Файловая система Linux и структура каталогов [Автор Неизвестен] (pdf) читать постранично

Файловая система Linux и
структура каталогов

Про файлы
В файловой системе Linux существуют следующие типы
файлов:
• обычные файлы (текстовые, картинки и т.п.)
• каталоги
• блочные устройства (представляют собой "драйверы"
устройств. Блочное устройство производит чтение\запись в
устройство блоками. Пример: жесткие диски, дискеты)
• символьные устройства (представляют собой "драйверы"
устройств. Пример: терминалы, принтеры)
• символические ссылки
• PIPE (FIFO)
• гнезда (socket)
Тип файла в каталоге можно посмотреть командой ls с
параметром -l.

Поддержка файловых систем
Linux поддерживает множество файловых систем.
Наиболее широко используются: ext2, ext3,ext4, reiserfs.
Так же, Linux совместим с файловыми системами,
используемыми Windows, такими как NTFS и FAT32
Их использование в Linux крайне не желательно по
причине того, что поддержка Windows-разделов ядром
Linux реализована с помощью сторонних
утилит/драйверов/модулей, что накладывает
некоторые ограничения. Например, Linux не имеет
возможности разграничивать права доступа к файлам
на разделах NTFS.

Общие понятия
Файловая система Linux физически представляет
собой пространство раздела диска разбитое на блоки
фиксированного размера, кратные размеру сектора
— 1024, 2048, 4096 или 8120 байт.
Размер блока указывается при создании файловой
системы.
Управлением обмена данными между
ядром/приложениями и собственно байтами на диске
занимается 2 базовых технологии:
• виртуальная файловая система (VFS)
• драйверы файловых систем.

VFS
Виртуальная файловая система - это часть ядра linux,
которая является абстрактным слоем между ядром и
конкретной реализацией файловой системы (ext2,
fat32...).
Данная технология позволяет ядру и приложениям
взаимодействовать с файловой системой не учитывая
подробностей работы конкретной файловой системы
и управлять файловыми операциями с помощью
типовых команд.
Виртуальная файловая система так же осуществляет
стыковку блочных устройств с имеющимися
файловыми системами.
Список поддерживаемых ядром файловых систем
можно увидеть в файле /proc/filesystems.

Смысл VFS

Структура слоев VFS

Еще немного определений
Linux управляет всеми объектами в файловой системе
через объект, называемый inode (сокращение от index
node, индексный дескриптор или индексный узел).
Inode может ссылаться на файл, каталог или
символическую ссылку на другой объект. Поскольку
файлы используются для представления других типов
объектов, например, устройств или памяти, inod’ы
используются и для их представления.

Еще немного определений
inode уникален в пределах определенной файловой
системы.
Cодержит следующую информацию:
• о владельце объекта ФС
• последнем времени доступа размере объекта ФС
• указании файл это или каталог
• права доступа
При перемещении файла (утилитой mv, например) в
пределах одной файловой системы, inode файла
остается неизменным (меняется только поле,
описывающее имя путь файла), при перемещении
файла в другую файловую систему сначала
создается новый inode, а затем удаляется исходный.

Еще немного определений
Суперблок (superblock) является контейнером для
высокоуровневых метаданных о файловой системе.
Он содержит в себе следующую информацию:
• общее число блоков и индексных дескрипторов;
• число свободных блоков и индексных дескрипторов;
• размер блока файловой системы;
• размер индексного дескриптора;
• идентификатор файловой системы.
Суперблок размещается в первых 1024 байтах
раздела. От его целостности зависит
работоспособность ФС, поэтому ОС создает
несколько копий суперблока для восстановления в
случае повреждения оригинального и размещает их
(копии) различных областях жесткого диска.

Структура каталогов
Данная схема отображает
Каталог
то, что у одного объекта
файловой системы
Каталог
Каталог
может быть несколько
путей. Т.е несколько файлов
в структуре каталогов Linux
могут быть физически одним файлом на диске.
Или другими словами, один физический файл на
диске может иметь несколько имен (путей).
Это достигается тем, что в файловой системе каждый
файл идентифицируется уникальным inode

Структура каталогов
Посмотреть сколько файл имеет ссылок и inode
файла можно командой:
[antonk@home /]$ ls -li
193 drwxr-xr-x 1 antonk root 368 Mar 30 2008 bin
1 drwxr-xr-x 1 antonk root
0 Jan 1 1970 dev
197 lrwxrwxrwx 1 antonk root
7 Mar 30 2008 etc -> tmp/etc

в приведенном примере первый столбец (значения
193, 1, 197) – inode, а третий столбец (значения 1) –
количество ссылок на файл (т.е. путей файла).

Лирическое отступление про ссылки
В Linux существует 2 вида ссылок:
• Жесткая ссылка (она же
Хардлинк, Hard-Link) - это и
есть один их путей файла
(который указывается в
команде ls -li)
• Символьная (она же
Симлинк от Symbolic link,
символическая ссылка) - это файл UNIX,
содержащий в себе лишь текстовую строку - путь к
оригинальному файлу, на который