Lab9

МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное

бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Московский технический университет связи и информатики»

(МТУСИ)

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 9

по дисциплине «Основы работы с UNIX-подобными операционными системами»

на тему:

«Файловые подсистемы»

                                           Выполнил: студент группы

Преподаватели:

Рогач И.С.

Канищева М.Г.

Москва 2025

Цель работы:

Получение теоретических и практических навыков работы с таблицами разделов (MBR и GPT), создания разделов и файловых систем.

Ход работы:

• Создайте таблицу разделов (3 первичных и 1 логический) с помощью команды fdisk на добавленном виртуальном диске (обычно это диск /dev/sdb).

• Запишите изменения на диск

W

• Проверьте факт создания разделов используя команду fdisk. (Так же, создание разделов можно проверить используя команду ls /dev/sd*)

• Отформатируйте созданные разделы в файловую систему ext4.

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb1

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb2

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb3

sudo mkfs.ext4 /dev/sdb5 # логический раздел

• Ознакомьтесь с командами mount и umount и их возможностями из справочной документации.

man mount

man umount

• Смонтируйте созданные разделы и создайте там произвольные файлы.

Создаём точки монтирования:

sudo mkdir -p /mnt/disk1 /mnt/disk2 /mnt/disk3 /mnt/disk5

Монтируем:

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/disk1

sudo mount /dev/sdb2 /mnt/disk2

sudo mount /dev/sdb3 /mnt/disk3

sudo mount /dev/sdb5 /mnt/disk5

Создаём файлы:

sudo touch /mnt/disk1/file1.txt

sudo touch /mnt/disk2/file2.txt

sudo touch /mnt/disk3/file3.txt

sudo touch /mnt/disk5/file5.txt

• Сделайте резервную копию MBR с помощью утилиты DD.

sudo dd if=/dev/sda of=~/mbr_backup.img bs=512 count=1

• Сотрите таблицу разделов MBR с помощью утилиты DD.

sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=512 count=1

• Восстановите MBR с помощью утилиты DD.

sudo dd if=~/mbr_backup.img of=/dev/sdb bs=512 count=1

• Смонтируйте разделы и проверьте целостность данных.

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/disk1

ls /mnt/disk1

• Отмонтируйте разделы.

sudo umount /mnt/disk1 /mnt/disk2 /mnt/disk3 /mnt/disk5

• Установите gdisk <sudo apt-get install gdisk>

• Создайте таблицу разделов GPT (5 первичных разделов) с помощью gdisk.

sudo gdisk /dev/sda

• Отформатируйте созданные разделы в файловую систему ext3.

sudo mkfs.ext3 /dev/sda1

sudo mkfs.ext3 /dev/sda2

sudo mkfs.ext3 /dev/sda3

sudo mkfs.ext3 /dev/sda4

sudo mkfs.ext3 /dev/sda5

• Смонтируйте созданные разделы и создайте там произвольные файлы.

sudo mkdir -p /mnt/gpt_disk{1,2,3,4,5}

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/gpt_disk1

sudo touch /mnt/gpt_disk1/testfile1.txt

• Сделайте резервную копию GPT с помощью утилиты DD, предварительно определив необходимое количество байт для резервной копии.

Определяем размер таблицы:

sudo gdisk -l /dev/sdb

Создаём резервную копию:

sudo dd if=/dev/sdb of=~/gpt_backup.img bs=1M count=10

• Сотрите GPT с помощью утилиты DD.

sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=1M count=10

• Восстановите GPT с помощью утилиты DD.

sudo dd if=~/gpt_backup.img of=/dev/sdb bs=1M count=10

• Смонтируйте разделы и проверьте целостность данных.

sudo mount /dev/sdb1 /mnt/gpt_disk1

ls /mnt/gpt_disk1

• Отмонтируйте разделы.

sudo umount /mnt/gpt_disk*

• Определите достоинства и недостатки таблиц разделов MBR и GPT.

Критерий	MBR	GPT
Максимальное число разделов	4 (или 3 + логические)	128 (в большинстве случаев)
Размер диска	До 2 ТБ	Более 8 ЗБ
Тип загрузки	BIOS (Legacy)	UEFI
Защита от повреждений	Нет	Дублирование GPT в конце диска
Восстановление данных	Сложное	Упрощенное (резервные копии GPT)

Вывод:

• MBR устарел, но используется для старых систем с BIOS.

• GPT удобнее, безопаснее и поддерживает большие диски

1. Что записано в первом секторе главной загрузочной записи MBR ?

Первый сектор MBR (Master Boot Record) размером 512 байт содержит:

• Код загрузчика (446 байт): исполняемый код, ответственный за начальную загрузку системы.

• Таблицу разделов (64 байта): содержит до четырех записей по 16 байт каждая, описывающих разделы диска.

• Сигнатуру загрузочного сектора (2 байта): используется для проверки целостности MBR.

Таким образом, MBR объединяет в себе загрузочный код и информацию о разделах диска.

2. Функциональное назначение MBR и GPT ?

MBR (Master Boot Record) и GPT (GUID Partition Table) — это схемы разметки диска, определяющие структуру и организацию разделов:

• MBR: исторически более старая схема, поддерживающая до 4 основных разделов и объем диска до 2 ТБ. Содержит информацию о разделах и код начальной загрузки.

• GPT: современная схема, позволяющая создавать большое количество разделов (обычно до 128) и поддерживающая диски объемом более 2 ТБ. Также обеспечивает повышенную надежность за счет хранения нескольких копий таблицы разделов и встроенных механизмов проверки целостности.

3. Структура GPT.

GPT (GUID Partition Table) имеет следующую структуру:

• Заголовок GPT: содержит информацию о диске, включая его уникальный идентификатор и расположение таблицы разделов.

• Таблица разделов: набор записей, каждая из которых описывает отдельный раздел, включая его тип, уникальный идентификатор, начальный и конечный сектора, а также имя.

• Резервная копия заголовка и таблицы разделов: хранится в конце диска для обеспечения надежности и возможности восстановления в случае повреждения основной копии.

4. Какое максимальное количество первичных разделов можно создать при использовании таблицы разделов MBR ?

При использовании MBR можно создать до 4 первичных разделов. Однако, чтобы обойти это ограничение, один из первичных разделов можно сделать расширенным, внутри которого можно создать несколько логических разделов.

5. Какое максимальное количество первичных разделов можно создать при использовании таблицы разделов GPT ?

GPT позволяет создавать до 128 разделов на одном диске без необходимости использования расширенных или логических разделов

6. Как сохранить информацию о структуре MBR ?

Для сохранения информации о структуре MBR можно использовать утилиту dd для создания резервной копии первых 512 байт диска:

sudo dd if=/dev/sdX of=mbr_backup.img bs=512 count=1

где /dev/sdX — это целевой диск.

7. Как создать 10 разделов c файловой системой ext3 на диске в таблице разделов MBR ?

Поскольку MBR поддерживает только 4 первичных раздела, необходимо создать 3 первичных и 1 расширенный раздел. Внутри расширенного раздела можно создать дополнительные логические разделы, чтобы общее количество достигло 10.

Процесс включает:

• Создание 3 первичных разделов.

• Создание расширенного раздела.

• Создание 7 логических разделов внутри расширенного.

После этого каждый раздел форматируется в файловую систему ext3 с помощью команды mkfs.ext3.

8. Как стереть код загрузчика в MBR ?

Чтобы стереть код загрузчика в MBR, можно обнулить первые 446 байт с помощью команды dd:

sudo dd if=/dev/zero of=/dev/sdX bs=446 count=1

где /dev/sdX — это целевой диск.

9. Как можно смонтировать раздел диска с файловой системой в режиме только для чтения?

Чтобы смонтировать раздел в режиме только для чтения, используйте команду mount с опцией -o ro:

sudo mount -o ro /dev/sdXn /mnt/point

где /dev/sdXn — это раздел, а /mnt/point — точка монтирования.

10. Как можно осуществить восстановление GPT разделов в случае сбоев?

GPT хранит резервные копии заголовка и таблицы разделов в конце диска. В случае повреждения основной таблицы можно использовать утилиты, такие как gdisk, для восстановления GPT из резервной копии:

sudo gdisk /dev/sdX

В интерактивном режиме gdisk предложит восстановить GPT из резервной копии, если обнаружит повреждения.