Ihres PCs. Auf dieses (kleine) Betriebssystem haben Sie nur einen geringen Einfluss. Allerdings können Sie es bei Problemen aktualisieren, wenn der Hersteller eine Aktualisierung zur Verfügung stellt. Des Weiteren haben Sie die Möglichkeit, in Ihrem BIOS umfangreiche Einstellungen vorzunehmen. Diese Einstellungen müssen sogar ab und zu verändert werden, wenn beispielsweise die Boot-Reihenfolge nicht stimmt oder Sie bestimmte Funktionen (de-)aktivieren möchten.

Oftmals können Sie die ersten Aktionen des BIOS direkt auf dem Bildschirm sehen, wenn Sie auf einmal Informationen über den eingebauten Prozessor oder die Menge des verfügbaren Arbeitsspeichers usw. sehen. Das BIOS ist in erster Linie dazu da, die verfügbare Hardware Ihres PCs zu erkennen und entweder ganz oder teilweise zu aktivieren. Dementsprechend ist es nachvollziehbar, dass Sie durch Änderungen am BIOS einzelne Funktionalitäten (beispielsweise die USB-Unterstützung) an- und abschalten können.

Eine wichtige Funktion des BIOS ist die Suche nach geeigneten bootfähigen Medien, beispielsweise einer Festplatte oder einem USB-Stick. Findet es ein solches, wird der darin enthaltene Boot-Code ausgeführt.

Ein Boot-Code hat primär zwei Aufgaben:

  1. Start eines Betriebssystems
    Das Betriebssystem befindet sich auf einer als aktiv markierten Partition.
  2. Auswahl eines Betriebssystems
    Wenn sich mehrere Betriebssysteme oder Kernel-Versionen auf der Festplatte befinden, wird dem Benutzer die Möglichkeit geboten, zwischen diesen auszuwählen.

Platzproblem

Der Boot-Code muss sich den ersten Sektor der Festplatte mit der Partitionstabelle teilen (siehe nächsten Abschnitt). Da ein Sektor eine feste Größe von 512 Bytes besitzt und die Partitionstabelle 64 Bytes davon beansprucht, stehen für den Boot-Code effektiv nur 446 Bytes zur Verfügung. Die letzten beiden Bytes dienen zur Identifizierung des Master Boot Records. Diese 446 Bytes reichen nicht aus, um einen vernünftigen Bootloader zu integrieren. Daher dient der Boot-Code in diesem Segment meistens nur dazu, den sogenannten Secondary Bootloader zu laden. Typische Vertreter dieser Secondary Bootloader sind LILO oder GRUB. Letzterer ist der Standard-Bootloader von Ubuntu. Der Boot-Code befindet sich im ersten Sektor der Festplatte. Daher wird dieser auch als Master Boot Record (MBR) bezeichnet.

Partitionstabelle

Wie bereits erwähnt wurde, findet innerhalb des ersten Sektors (im MBR) auch die Partitionstabelle ihren Platz. Die Partitionstabelle listet sämtliche Partitionen auf, die sich auf der betreffenden Festplatte befinden. Diese Datensätze sind in vier jeweils 16 Byte langen Einträgen sortiert. Das ist auch der Grund dafür, dass Sie pro Festplatte nur maximal vier primäre Partitionen erstellen können. In den einzelnen Datensätzen wird auch für jede Partition der jeweilige Typ festgelegt. Zur Identifikation verwendet man eine zweistellige Nummer (ID). Wenn Sie sudo fdisk -l aufrufen, finden Sie diese ID in der vorletzten Spalte.

Tabelle 14.1 Diese IDs dienen zur Identifikation verwendeter Partitionen.

ID Bedeutung
04 FAT16-Dateisystem
05 Erweiterte DOS-Partition
07 NTFS (Windows 2000, XP, Vista, 7, 8)
82 Linux Swap
83 Linux 2nd / 3rd extended
85 Linux extended

Tipp 210: Hardware-ID der Festplatten herausfinden

In den Konfigurationsdateien von beispielsweise GRUB oder Fstab sind statt absoluter Pfade die Hardware-IDs der angeschlossenen Geräte aufgeführt. Um diese Hardware-IDs herauszufinden, eignet sich sehr gut der Befehl blkid:

sudo blkid /dev/sd*

Statt sd* müssen Sie hier die Adressen der jeweiligen Geräte angeben. Am einfachsten finden Sie diese über dmesg heraus.



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