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Richtig partitionieren unter Linux - so geht's

23.05.2019 | 10:05 Uhr | Thorsten Eggeling

Zum Umgang mit Festplatten werden ganze Bücher geschrieben. In der Tat gibt es dabei einiges zu beachten. Die richtige Partitionierung hängt von der Kapazität, der PC-Firmware und dem installierten Betriebssystem ab.

Mechanische Festplatten sind nach wie vor die wichtigsten Datenspeicher. Umgerechnet in Megabyte pro Cent ist kein anderes Speichermedium preisgünstiger. SSDs sind schneller, bieten dafür aber weniger Kapazität zu einem höheren Preis. Beim Umgang mit Speichermedien spielt es zunächst keine Rolle, ob Sie sich für eine herkömmliche Festplatte oder eine SSD entscheiden. Bei der Linux-Installation oder Partitionierung verhalten sich beide identisch.

MBR-Limit: Auch große Festplatten lassen sich im MBR-Stil einrichten.
Vergrößern MBR-Limit: Auch große Festplatten lassen sich im MBR-Stil einrichten.

1. Festplattengröße und Partitionsstil

Für mehrere Partitionen auf einer Festplatte gibt es teilweise technische Gründe, etwa wenn eine eigene Bootpartition gewünscht ist oder wenn mehrere Betriebssysteme von einer einzigen Festplatte starten sollen. Jedes Betriebssystem benötigt eine eigene Partition. Partitionen können auch einer inhaltlichen Aufteilung dienen, etwa in eine System- und Datenpartition. Aktuelle 3,5-Zoll-Festplatten gibt es zurzeit mit Kapazitäten zwischen 300 GB und 12 TB. 2,5-Zoll-Laufwerke haben eine Größe bis zu vier TB. Eine wichtige Grenze liegt bei zwei TB. Diese ist entscheidend für die Auswahl des Partitionsstils, auch Partitionsschema genannt.

MBR-Partitionsstil: Seit 1983 kommt bei Festplatten der MBR-Partitionsstil (Master Boot Record) zum Einsatz. Linux-Systeme benennen die meist „MSDOS“-Partitionstabelle. Zu diesem Zeitpunkt hat noch niemand an Festplatten mit zwei TB oder mehr gedacht. Die Partitionstabelle im MBR besteht aus vier Einträgen mit jeweils 16 Byte. Deshalb kann eine mit dem MBR-Partitionsschema aufgeteilte Festplatte maximal vier primäre Partitionen besitzen. Für die Sektorangaben in der Partitionstabelle stehen nur 32 Bit zur Verfügung. Daraus ergibt sich bei einer Sektorgröße von 512 Bytes eine maximale Partitionsgröße von knapp zwei Tebibyte (TiB): (2 hoch 32 -1) × 512 Bytes). Zu den verwendeten Einheiten finden Sie Infos im Kasten „Kilobyte und Kibibyte“.

GPT-Partitionsstil: Aufgrund der MBR-Beschränkungen kann seit 2010 die GUID Partition Table (GPT) auf Festplatten zum Einsatz kommen. Damit lassen sich Festplatten bis zu einer Größe von acht Zebibyte (2 hoch 73 Byte) adressieren und bis zu 128 Partitionen anlegen. Eine Unterscheidung von primären oder erweiterten Partitionen gibt es nicht mehr. Alle Partitionen sind gleichberechtigt. Bei Festplatten mit mehr als zwei TB sollten Sie immer GPT verwenden, um die volle Kapazität zu nutzen. Bei kleineren Platten ist GPT nicht erforderlich, aber trotzdem sinnvoll, wenn Ihr PC mit Uefi-Firmware (Unified Extensible Firmware Interface) ausgestattet ist und Sie vielleicht auch Windows parallel installieren wollen.

Festplatten & SSDs: Tipps zum Umgang unter Linux

2. Bios, Uefi und Partitionen

Firmwaresetup: Wählen Sie in den Einstellungen – wenn vorhanden – eine Option wie „Nur Uefi“.
Vergrößern Firmwaresetup: Wählen Sie in den Einstellungen – wenn vorhanden – eine Option wie „Nur Uefi“.

Wenn Sie ein Gerät mit vorinstalliertem Windows 8.1 oder 10 erworben haben, ist das System im Uefi-Modus und GPT eingerichtet. Das hat auch Auswirkungen auf eine Linux-Neuinstallation und die Partitionierung der Festplatte. Ob der PC den Bios- oder Uefi-Modus verwendet, erfahren Sie unter Windows über das Systemtool msinfo32.exe. Hinter „BIOS-Modus“ steht bei Systemen im Bios-Modus „Vorgängerversion“, andernfalls „UEFI“. Unter Linux starten Sie im Terminal das Tool efibootmgr. Ist es nicht vorhanden oder lautet die Ausgabe „EFI variables are not supported on this system.“, dann startet das System im Bios-Modus.

Sie können auch im Uefi-Firmwaresetup nachsehen. Nutzer von Windows klicken im Windows-Anmeldebildschirm rechts unten die „Herunterfahren“-Schaltfläche an, halten die Umschalt-Taste gedrückt und klicken auf „Neu starten“. Gehen Sie auf „Problembehandlung –› Erweiterte Optionen –› UEFI-Firmwareeinstellungen“ und klicken Sie auf „Neu starten“. Linux-Anwender drücken kurz nach dem Einschalten des PCs die Esc-Taste und wählen im Grub-Menü „System setup“. Für den Bios-Modus suchen Sie nach Optionen wie „CSM“ oder „Legacy Boot“, die meist unter Menüs mit Namen wie „Boot“ oder „Boot-Optionsfilter“ zu finden sind. Die Bios-Emulation CSM (Compatibility Support Module) sorgt dafür, dass der PC sowohl im Uefi- als auch im Bios-Modus booten kann. Wenn es bei Uefi bleiben soll, können Sie auch „Nur Uefi“ einstellen. Dann startet ein Installationssystem von DVD oder einem USB-Stick automatisch im Uefi-Modus. Andernfalls müssen Sie darauf achten, dass Sie den Eintrag mit einem vorangestellten „Uefi“ in der Bootreihenfolge nach oben setzen oder im Firmware-Bootmenü auswählen.

Uefi und Partitionierung: Bei Windows ist für den Uefi-Modus eine GPT-Startpartition unabhängig von der Festplattengröße zwingende Voraussetzung, weitere Festplatten können dann auch das ältere MBR-Partitionsschema verwenden. Im Bios beziehungsweise im Legacy Modus bei aktiviertem CSM (Compatibility Support Module), kann die Installation auch auf einer MBR-Festplatte erfolgen (bis zwei TB).

Friedliche Koexistenz: Ubuntu kann sich im Uefi-Modus neben dem Windows-Bootmanager einrichten.
Vergrößern Friedliche Koexistenz: Ubuntu kann sich im Uefi-Modus neben dem Windows-Bootmanager einrichten.

Grundsätzlich gilt die Regel: Belassen Sie den Modus, in dem die bisherigen Systeme installiert sind, und richten Sie weitere Betriebssysteme auf die gleiche Art ein. Im optimalen Fall spendieren Sie Windows oder Linux jeweils eine eigene Festplatte. Eine zweite Festplatte kann für Linux auch im GPT-Stil eingerichtet sein, selbst wenn Sie kein Uefi verwenden. Gibt es auf dieser Festplatte eine NTFS-Datenpartition, ist auch für ein parallel genutztes Windows der Zugriff möglich.

Verschlüsselung und LVM

Bei der Ubuntu/Mint-Installation lässt sich die komplette Systempartition verschlüsseln (ähnlich Bitlocker unter Windows). Dazu wählen Sie bei der Installation im Fenster „Installationsart“ die Option „Die neue Ubuntu-Installation zur Sicherheit verschlüsseln“. Dabei wird automatisch auch ein Häkchen vor „LVM bei der neuen Ubuntu-Installation verwenden“ gesetzt. Nach einem Klick auf „Weiter“ geben Sie den Sicherheitsschlüssel ein. Dieser sollte möglichst lang und kompliziert sein, damit die Verschlüsselung vor Hackerangriffen geschützt ist. Fahren Sie mit „Jetzt installieren“ fort.

Eine nachträgliche Komplettverschlüsselung ist nicht möglich, weil bei der verwendeten Technik das LVM-Partitionsschema (Logical Volume Manager) zum Einsatz kommt. Die Konvertierung einer Standardinstallation wäre zu aufwendig.

LVM lässt sich auch ohne Verschlüsselung aktivieren. Der Vorteil: Festplatten beziehungsweise Partitionen lassen sich zu logischen Datenpools zusammenfassen, ähnlich den „Speicherplätzen“ von Windows ab Version 8.1. Das Dateisystem lässt sich durch weitere Festplatten flexibel vergrößern, wenn der Platz knapp wird. Das ist allerdings nur für Server mit vielen Festplatten interessant. Beim Desktop-PC mit meist maximal sechs Festplatten oder gar Notebooks mit bis zu zwei Laufwerken steht der Aufwand in keinem Verhältnis zum Nutzen.

3. Standardpartitionen bei der Linux-Installation

Bei einer Ubuntu-Installation auf einer neuen, leeren Festplatte fragt das Setuptool standardmäßig nicht nach dem Partitionsstil, sondern wählt auf großen Festplatten automatisch GPT. Dabei spielt es keine Rolle, ob Sie die Installation im Bios- oder Uefi-Modus starten. Nur so lässt sich die gesamte Kapazität der Festplatte nutzen. Allerdings unterscheidet sich dabei die Partitionsaufteilung. Im Bios/CSM-Modus entsteht bei GPT eine kleine Bios-Bootpartition am Anfang der Festplatte, danach folgen die System- und die Swappartition. Diese Konfiguration ist für eine Windows-Parallelinstallation nicht geeignet, weil Windows weder mit der Kombination Bios/GPT noch mit Uefi/MBR etwas anfangen kann.

GPT-Partitionen: Große Festplatten erfordern den GPT-Partitionsstil.
Vergrößern GPT-Partitionen: Große Festplatten erfordern den GPT-Partitionsstil.

Bei kleineren Festplatten verwenden Ubuntu 16.04 und Linux Mint 18 ohne Uefi den klassischen MBR-Partitionsstil mit einer primären Ext4-Partition und einer erweiterten Partition, in der eine Swappartition als logisches Laufwerk enthalten ist. Mehr zu den verwendbaren Dateisystemen erfahren Sie im Betrag ab Seite 30]. Im Uefi-Modus erzeugt Ubuntu eine GPT-Partitionstabelle, legt eine ESP-Partition (EFI System Partition) für den Bootloader sowie eine Ext4- und Swappartition an. Beide Partitionsvarianten – Bios/MBR wie Uefi/GPT – sind für die Installation eines weiteren Linux- oder Windows-Systems geeignet. Bei Uefi/GPT können Sie Windows auch schadlos nach Linux installieren, da die Bootloader getrennt voneinander in der EFI-Partition untergebracht sind. Die Auswahl des gewünschten Systems erfolgt über die Bootreihenfolge im Firmwaresetup oder über ein Bootmenü kurz nach dem Einschalten des PCS, das viele Geräte über die Tasten Esc, F9, F10 oder F12 einblenden. Unter Linux starten Sie in einem Terminalfenster

sudo update-grub 

Damit nehmen Sie den Windows-Bootloader in das Grub-Startmenü auf. Bei Bios/ MBR sollten Sie dagegen zuerst Windows und danach Linux installieren. Beide Systeme lassen sich dann über das Grub-Startmenü auswählen. Bei umgekehrter Installationsreihenfolge überschreibt Windows den Linux-Bootloader, der dann wieder repariert werden muss .

Tipp: Linux-Dateisysteme für Fortgeschrittene

4. Partitionen ändern oder neu erstellen

Gparted kann Partitionen nicht nur löschen und neu erstellen, sondern auch verkleinern oder vergrößern.
Vergrößern Gparted kann Partitionen nicht nur löschen und neu erstellen, sondern auch verkleinern oder vergrößern.

Das Programm Gparted bietet alle Funktionen rund um Festplatten und Partitionen. Sie können damit Partitionen vergrößern, verkleinern, verschieben, formatieren und löschen. Das Tool kann nur Partitionen bearbeiten, die nicht in das Dateisystem eingehängt sind. Sie starten es daher am besten in einem Linux-Livesystem. Wenn Sie Gparted unter Linux nachinstallieren möchten, dann genügt dieser Befehl im Terminal:

sudo apt install gparted  

Änderungen an Partitionen, die Daten enthalten, sind immer mit einem gewissen Risiko verbunden. Sichern Sie wichtige Dateien, bevor Sie Partitionen bearbeiten.

Wer Platz für ein zweites Betriebssystem benötigt oder die Festplatte anders aufteilen möchte, kann vorhandene Partitionen mit Gparted verkleinern. Rufen Sie Gparted auf. Rechts oben wählen Sie die Festplatte. Klicken Sie 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):“ ein. Klicken Sie auf „Größe ändern“. Gparted führt die Änderung erst nach einem Klick auf „Anwenden“ in der Symbolleiste durch.

Partitionstabelle und Partitionen erstellen: Mit Gparted lässt sich auch der Partitionsstil einer Festplatte ändern, allerdings nur mit Datenverlust. Blenden Sie mit „Ansicht –› Geräteinformationen“ den Informationsbereich ein. Hinter „Partitionstabelle:“ sehen Sie den aktuellen Partitionsstil der gewählten Festplatte. Gehen Sie dann im Menü auf „Gerät –› Partitionstabelle erstellen“ und wählen Sie den gewünschten Typ aus: „msdos“ (MBR-Partitionsstil) oder „gpt“. Nach einem Klick auf „Anwenden“ erzeugt Gparted eine neue Partitionstabelle. Über „Partition –› Neu“ erstellen Sie neue Partitionen. Wählen Sie die gewünschte Größe und stellen Sie hinter „Dateisystem:“ für Linux-Datenträger beispielsweise „ext4“ ein. Klicken Sie dann auf „Hinzufügen“ und „Anwenden“.

5. Festplattentools für die Kommandozeile

fdisk lässt sich mit einfachen Befehlen interaktiv steuern.
Vergrößern fdisk lässt sich mit einfachen Befehlen interaktiv steuern.

Wenn keine grafische Oberfläche zur Verfügung steht, etwa bei einem Linux-Server ohne Monitor, bietet Linux einen Satz von Tools für die Festplattenverwaltung. Der Klassiker fdisk kann seit Ubuntu 16.04 auch mit GPT-Partitionen umgehen. Trotzdem empfiehlt es sich, für GPT gdisk zu verwenden, um Verwechselungen auszuschließen. Mit der Befehlszeile

sudo fdisk -l  

lassen Sie sich die verfügbaren Laufwerke und Partitionen anzeigen. Um ein Laufwerk zu bearbeiten, verwenden Sie

sudo fdisk /dev/sd[X]  

Der Aufruf von gdisk erfolgt entsprechend, indem Sie „fdisk“ durch „gdisk“ ersetzen. Für den Platzhalter „[X]“ setzen Sie jeweils die Kennung des Laufwerks ein.

Beide Tools arbeiten interaktiv. Bei fdisk lassen Sie sich eine Hilfe mit Taste „m“ gefolgt von der Eingabetaste anzeigen, bei gdisk mit „?“. Typische Befehle bei fdisk und gdisk sind „d“ für das Löschen einer Partition und „n“, um eine neue Partition anzulegen. „p“ zeigt die aktuelle Partitionsaufteilung. Erst mit dem Befehl „w“ schreiben die Tools die Änderungen auf die Festplatte. Mit „q“ beenden Sie die Programme.

Tipp: Von beiden Tools gibt es eine Variante mit Basisfunktionen und einer Ncurses-Oberfläche. Die Steuerung des Menüs erfolgt über die Pfeiltasten und Eingabetaste. Für GPT verwenden Sie cgdisk und für MBR cfdisk. Außerdem stehen die Scriptfähigen Tools sgdisk (GPT) und sfdisk (MBR) zur Verfügung.

Das Hilfsprogramm cgdisk zeigt ein einfaches Menü für die wichtigsten Funktionen von gdisk, um GPT-Partitionen zu bearbeiten.
Vergrößern Das Hilfsprogramm cgdisk zeigt ein einfaches Menü für die wichtigsten Funktionen von gdisk, um GPT-Partitionen zu bearbeiten.

Partitionsstil ändern: Für die meisten Nutzer ist dies der einfachste Weg – Festplatte mit MBR- oder GPT-Partitionsstil versehen, Partitionen anlegen, neu formatieren, Linux installieren und die persönlichen Daten aus einem Backup wiederherstellen. Experimentierfreudige Anwender können aber die Partitionsstile auch umwandeln. Sind Linux oder Windows auf der Festplatte installiert, ist von dem Verfahren abzuraten. Denn dann müssten Sie auch die passenden Partitionen für Bios oder Uefi erstellen und die zugehörigen Bootloader einrichten.

Bei reinen Datenpartitionen kann die Umwandlung jedoch ohne Datenverlust gelingen. Die Konvertierung von MBR nach GPT kann über die Befehlszeile

sudo sgdisk -g /dev/sd[X]  

erfolgen. In die andere Richtung geht es mit

sgdisk -m /dev/sd[X]  

Dabei ist es jedoch nicht möglich, mehr als vier Partitionen zu konvertieren. Ersetzen Sie den Platzhalter „[X]“ jeweils durch die Kennung des Laufwerks.

Kilobyte & Kibibyte, Gigabyte & Gibibyte

Hersteller geben die Größe von Datenträgern in der Regel in dezimaler Form an. So kommt es, dass etwa bei einer Festplatte mit zwei TB (dezimal) nur 1,81 TB (binär) angezeigt werden. Die Informatik arbeitet mit dem Binärsystem und mit Zweier-Potenzen: Ein Kilobyte sind deshalb nicht 10 hoch 3 Byte (1000 Byte), sondern 2 hoch 10 Byte (1024 Byte). Beide Zählweisen gebrauchen mit Kilo, Mega, Giga, Tera dieselben Größenpräfixe. Diese Präfixe sind im „Système International d’Unités“ verbindlich nur für die Dezimalbasis festgelegt. Wer es genau nimmt, benennt binäre Maßeinheiten anders: Die Präfixe erhalten hier die explizite Silbe „bi“ für Binär.

1024 Byte sind ein Kibibyte (und kein Kilobyte). Unter Linux werden in der Regel die korrekten Bezeichnungen verwendet. Gparted beispielsweise zeigt die Größen in Mebibyte (MiB) und Gigibyte (GiB) an.

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