Uzun zamandır yazmak istediğim ama bir türlü nereden başlasam dediğim bir yazıyı sonunda sizlerle paylaşabiliyorum, bu yüzden çok mutluyum. Takdir edeceğiniz üzere bir sistem yöneticisinin en öncelikli görevi sistemi ayakta tutmaktır. Hemen her gün sistemlerde izlediğimiz ve kritik seviyelere ulaşmaması için önceden önlem aldığımız, CPU, RAM ve Disk gibi kontrol noktaları mevcut. Bugün sizlere bu kritik kontrol noktalarından diskler hakkında bilgi vermek istiyorum.
Disk yönetimi ve izleme işi sistem yöneticilerinin en önemli görevleri arasında gelir. Herhangi bir nedenden dolayı diskler dolarsa sistem duracaktır. Bu durum birçok uygulama için veri kaybı durumuna bile dönüşebilir. Sistemde kullanılan disklerin yapılandırılması ve bu önemli konunun daha iyi anlaşılması için bu yazımızda terimsel anlamlar ve içeriklerini paylaşmak istiyorum.
Bir disk çalışan sistem ne olursa olsun ister Linux ister Windows ister Unix, 3 katmandan oluşur. Konu biraz karışık gibi gelse de başlıklar halinde yazıp detaylandırarak anlaşılır hale getirebiliriz. Buna göre sırasıyla yazmak gerekirse
- Partition Table Yapısı (MBR veya GPT)
- Aslında bir Database olarak’ ta düşünebiliriz. Bir diskin içindeki index burada bulunur. Yani bilgisayar nereden başlayacak, hangi sektörde hangi drive bulunuyor bilgisi burada yazmaktadır. Derinlemesine detay bilgiyi terimler halinde yazdığımız başlıklarda bulabilirsiniz.
- Disk türü (Basic veya Dynamic)
- Disk türü ise diskin yapılandırılması ve yeteneklerinin nasıl yapılandırıldığına dair detay bilgilerin bulunduğu kısım.
- Disk bölüm tipi (Partition veya Volume)
- Diskler üzerindeki yazılım kısmına geldik. Partition yapılandırması ile, diskleri bilgisayarlar üzerinde harf olarak görülebilmesine, boyut, cluster size, farklı farklı sürücülere bölünmesine ve dosya sisteminin ne olacağına karar verilen yer olarak detaylandırabileceğimiz alandır.
Disk tipi ister Basic (Temel) disk, ister Dynamic (Dinamik) disk olsun diskin tablolama şeması önemlidir. MBR yani Master Boot Record tipi, 1983 yılında hayatımıza girmiştir. Ama neticede gelişen teknolojiler ve gereken disk alanı ihtiyacı dolayısıyla yerini yavaş yavaş GPT yani Guid Partition Table’ a terk etmektedir. GPT’nin geliştirilmesindeki en büyük sebep, BIOS ve MBR ikilisinin sınırlarının artık yetmemesidir. Büyük disk gereksinimi konusunda ilk sıkıntı 2001 yılında yaşandı. Çünkü o zamana kadar bir disk alanı maksimum 128GB ile sınırlıydı ve yetiyordu. Yetersiz kalınca BIOS üzerinde yapılan bir güncelleme ile sınır 2TB’a yükseltildi ve 2TB sınırı bu yapıda daha fazla büyütülemedi. Nedeni ise 32bit bir işletim sistemi 2^32*512 Byte’lık bir disk’i adresleyebilir olmasıydı ve bu bir teknolojik sınırdı. Yani daha fazla büyütülmesi imkansızdı. Bu sınır çerçevesinde en fazla 2199GB’a den gelen kapasiteyi adresleyebilir durumda idi. 8-10 yıl geçmişti ki, 2TB disk boyutları da yetersiz kaldı. Hem BIOS hem de MBR artık güncellenmesi gereken teknolojiler haline gelmişti. İntel’in liderliğinde UEFI ve GPT standartları geliştirildi.
Bu aşamaya geldiğimizde farkındaysanız bir sürü terim ortaya çıktı. Bilgisayar sistemleri daha açılmadan önce bir sürü işlemler yapıyor ve sonrasında işletim sistemi hayata geçiriyor. Tek tek terim ve başlıklar olarak inceleyelim isterseniz. Detayları yazmak birçok işlemin nasıl yapıldığının anlaşılmasını kolaylaştıracaktır.
BIOS (Basic Input Output System)
Her bilgisayarda ana kart üzerinde bulunan bir elektronik chip’tir. Bilgisayara ilk elektrik geldiği anda BIOS kendini açar ve sistemde bulunan tüm fiziksel donanımın kontrollerini yapar. Anakart üzerinde bulunan tüm fiziksel chiplerin kontrolünü yaptıktan sonra ekrana ilk görüntüyü verir. Daha sonra ilk olarak HDD’a gidip, MBR’dan açılış bilgisini okur. Bu bilgiyi okuduktan sonra kurulu sistem neyse onu açar. Böylece işletim sistemine göre sistem açılmış olur. BIOS sadece MBR table’ı okuyabilir, GPT’yi okuyamaz.
UEFI (Unified Extensible Firmware Interface)
Artık her yerde görebildiğimiz bu teknoloji, BIOS ile aynı işlemi yapan ama yeni nesil ve yüksek yeteneklere sahip açılış sistemidir. Aynen BIOS gibi donanım kontrolünü yaptıktan sonra GPT’den okuduğu HDD açılış bilgisi ile işletim sistemini çalıştırır. UEFI sadece GPT ile çalışır. BIOS’tan farklarının başında programlanabilir olması öne çıkar. Farkları detaylandırmak anlamak açısından önem arz ediyor. Şimdi sizlerle ekran görüntülerini paylaşmak istiyorum. Biraz eskilere gideceğiz ve yeni sistemlerle neler gelmiş birlikte göreceğiz. Zira artık neredeyse tüm sistemler UEFI kullanıyorlar. BIOS sadece isim olarak aramızda. Bakın BIOS ekran görüntüsü,
Bu ekran üzerinde az ama gerekli her şeyi yapabiliyorduk hatırlarsanız. Çok fazla haşır neşir olduk yıllarca kullandık. Ama artık yerini yavaş yavaş UEFI’ye bırakıyor. Bakın bir UEFI ekranı nasıl oluyor,
Ne kadar farklı değil mi? Tabi özellikle sunucu açılış ekranları bu şekilde olmasa da bu hale gelebilir. UEFI içerisinde inanılmaz değişiklikler ilaveler ve operasyonlar yapmak mümkün. Şimdi tablo olarak farklara bakalım,
|Özellikler||UEFI||BIOS|
|Yazılım kodu||32-64bit||16bit|
|Partition table||GPT||MBR|
|Maksimum boyut||9.4ZB||2.2TB|
|Performans||Daha hızlı||Mevcut performans|
|Güvenlik||Yüksek güvenlik||Düşük Güvenlik|
|Partition adedi||Sınırsız||4 partition|
|Uzaktan yönetim ve güncelleme||Evet||Hayır|
|Grafik ara yüz||Var||Yok|
Diğer terimleri inceleyelim, bir bilgisayar ister sunucu ister istemci olsun nasıl açıldığını anlayalım isterseniz.
MBR (Master boot record)
İlk olarak 1983 yılında IBM tarafından kullanılmaya başlayan MBR, bir bilgisayarın sabit diskinin, diskin ilk 512 Byte’lık sektörünü kullanır. MBR üzerinde sistemin hangi partition’ dan açılması gerektiğini belirten kod vardır. Bir sistem açıldığında ilk önce bu alan okunur. Bu alanda işletim sisteminin nerede olduğu ve türü yazılıdır. Bilgisayar okuduğu bu kod neticesinde işletim sisteminin bulunduğu alana gider ve oradan sistemin açılış yapılır. MBR partition table’ ın basic disk kullanma zorunluluğu vardır, nedeni ise 512 Byte’lık boyut ile sınırlı oluşundandır. Aynı zamanda MBR partition table üzerine yapılandırılan Basic disk 2TB’ı geçemez. MBR’ ı tablo olarak incelediğimizde yapısı şu şekildedir,
Yukarıdaki tabloda göreceğiniz üzere 4 adet partition table ve üzerinde yapılandırılan disk bölümleri bulunmaktadır. MBR ile BIOS ayrılmaz ikilidir. Windows Disk Manager görüntüsü,
GPT (GUID (Globally unique identifier) Partition Table)
GPT disk bölümleme tablosu yeni nesil bir disk bölümleme tablosudur. İçeriğinde son derece fazla yenilik geldi. Sınırsız sayıda disk bölümü (Drive) oluşturabilir. Ancak işletim sisteminiz Windows ise desteklediği en yüksek bölüm (Drive) sayısı 128′dir. Aynı zamanda GPT ile en fazla 18 exabyte (18 milyon terabayt) boyutunda tek disk oluşturabilirsiniz. Yine eğer işletim sisteminiz Windows ise şu an için desteklenen en yüksek disk boyutu 256TB terabayttır. GPT’ı tablo olarak incelediğimizde durum aşağıdaki gibidir.
Windows Disk Manager GPT yapılandırılmış bir Basic disk görüntüsü şu şekildedir,
Peki neden MBR zaman içinde yetersiz kaldı da GPT partition gerekti? Bunu aşağıdaki tabloda detaylıca inceleyebiliriz. Gelen yetenekler ve özellikler durumu izah etmemize yardımcı olacaktır.
|Özellikler||GPT||MBR|
|Primary Partition adedi||128||4|
|Max Partition boyutu||18EB||2TB|
|Sistem açılışı desteği||Win 2008 sonrası||Evet|
|Koruma||Var||Yok|
|Çıkarılabilir mi?||Hayır||Evet|
|Basic Disk desteği||Var||Var|
|Dynamic Volume desteği||Var||Var|
|BIOS desteği||Yok||Var|
|UEFI desteği||Var||Var|
MBR ve GPT terimlerini anladıktan sonra bu partition’ lar üzerine hangi disk tiplerini konumlandırabiliriz birazda onları inceleyelim isterseniz.
- Basic disk (Temel disk)
Microsoft, Windows 2000 işletim sistemine kadar sadece Basic disklerle biçimlendirme yapılmasına izin veriyordu. Basic diskler üzerlerinde de en fazla 4 adet primary partition veya 3 adet primary ile birlikte 1 adet Extended partition barındırılabiliyordu. Toplamda 4 partition yani. Basic disklerde sadece partition yapısı kullanılabiliyordu. İşletim sistemi de sadece Primary partition üzerine kurulabiliyordu. Durum değişti tabiki. Çünkü beklentiler değişti, veriler çok büyük miktarlara eriştiği için inanılmaz kapasiteler gerekmeye başladı. Yani kısaca Basic diskler yetmemeye başladı.
- Dynamic Disk (Dinamik Disk)
Dynamic disklerde ise partition yapısı yerine Volume yapısı bulunur. 128 adet volume (Drive) barındırılabilir ve Basic disklerin convert işlemi ile Dynamic diskler haline dönüştürülebilir. Dynamic diskler kullanılmakta olan işletim sistemi becerisi ile yapılandırılabilir. Günümüzde Windows, Linux, Unix, Vmware ve Hyper-V gibi popüler işletim sistemleri GPT partition table oluşturabilirler. Farkları tablo olarak şu şekilde görebiliriz,
|Özellikler||Basic||Dynamic|
|Tip||Partition table||Volume|
|Başka bölümle birleştirilebilme||Yok||Var|
|İçerik||Partition table||Volume|
|Max boyut||2TB||64TB|
|Bootable*||Var||Var|
|Primary Partition||4||128|
|Software Raid capability||Yok||Var|
|Simple Volume desteği||Yok||Var|
|Spanned Volume desteği||Yok||Var|
|Stripped Volume desteği||Yok||Var|
|Mirrored Volume desteği||Yok||Var|
|Raid5 Volume Yapılandırma||Hayır||Evet|
|Primary Partition||Evet||Hayır|
|Extended Partition||Evet||Hayır|
|Logical Partition (Volume)||Evet||Hayır|
|File Allocation Type||Partition table||LDM Database|
|Kapasite değişikliği||Evet||Evet|
|Tip değişimi||Var||Yok|
Partition,
Partition aslında elimizde bulunan diskin boyutu ve üzerinde çalışacak dosya Sistem’in seçildiği kısımdır. Bir fiziksel disk 8TB olabilir. Ama siz bu diski 2 adet 4TB veya istediğiniz başka boyutlarda bölmek isteyebilirsiniz. Sadece bu değil diskin Cluster Size denilen uygulama için performanslı okuma ve yazma parçacıklarına da bölebilirsiniz bir partition üzerinde çalışacak uygulama için en uygun Cluster Size’ları ile formatlanmalıdır.
Eğer diskiniz BIOS ile çalışan bir sistemde ise siz MBR table üzerinde Basic disk ise aşağıdaki biçimlendirme türlerini kullanabilirsiniz. Ama unutmayın disk boyutu 2TB’tan büyük ise sadece 2TB’lık bölümü kullanabileceksiniz. Partition bölümleme işlemleri için Primary, Extended ve Logical olmak üzere 3 farklı türü mevcuttur.
- Primary Partition : Boot partition’ un çalışabildiği alandır. Burası işletim sistemi kurulurken işletim sistemi tarafından şekillendirilir. Daha sonradan değiştirmek çok sağlıklı değildir.
- Logical Partition : Mantıksal bölüm bir MBR disk tablosuna sahip diskte 4’ten fazla drive lazımsa kullanılabilir. Eğer Extenden partition ile 4’ten fazla drive yapılandırılacaksa önce Logical partition açılır ve bunun üzerine extenden partitionlar yapılandırılabilir. Alfabede bulunan harf adedince drive yapılandırılabilir.
- Extenden Partition : Logical partition üzerinde oluşturulan açılan partition türüdür. Bu eskiden 4’ten fazla sürücü gerektiğinde sürücüler oluşturulurdu. Ama artık gelişen teknoloji ile bunlara çok gerek kalmadı. Extenden partition sadece logical partition üzerinde açılabilir.
Volume,
Sisteminiz yeni nesil UEFI bir açılış yeteneğine sahipse, siz disk bölümleme şeması olarak GPT kullanıyorsanız Partition yapısı yerine Volume kullanabilirsiniz. Volume’ de aslında partition’ lar gibi disk lere harf atadığımız, kapasite, cluster size ve üzerinde çalışacak file sistemi belirlediğimiz alanlardır. Volümlülerinde kendi içinde farklı türleri vardır. Volümleri dinamik diskler ile kullanabilirsiniz. Hemen inceleyelim,
- Simple Volume : Oldukça basit tek başına kullanılacak disk alanıdır. İşletim sistemi kurabilir ve istenilen boyutlarda tasarlanabilir.
- Spanned Volume : Aslında JBOD mantığı ile çalışan Volume tipidir. Diyelim ki elinizde farklı boyutlarda diskler var ve bunları birleştirerek kullanmak istiyorsunuz. HDD boyutları farklı bile olsa bunları birleştirip toplam kapasiteye sahip olabilirsiniz. Ama burada unutulmaması gereken konu Spanned Volume’ ün güvenli bir yapı olmayışı. Birleştirilen disklerden birinin bozulması halinde tüm veriyi kaybedersiniz.
- Striped Volume : Tam olarak RAID0 mantığı ile çalışan Volume türüdür. Spanned volume’ de disklerin farklı boyutları olabiliyorken burada diskler aynı boyutta olmak zorundadır. Yine birleştirilen disklerden biri bozulursa tüm veriyi kaybedersiniz. Güvensiz bir yapıdır.
- Mirrored Volume : RAID1 olarak düşünebilirsiniz. Aynı niteliklere sahip aynı boyutlardaki diskleri bir araya getirerek yapılandırılır. Bir disk herhangi bir sebepten kaybedilirse hiçbir problem yaşanmaz.
- RAID5 Volume : Adından da anlayabileceğiniz gibi XoR hesaplama algoritmasını kullanarak en az 3 adet aynı boyuttaki diskin birleştirilmesi ile meydana gelen volume tipidir.3 diskten birini kaybedersek herhangi bir problem olmayacaktır.
Volume yapısı çok yetenekli olmasına rağmen yapılan tüm işlemler işletim sistemi yetenekleri ile meydana geldiğinden sistem kaynaklarından bir miktar CPU ve RAM kullanacaktır. Benim şahsen tavsiyem tabiki fiziksel bir kart ile RAID işlemlerini yapmanız olacaktır. Oldukça ilginç ve iç içe geçmiş bir konu olmasına rağmen umarım anlaşılmıştır.