Systemarchitektur bestimmen und konfigurieren
Code: 101.1
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Hardwareeinstellungen ermitteln und konfigurieren
101.1.L1
- Kernkonzepte von **Systemarchitektur** verstehen
- Prüfungsrelevante Befehle und Konfigurationen beherrschen
- Typische Fehlerquellen erkennen und beheben
## Zusammenfassung
Diese Lektion behandelt das LPIC-Thema **Hardwareeinstellungen ermitteln und konfigurieren**. Das Thema gehört zum Bereich Systemarchitektur und ist Teil des offiziellen Prüfungsstoffs.
Im Fokus stehen die praktischen Grundlagen, die für die Zertifizierung essenziell sind. Wichtige Schwerpunkte sind: BIOS, UEFI, IRQ, DMA.
## Wichtige Befehle
- Inhalt folgt in der aktualisierten Version
## Prüfungstipps
- Lesen Sie die Manpages zu allen genannten Befehlen
- Üben Sie Befehle in einer virtuellen Maschine oder Container-Umgebung
- Achten Sie auf die Unterschiede zwischen Distributionen
## Weiterführende Links
- [LPI-Lernmaterial (offiziell)](https://www.lpi.org)
- [Linux Man Pages Online](https://man7.org/linux/man-pages/)
Quiz (10 Fragen)
Ein Betriebssystem kann nicht mehr hochfahren, nachdem der Computer um eine zweite SATA-Platte erweitert wurde. Angenommen, es liegt kein Hardwaredefekt vor: Was könnte die Ursache für diesen Fehler sein?
Erklärung: Die Reihenfolge der Bootgeräte sollte im BIOS-Setup konfiguriert werden, sonst kann das BIOS den Bootloader möglicherweise nicht ausführen.
Sie möchten überprüfen, ob die Grafikkarte, die an den PCI-Bus Ihres neu erworbenen Computers angeschlossen ist, wirklich die vom Hersteller beworbene ist. Allerdings möchten Sie das Computergehäuse nicht öffnen, da dies zum Erlöschen der Garantie führen würde. Welchen Befehl können Sie verwenden, um die Spezifikationen der Grafikkarte anzuzeigen, wie sie vom Betriebssystem erkannt wurden?
Erklärung: Der Befehl lspci listet detaillierte Informationen über alle Geräte auf, die an den PCI-Bus angeschlossen sind.
Betrachten Sie die folgende Ausgabe von lspci: 03:00.0 RAID bus controller: LSI Logic / Symbios Logic MegaRAID SAS 2208 [Thunderbolt] (rev 05) Welchen Befehl können Sie ausführen, um das Kernelmodul zu identifizieren, das für dieses Gerät verwendet wird?
Erklärung: Der Befehl lspci -s 03:00.0 -v oder lspci -s 03:00.0 -k liefert die gewünschte Information.
Sie möchten verschiedene Parameter für das Kernelmodul bluetooth ausprobieren, ohne das System neu zu starten. Der Versuch, das Modul mit modprobe -r bluetooth zu entladen, führt jedoch zu folgendem Fehler: modprobe: FATAL: Module bluetooth is in use. Was ist die wahrscheinlichste Ursache für diesen Fehler?
Erklärung: Das Modul bluetooth wird von einem laufenden Prozess verwendet.
Welche Information liefert der Befehl lspci -k zusätzlich zur Standardausgabe von lspci?
Erklärung: Der Befehl zeigt neben den Geräteinformationen auch das zugehörige Kernelmodul (kernel modules) und den aktuell verwendeten Treiber (kernel driver in use).
Was bewirkt die Option -t beim Befehl lsusb?
Erklärung: lsusb -t zeigt die USB-Geräte als hierarchischen Baum an, sodass die Verbindungsstruktur von Hubs und Endgeräten sichtbar wird.
Was zeigt die erste Spalte der Ausgabe von lsmod an?
Erklärung: Die erste Spalte von lsmod enthält den Namen des geladenen Kernelmoduls. Die zweite Spalte zeigt seine Größe und die dritte Spalte, welche anderen Module es benötigen (Used by).
Welche Option von modprobe wird verwendet, um ein Kernelmodul zusammen mit seinen abhängigen Modulen zu entladen?
Erklärung: modprobe -r entlädt ein Modul und alle davon abhängigen Module, sofern diese nicht von einem laufenden Prozess benötigt werden. Im Gegensatz dazu entlädt rmmod nur das angegebene Modul selbst.
Wo können die zur Laufzeit verfügbaren Parameter eines geladenen Kernelmoduls eingesehen werden?
Erklärung: Für jedes geladene Modul existiert im sysfs ein Verzeichnis unter /sys/module/<Modulname>/parameters/. Die darin enthaltenen Dateien zeigen die aktuell gesetzten Parameterwerte.
Welches Verzeichnis enthält unter Linux Gerätedateien, die Hardwarekomponenten repräsentieren?
Erklärung: Das Verzeichnis /dev enthält Gerätedateien (Device Files). Jede Datei darin steht für ein Gerät – zum Beispiel /dev/sda für die erste SATA-/SCSI-Festplatte oder /dev/usb/lp0 für einen USB-Drucker.
✓ Quiz abgeschlossen! 🎉
/ richtig
Karteikarten (10)
Frage
In Rechenzentren findet man bisweilen veraltete Computer vor, z.B. weil externe Geräte unterstützt werden müssen, die über eine veraltete Hardware-Schnittstelle kommunizieren. Bei diesen älteren Maschinen müssen einige Besonderheiten beachtet werden. Einige x86- Server mit älterer BIOS-Firmware booten zum Beispiel nicht, wenn keine Tastatur erkannt wird. Wie lässt sich dieses Problem vermeiden?
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Antwort
Das BIOS-Konfigurationsprogramm verfügt über eine Option zum Deaktivieren der Sperre des Computers, wenn keine Tastatur gefunden wird.
Frage
Linux-Betriebssysteme unterstützen nicht nur x86, sondern viele weitere Computerarchitekturen. Dazu gehört u.a. die ARM-Architektur, die auf vielen Einplatinencomputern zum Einsatz kommt. Sie werden feststellen, dass der Befehl lspci auf solchen Maschinen, wie beispielsweise dem Raspberry Pi, nicht zur Verfügung steht. Welcher Unterschied zu x86-Maschinen ist dafür verantwortlich?
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Antwort
Im Gegensatz zu den meisten x86-Maschinen haben ARM-Computer wie der Raspberry Pi keinen PCI-Bus, so dass der Befehl lspci nicht benötigt wird.
Frage
Viele Netzwerkrouter verfügen über einen USB-Port, an den ein externes Gerät, wie z.B. eine USB-Festplatte, angeschlossen werden kann. Auf den meisten dieser Router läuft Linux als Betriebssystem. Wie wird Linux auf einem solchen Gerät eine externe USB-Festplatte im Verzeichnis /dev/ benennen, wenn kein anderes konventionelles Blockgerät vorhanden ist?
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Antwort
Aktuelle Linux-Kernel behandeln USB-Festplatten wie SATA-Geräte, so dass die entsprechende Datei /dev/sda heißen wird.
Frage
Im Jahr 2018 wurde die als Meltdown bekannte Hardwareschwachstelle entdeckt. Sie betrifft unzählige Prozessoren verschiedener Architekturen. Neuere Versionen des Linux-Kernels informieren darüber, ob das vorliegende System für Meltdown anfällig ist. Wie kann diese Information abgerufen werden?
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Antwort
In der Datei /proc/cpuinfo gibt es für jede CPU eine Zeile bugs:, in der die bekannten Schwachstellen des Prozessors aufgelistet sind, z.B. cpu_meltdown.
Frage
Was bedeutet die hexadezimale Adresse am Anfang einer lspci-Zeile (z.B. 03:00.0)?
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Antwort
Es ist die eindeutige Bus-Adresse des PCI-Geräts (Bus:Slot.Function). Mit -s kann gezielt nach dieser Adresse gefiltert werden.
Frage
Wozu dient der Befehl lsusb -t?
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Antwort
Er zeigt die hierarchische Baumstruktur des USB-Busses an, einschließlich Ports, Hubs, Geräteklassen und der zugeordneten Treiber.
Frage
Was zeigen die drei Spalten von lsmod an?
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Antwort
Spalte 1 = Modulname, Spalte 2 = Modulgröße, Spalte 3 = 'Used by' (welche anderen Module oder Prozesse das Modul benötigen).
Frage
Was ist der Unterschied zwischen modprobe -r und rmmod?
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Antwort
modprobe -r entlädt ein Modul zusammen mit seinen nicht mehr benötigten Abhängigkeiten. rmmod entlädt nur das angegebene Modul selbst.
Frage
Wo werden in Linux Hardware-Interrupts, I/O-Ports und DMA-Kanäle dokumentiert?
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Antwort
In den Dateien /proc/interrupts, /proc/ioports und /proc/dma. Sie enthalten Informationen über vom System verwendete Hardwareressourcen.
Frage
Wie unterscheiden sich in modernen Linux-Kerneln die Gerätenamen IDE- und SATA/USB-Festplatten?
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Antwort
IDE-Laufwerke wurden traditionell als /dev/hdX bezeichnet. Seit Kernel 2.4+ werden SATA-, SSD- und USB-Blockgeräte einheitlich als SCSI-Geräte behandelt und mit /dev/sdX benannt.