Любая UNIX-подобная операционная система состоит из ядра, некоторых системных и прикладных программ. Системные программы используют средства, предоставляемые ядром для обеспечения выполнения различных функций операционной системы. Системные и все остальные программы выполняются «на поверхности ядра» - в пользовательском режиме. Довольно часто операционная система содержит компиляторы и соответствующие им библиотеки (GCC и C библиотеки для Linux), хотя не обязательно все языки программирования должны быть частью операционной системы. Документация, а иногда даже игры, могут являться ее частью. Обычно состав операционной системы определяется содержимым установочного диска.

Операционную систему Linux можно рассматривать в виде Unix-пирамиды, изображенной на рисунке.

Рисунок Уровни операционной системы Unix

На самом нижнем уровне располагается аппаратное обеспечение, состоящее из центрального процессора, памяти, дисков, терминалов и других устройств.

На голом «железе» работает система Unix, функции которой заключаются в управлении аппаратным обеспечением и предоставлении всем программам интерфейса системных вызовов. Эти системные вызовы позволяют программа создавать процессы, файлы и прочие ресурсы, а так же управлять ими.

Все программы обращаются к системным вызовам, помещая аргументы в регистры центрального процессора и выполняя команду эмулированного прерывания для переключения из пользовательского режима в режим ядра и передачи управления операционной системе Unix. За работу команд эмулированного прерывания отвечают библиотечные функции, по одной на системный вызов. Таким образом, чтобы обратиться к системному вызову READ, программа на С должна вызвать библиотечную процедуру READ.

Помимо операционной системы и библиотеки системных вызовов все версии Unix содержать большое количество стандартных программ. К этим программам относятся: командный процессор (оболочка), компиляторы, редакторы, программы обработки текста и утилиты для работы с файлами.

Многие утилиты можно отнести к одной из трех категорий:

1 Редакторы;

Фильтры – считывают входную информацию, поступившую либо от пользователя, либо из файла или другого источника, изучают и обрабатывают ее, а затем выдают результат. Для написания скрипта-фильтра используется специальный язык AWK. К фильтрам относятся – grep, sort, wc, pr, cmp, comm., cpio, fmt, fgrep, srd;

Коммуникационные программы – используются для связи с другими пользователями Вашей системы и других систем.

Таким образом, мы можем говорить о трех интерфейсах в операционной системе Unix: интерфейс системных вызовов, интерфейс библиотечных функций и интерфейс, образованный набором стандартных обслуживающих программ.

Хотя именно последний интерфейс большинство пользователей считает системой Unix, в действительности он не имеет практически ни какого отношения к самой операционной системе и легко может быть заменен.

Дистрибутивы Linux

Дистрибутив Linux – это набор пакетов программного обеспечения, включающий базовые компоненты операционной систем (в том числе, ядро Linux), некоторую совокупность программных приложений и программу инсталляции, которая позволяет установить на компьютер пользователя операционную систему GNU/Linux без привлечения высококвалифицированного эксперта, и набор прикладных программ, необходимых для конкретного применения системы.

Признаков, по которым различаются отдельные дистрибутивы существует очень много. Вот только некоторые из них:

­ ориентация (или назначение) дистрибутива на конкретную область применений;

­ требования к аппаратному обеспечению;

­ используемая графическая оболочка (например, KDE, GNOME или XFce);

­ наличие средств локализации, обеспечивающих поддержку необходимых вам;

­ носитель, с которого может запускаться система;

­ организация процедуры начальной загрузки системы (System V или BSD);

­ используемая система управления пакетами (например, dpkg в Debian, RPM в Fedora Core). Программное обеспечение, содержащееся в пакете, поставляется в одном из двух основных видов: в виде бинарных файлов , которые предназначены для непосредственной установки в вашу систему, без какой-либо дополнительной обработки (например, компиляции) и в виде исходных текстов , которые обычно содержат текст на каком-то языке программирования, заархивированный в формате tar и упакованный программой gzip, а также вспомогательные файлы, необходимые для компиляции приложения из файлов пакета;

­ структура каталогов файловой системы (хотя все файловые системы должны по возможности соответствовать стандарту на структуру каталогов файловой системы FHS - Filesystem Hierarchy Standard);

­ родословная или история происхождения дистрибутива (большая часть современных дистрибутивов ведет свою родословную либо от Red Hat, либо от Debian);

­ состав базового устанавливаемого программного обеспечения;

­ доступность дополнительных пакетов;

­ наличие и состав коммерческих программ, включенных в дистрибутив;

­ предоставляемые инструменты управления системой и так далее...

Рассмотрев более подробно все аспекты, по которым различаются дистрибутивы, можно констатировать, что существует три существенных критерия классификации дистрибутивов Linux:

­ стиль загрузки;

­ система управления пакетами;

­ назначение дистрибутива.

5. Файловая система - это часть операционной системы, работающая

файлами, и предоставляющая способы хранения данных и организации доступа к ним, на информационном носителе или его разделе. В Unix-системах файловая система представляет собой некоторое устройство (жесткий диск или компакт-диск) или раздел диска, используемые для хранения файлов.

Основной файловой системой операционной системы Linux стала – Ext2 , с длинными именами файлов, длинными файлами и высоко производительностью. Однако Linux также поддерживает и другие файловые системы, используя для этого файловую систему NFS. При компоновке операционной системы Linux предлагает сделать выбор файловой системы, которая будет встроена в ядро. Другие файловые системы при необходимости могут динамически подгружаться во время исполнения в виде модулей.

Ext2 очень похожа на файловую систему BSD с небольшими изменениями. Размещение файловой системы Ext2 на диске показано на рисунке.

Файловая система Linux организована в виде дерева с одной исходной вершиной, которая называется корнем (записывается: « / » ), промежуточные вершины которого соответствуют каталогам, и листья - файлам и пустым каталогам. Символ « / » так же используется для разделения имен каталогов. Каждый каталог и файл файловой системы имеет уникальное полное имя. В каталоге содержатся два специальных имени: имя « . » - именующее сам этот каталог, и имя « . . » - именующее "родительский" каталог данного каталога. Файловая система Linux использует два имени пути: полное (абсолютное), которое начинается с корня, т.е. со знака « / » и родственное (относительное), которое начинается и имени текущего каталога.

6. Ext2 очень похожа на файловую систему BSD с небольшими изменениями. Размещение файловой системы Ext2 на диске показано на рисунке.

Рисунок – Размещение файловой системы Ext2 на диске

Вместо групп цилиндров Ext2 делит диск на группы блоков. Описатель группы содержит информацию о расположении битовых массивов, количестве свободных блоков и i-узлов в группе, а также количество каталогов в группе. В двух битовых массивах (блоковый битовый массив и битовый массив i-узлов) ведется учет свободных блоков и свободных i-узлов. Размер каждого битового массива равен одному блоку.

Файловая система ОС Linux

Одним из наиболее важных компонентов в ОС Linux является файловая система. В данном разделе будут рассмотрены понятие файловой системы и ее предназначение; иерархия файловой системы ОС Linux; типы файлов ОС Linux. Остальные вопросы, касающиеся администрирования файловой системы, более подробно будут рассмотрены в модуле 3.

Предназначение файловой системы

В ОС Linux, как и в любой другой ОС семейства UNIX, любой объект является файлом, хранящимся на файловой системе. Файловая система представляет собой некоторое устройство (например, жесткий диск), отформатированное для хранения файлов. Файловые системы могут находиться на жестких дисках, гибких дисках, CD-ROM или других носителях, которые позволяют осуществлять произвольный или последовательный доступ к данным.

Условно файловую систему ОС Linux можно разделить на следующие компоненты.

Пространство имен - методы именования объектов файловой системы и их иерархическая организация.

Программный интерфейс приложения (API) - набор системных вызовов и библиотек, предназначенных для управления объектами файловой системы.

Модель безопасности - содержит в себе общую схему защиты, разделения прав доступа к объектам и совместного использования объектов.

Техническая реализация - программный код, связывающий логические модели файловой системы с аппаратным обеспечением.

Основными задачами файловой системы являются:

упорядочивание хранимых данных;

простой и быстрый доступ к хранимым данным;

обеспечение целостности хранимых данных.

Точный формат и способы хранения файлов в ОС Linux не имеют значения, так как система обеспечивает общий интерфейс для всех распознаваемых ею типов файловых систем. В ОС Linux файловой системой, устанавливаемой по умолчанию, является ext3fs. При доступе к любой файловой системе из ОС Linux данные представляются в виде иерархии каталогов с находящимися в них файлами вместе с идентификаторами владельцев и групп, битами прав доступа и прочими атрибутами.

Иерархия файловой системы

Иерархия каталогов файловой системы ОС Linux соответствует общепринятому в мире UNIX стандарту Filesystem Hierarchy System (FHS). Основное преимущество данного стандарта заключается в том, что определенные типы файлов расположены в соответствующих каталогах.

Например, большинство конфигурационных файлов располагается в каталоге /etc, а файлы журналов различных сервисов располагаются в каталоге /var/log.

Описание каталогов файловой системы ОС Linux

Каталоги /bin, /usr/bin, /usr/locl/bin, /sbin, /usr/sbin и /usr/local/sbin содержат установленные в системе команды. При работе в системе под обычным пользователем, вам будут доступны только команды каталогов /bin, /usr/bin и /usr/locl/bin, так как в стандарте FHS определено, что в каталогах sbin должны содержаться только административные команды.


Рисунок 1.2.Структура каталогов ОС Linux

Основным каталогом файловой системы ОС Linux является корневой каталог /. Ниже корневого каталога располагаются все остальные каталоги, созданные на локальной дисковой подсистеме или подмонтированные с внешних устройств. Процедура монтирования файловой системы означает связывание каталога существующей файловой системы, называемого точкой монтирования, с корневым каталогом новой файловой системы.

Монтирование файловой системы к точке монтирования осуществляется при помощи команды mount. В следующем листинге приведен пример монтирования DVD привода, содержащего дистрибутив ОС RedHatEnterpriseLinux 5.

# mount /dev/hdc /mnt/

mount: block device /dev/hdc is write-protected, mounting read-only

В результате выполнения команды mount система вывела информацию о том, что блочное устройство (в данном случае DVD привод) было смонтировано в режиме чтения.

Список смонтированных файловых систем хранится в файле /etc/fstab. Благодаря этому возможны автоматическая проверка целостности файловой системы при помощи команды fsck и монтирование файловых систем на этапе начальной загрузки, а также выполнение сокращенных команд наподобие mount /var/spool. Информация, содержащаяся в этом файле, отражает расположения файловых систем на диске. Подробнее файл /etc/fstab будет рассмотрен в модуле 3.

Размонтирование файловых систем осуществляется командой umount. «Заблокированную» файловую систему размонтировать невозможно. В ней не должно быть ни открытых файлов, ни текущих каталогов выполняющихся процессов. Если размонтируемая файловая система содержит исполняемые программы, они не должны быть запущены. В следующем листинге приводится пример размонтирования ранее подмонтированной файловой системы в каталоге /mnt.

# umount /mnt # Is -1 /mnt total 0

Для того, чтобы узнать какие устройства подмонтированы к системе в данный момент необходимо выполнить команду mount без параметров. В следующем листинге приведен пример определения подмонтированных устройств.

# mount /dev/sda2 on / type ext3 (rw)

proc on /ргос type proc (rw)

sunrpc on /var/lib/nfs/rpc_pipefs type rpc_pipefs (rw) /dev/hdc on /mnt type iso9660 (ro)

Как видим, в выводе команды mount последовательно отображается подмонтированное устройство, точка монтирования, тип файловой системы и дополнительные опции монтирования.

Типы файлов

При работе с ОС Linux важно понимать, что любой объект ОС является файлом. Это ключевая особенность ОС Linux по сравнению с операционными системами семейства Windows.

Файлы различаются как по своей структуре, так и по своему предназначению. В ОС Linux определены семь типов файлов:

регулярные файлы (обычные файлы);

каталоги;

именованные каналы;

файлы блочных устройств;

файлы символьных устройств.

Определить тип файла можно с помощью команды Is -Id. Первый символ в строке вывода обозначает тип файла. В следующем листинге выдается информация о файле

/dev/hdc. # Is -Id /dev/hdc

Регулярные файлы

К регулярным файлам относятся бинарные файлы, библиотеки, текстовые файлы и файлы различных приложений. ОС Linux не накладывает никаких ограничений на структуру данных файлов. К их содержимому возможен как последовательный, так и прямой доступ.

Каталоги

В ОС Linux имеются так называемые специальные каталоги. Специальные каталоги, такие как «.» и «..», обозначают, соответственно, текущий рабочий каталог и его родительский каталог.

В ОС Linux принято различать символические и жесткие ссылки, каждая из которых имеет особенное значение.

Символическая ссылка позволяет вместо имени файла указывать его псевдоним. В процессе поиска файла по символическим ссылкам, ядро извлекает хранящиеся в них имена. Жёсткая ссылка является прямой, т.е. указывает непосредственно на индексный дескриптор файла, тогда как символическая ссылка указывает на файл по его имени. Файл, адресуемый символической ссылкой, и сама ссылка представляют собой разные объекты файловой системы.

Символические ссылки могут содержать произвольное имя, т.е. в них разрешается указывать на файлы, хранящиеся в других файловых системах и даже на несуществующие файлы. Жесткие ссылки не могут указывать на файл, находящийся в другой файловой системе.

ОС Linux подсчитывает количество ссылок на каждый файл и при удалении файла не освобождает блоки данных до тех пор, пока не будет удалена последняя ссылка на него.

Сокеты

Сокет - это специальный тип файла, используемый процессами для взаимодействия друг с другом. Установленные посредством сокетов соединения позволяют процессам взаимодействовать, не подвергаясь влиянию других процессов. В ОС Linux выделяется несколько видов сокетов, использование которых предполагает наличие сетевой инфраструктуры. Локальные сокеты доступны только на локальном компьютере, обращение к ним осуществляется через специальные объекты файловой системы, а не через сетевые порты. Такие сокеты принято называть сокетами домена UNIX (UNIXdomainsocket). Помимо локальных сокетов существуют сетевые сокеты, позволяющие процессам обмениваться данными по сети.

Несмотря на то, что другие процессы распознают файлы сокетов как элементы каталога, только процессы, между которыми установлено соответствующее соединение, могут осуществлять чтение и запись файлов сокета. С локальными сокетами работают различные сервисы ОС Linux - CUPS, XWindow и Syslog.

Именованные каналы ( FIFO)

Файлы данного типа подобны сокетам, поскольку тоже используются для взаимодействия между процессами, однако в отличие от сокетов в именованных каналах данные передаются только в одном направлении.

Файлы блочных и символьных устройств

Файлы блочных и символьных устройств позволяют приложениям получать доступ к аппаратным средствам и периферийному оборудованию системы. На этапе конфигурирования к ядру ОС Linux динамически подгружаются необходимые модули, предназначенные для управления аппаратными средствами системы. За управление конкретным устройством отвечает специальный модуль, называемый драйвером устройства.

Драйверы устройств образуют стандартный интерфейс взаимодействия, который воспринимается пользователем как набор обычных файлов. Получив запрос к файлу символьного или блочного устройства, ядро передает данный запрос соответствующему драйверу. Файлы блочных и символьных устройств сами по себе не являются драйверами. Их можно рассматривать как шлюзы, через которые драйвер принимает запросы на выполнение предусмотренных операций.

Файлы символьных устройств не используют буферизацию в процессе операций ввода-вывода. Все операции ввода-вывода осуществляются немедленно по мере поступления. К символьным устройствам относятся виртуальные терминалы, модемы и другие устройства, не поддерживающие произвольный доступ к данным.

Понимание файловой системы Linux, структуры каталогов, размещения конфигурационных, исполняемых и временных файлов поможет вам лучше разбираться в своей системе и стать успешным системным администратором. Файловая система Linux будет непривычна именно для новичка, только что перешедшего с Windows, ведь здесь все совсем по-другому. В отличие от Windows, программа не находится в одной папке, а, как правило, распределена по корневой файловой системе. Это распределение поддается определенным правилам. Вы когда-нибудь задавались вопросом, почему некоторые программы находятся в папке /bin, или /sbin, /usr/sbin, /usr/local/bin, в чем разница между этими каталогами?

Например, программа less, находится в каталоге /usr/bin, но почему не в /sbin или /usr/sbin. А такие программы, как ifconfig или fdisk находятся в каталоге /sbin и нигде иначе.

В этой статье будет полностью рассмотрена структура файловой системы Linux, после ее прочтения вы сможете понять смысл использования большинства папок в корневом каталоге Linux.

/ - корень

Это главный каталог в системе Linux. По сути, это и есть файловая система Linux. Здесь нет дисков или чего-то подобного, как в Windows. Вместо этого, адреса всех файлов начинаются с корня, а дополнительные разделы, флешки или оптические диски подключаются в папки корневого каталога.

Обратите внимание, что у пользователя root домашний каталог /root, но не сам /.

/bin - (binaries) бинарные файлы пользователя

Этот каталог содержит исполняемые файлы. Здесь расположены программы, которые можно использовать в однопользовательском режиме или режиме восстановления. Одним словом, те утилиты, которые могут использоваться пока еще не подключен каталог /usr/. Это такие общие команды, как cat, ls, tail, ps и т д.

/sbin - (system binaries) системные исполняемые файлы

Так же как и /bin, содержит двоичные исполняемые файлы, которые доступны на ранних этапах загрузки, когда не примонтирован каталог /usr. Но здесь находятся программы, которые можно выполнять только с правами суперпользователя. Это разные утилиты для обслуживания системы. Например, iptables, reboot, fdisk, ifconfig,swapon и т д.

/etc - (etcetera) конфигурационные файлы

В этой папке содержатся конфигурационные файлы всех программ, установленных в системе.

Кроме конфигурационных файлов, в системе инициализации Init Scripts, здесь находятся скрипты запуска и завершения системных демонов, монтирования файловых систем и автозагрузки программ. Структура каталогов linux в этой папке может быть немного запутанной, но предназначение всех их - настройка и конфигурация.

/dev - (devices) файлы устройств

В Linux все, в том числе внешние устройства являются файлами. Таким образом, все подключенные флешки, клавиатуры, микрофоны, камеры - это просто файлы в каталоге /dev/. Этот каталог содержит не совсем обычную файловую систему. Структура файловой системы Linux и содержащиеся в папке /dev файлы инициализируются при загрузке системы, сервисом udev. Выполняется сканирование всех подключенных устройств и создание для них специальных файлов. Это такие устройства, как: /dev/sda, /dev/sr0, /dev/tty1, /dev/usbmon0 и т д.

/proc - (proccess) информация о процессах

Это тоже необычная файловая система, а подсистема, динамически создаваемая ядром. Здесь содержится вся информация о запущенных процессах в реальном времени. По сути, это псевдофайловая система, содержащая подробную информацию о каждом процессе, его Pid, имя исполняемого файла, параметры запуска, доступ к оперативной памяти и так далее. Также здесь можно найти информацию об использовании системных ресурсов, например, /proc/cpuinfo, /proc/meminfo или /proc/uptime. Кроме файлов в этом каталоге есть большая структура папок linux, из которых можно узнать достаточно много информации о системе.

/var (variable) - Переменные файлы

Название каталога /var говорит само за себя, он должен содержать файлы, которые часто изменяются. Размер этих файлов постоянно увеличивается. Здесь содержатся файлы системных журналов, различные кеши, базы данных и так далее. Дальше рассмотрим назначение каталогов Linux в папке /var/.

/var/log - Файлы логов

/var/lib - базы данных

Еще один тип изменяемых файлов - это файлы баз данных, пакеты, сохраненные пакетным менеджером и т д.

/var/mail - почта

В эту папку почтовый сервер складывает все полученные или отправленные электронные письма, здесь же могут находиться его логи и файлы конфигурации.

/var/spool - принтер

Изначально, эта папка отвечала за очереди печати на принтере и работу набора программ cpus.

/var/lock - файлы блокировок

Здесь находятся файлы блокировок. Эти файлы означают, что определенный ресурс, файл или устройство занят и не может быть использован другим процессом. Apt-get, например, блокирует свою базу данных, чтобы другие программы не могли ее использовать, пока программа с ней работает.

/var/run - PID процессов

Содержит файлы с PID процессов, которые могут быть использованы, для взаимодействия между программами. В отличие от каталога /run данные сохраняются после перезагрузки.

/tmp (temp) - Временные файлы

В этом каталоге содержатся временные файлы, созданные системой, любыми программами или пользователями. Все пользователи имеют право записи в эту директорию.

Файлы удаляются при каждой перезагрузке. Аналогом Windows является папка Windows\Temp, здесь тоже хранятся все временные файлы.

/usr - (user applications) Программы пользователя

Это самый большой каталог с большим количеством функций. Тут наиболее большая структура каталогов Linux. Здесь находятся исполняемые файлы, исходники программ, различные ресурсы приложений, картинки, музыку и документацию.

/usr/bin/ - Исполняемые файлы

Содержит исполняемые файлы различных программ, которые не нужны на первых этапах загрузки системы, например, музыкальные плееры, графические редакторы, браузеры и так далее.

/usr/sbin/

Содержит двоичные файлы программ для системного администрирования, которые нужно выполнять с правами суперпользователя. Например, таких как Gparted, sshd, useradd, userdel и т д.

/usr/lib/ - Библиотеки

Содержит библиотеки для программ из /usr/bin или /usr/sbin.

/usr/local - Файлы пользователя

Содержит файлы программ, библиотек, и настроек созданные пользователем. Например, здесь могут храниться программы собранные и установленные из исходников и скрипты, написанные вручную.

/home - Домашняя папка

В этой папке хранятся домашние каталоги всех пользователей. В них они могут хранить свои личные файлы, настройки программ и т д. Например, /home/sergiy и т д. Если сравнивать с Windows, то это ваша папка пользователя на диске C, но в отличии от WIndows, home как правило размещается на отдельном разделе, поэтому при переустановке системы все ваши данные и настройки программ сохранятся.

/boot - Файлы загрузчика

Содержит все файлы, связанные с загрузчиком системы. Это ядро vmlinuz, образ initrd, а также файлы загрузчика, находящие в каталоге /boot/grub.

/lib (library) - Системные библиотеки

Содержит файлы системных библиотек, которые используются исполняемыми файлами в каталогах /bin и /sbin.

Библиотеки имеют имена файлов с расширением *.so и начинаются с префикса lib*. Например, libncurses.so.5.7. Папка /lib64 в 64 битных системах содержит 64 битные версии библиотек из /lib. Эту папку можно сравнить с WIndows\system32, там тоже сгружены все библиотеки системы, только там они лежат смешанные с исполняемыми файлами, а здесь все отдельно.

/opt (Optional applications) - Дополнительные программы

В эту папку устанавливаются проприетарные программы, игры или драйвера. Это программы созданные в виде отдельных исполняемых файлов самими производителями. Такие программы устанавливаются в под-каталоги /opt/, они очень похожи на программы Windows, все исполняемые файлы, библиотеки и файлы конфигурации находятся в одной папке.

/mnt (mount) - Монтирование

В этот каталог системные администраторы могут монтировать внешние или дополнительные файловые системы.

/media - Съемные носители

В этот каталог система монтирует все подключаемые внешние накопители - USB флешки, оптические диски и другие носители информации.

/srv (server) - Сервер

В этом каталоге содержатся файлы серверов и сервисов. Например, могут содержаться файлы веб-сервера apache.

/run - процессы

Еще один каталог, содержащий PID файлы процессов, похожий на /var/run, но в отличие от него, он размещен в TMPFS, а поэтому после перезагрузки все файлы теряются.

/sys (system) - Информация о системе

Назначение каталогов Linux из этой папки - получение информации о системе непосредственно от ядра. Это еще одна файловая система организуемая ядром и позволяющая просматривать и изменить многие параметры работы системы, например, работу swap, контролировать вентиляторы и многое другое.

Введение в файловую систему

Операционная система (далее - ОС) Linux поддерживает множество файловых систем , в настоящее время наиболее широко используются: ext2, ext3,ext4, reiserfs . Так же, современные ОС Linux совместимы с файловыми системами (ФС далее), используемыми ОС Windows, такими как NTFS и FAT32 , но использование данных ФС в Linux крайне не желательно по причине того, что данные ФС разрабатывались под ОС Windows и поддержка Windows-разделов ядром Linux реализована с помощью сторонних утилит/драйверов/модулей, что накладывает некоторые ограничения (например, согласно проекту Linux-NTFS на момент написания статьи на разделах с NTFS поддерживается практически только чтение (запись - лишь в существующие файлы без изменения их размера), так же ОС Linux не имеет возможности разграничивать права доступа к файлам на разделах NTFS. Данная ситуация со временем может поменяться.

Базовые понятия

Начну с общей структуры файловой системы . ФС Linux/UNIX 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, называемые виртуальная файловая система (VFS) и драйверы файловых систем . Виртуальная файловая система - это часть ядра linux, которая является неким абстрактным слоем (интерфейсам взаимодействия, если хотите) 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 - прозрачно. Часто, VFS называют виртуальный коммутатор файловых систем. Виртуальная файловая система так же осуществляет стыковку блочных устройств с имеющимися файловыми системами.

Список поддерживаемых Вашим ядром Linux файловых систем можно увидеть в файле /proc/filesystems .

Структура каталогов и другие базовые понятия

Структуру каталогов , в общем случае можно представить в виде следующей схемы:

Данная схема отображает то, что у одного объекта файловой системы (файла) может быть несколько путей. Грубо говоря, несколько файлов в структуре каталогов Linux могут быть физически одним файлом на диске. Или же другими словами, 1 физический файл на диске может иметь несколько имен (путей). Это достигается тем, что в файловой системе каждый файл идентифицируется уникальным номером , называемым Inode (инод = Индексный дескриптор ).

Отсюда можно сделать вывод, что структура файловой системы отчасти иерархична. Или лучше сказать - "перекрестно-иерархическая", потому что дерево иерархии за счет того, что один объект может иметь несколько путей, может пересекаться.

В файловой структуре Linux имеется один корневой раздел - / (он же root , корень ). Все разделы жесткого диска (если их несколько) представляют собой структуру подкаталогов, "примонтированых" к определенным каталогам, схематично это можно представить следующим образом:

/- |-/etc-|-/etc/X11-|-/etc/X11/xinit.d | | |-... | |-files | |-... |-/opt |-/home <- |-/user1-|-/user1/Desktop # примонтированный раздел ext3, | | |-/user1/Documents # содержащий свое дерево каталогов | | |-... # (/home - точка монтирования) | |-/user2 | |-.... |-/usr |-/var

Операция монтирования служит для того, чтобы сделать доступной файловую систему, расположенную на каком-либо блочном устройстве. Суть операции монтирования заключается в том, что ядро ассоциирует некоторый каталог (называемый точкой монтирования) с устройством, содержащем файловую систему и драйвером файловой системы. Для этого оно передает ссылку на блочное устройство - драйверу файловой системы, и в случае, если драйвер успешно проидентифицировал эту файловую систему, ядро заносит в специальную таблицу монтирования информацию о том, что все файлы и каталоги, чей полный путь начинается с указанной точки монтирования, обслуживаются соответствующим драйвером файловой системы и расположены на указанном блочном устройстве. Посмотреть таблицу примонтированных файловых систем можно через файл /proc/mounts .

Примечание. Вообще говоря, привязываться к блочному устройству в данном случае не обязательно. Устройство, которое монтируется может быть не только блочным. Может быть, например, сетевым (если монтируется NFS или SMB\CIFS).

Посмотреть сколько файл имеет ссылок и инод файла можно командой:

$ ls -li 193 drwxr-xr-x 1 mc-sim root 368 Mar 30 2008 bin 1 drwxr-xr-x 1 mc-sim root 0 Jan 1 1970 dev 197 lrwxrwxrwx 1 mc-sim root 7 Mar 30 2008 etc -> tmp/etc ....

в приведенном примере первый столбец (значения 193,1,197) есть инод , а третий столбец (значения 1) есть количество ссылок на файл (читаем: путей файла ).

Инод , как уже говорилось, уникален в пределах определенной файловой системы и содержит следующую информацию :

  • о владельце объекта ФС
  • последнем времени доступа
  • размере объекта ФС
  • указании файл это или каталог
  • права доступа
Структура и описание каталогов Linux
. ссылка на текущий каталог. Данный элемент есть в каждом каталоге файловой структуры.
.. ссылка на родительский каталог. Данный элемент есть в каждом каталоге файловой структуры. (в корне - / данный элемент указывает на саму корневую систему)
/ корневой каталог ФС, сюда "завязаны" все остальные подкаталоги первого уровня
/bin/ Бинарные программы, основные программы для работы в системе: командные оболочки, файловые утилиты и.т.д.
/boot/ статичные файлы загрузчика (образ ядра, файлы GRUB, LILO)
|-- /grub/
|-- /lilo/ Каталог конфигурационных файлов
| config-kern_ver файл текущей конфигурации ядра
| initrd.img-kern_ver загрузочный образ инициализации initrd
| vmlinuz-kern_ver образ ядра Linux
/dev/ каталог, содержащий файлы устройств.
В Linux вообще всё рассматривается, как файл, даже различные устройства, такие как принтеры, жёсткие диски, сканеры и т.д. Для получения доступа к определённому устройству, необходимо чтобы существовал специальный файл. Аналогично устроено большинство UNIX-подобных операционных систем
|-- /pts/ фиктивная файловая система, представляющая собой файловую структуру, которая отражает псевдотерминалы пользователей вошедших в систему
| |-- 0 устройство псевдотерминала pts/0
| |-- 1 устройство псевдотерминала pts/1
| --- n устройство псевдотерминала pts/n
|-- null т.н. "черная дыра" или "урна для битов". Вся информация, отправляемая на данное устройства - пропадает/уничтожается.
--- zero "генератор нулей"
/etc/ Системные конфигурационные файлы, стартовые сценарии, конфигурационные файлы графической системы и различных приложений. Из данного каталога хотелось бы выделить следующие файлы:
|-- /default/ содержит системные Файлы конфигураций в дистрибутивах Debian (аналог /etc/sysconfig/ в RedHat)
|-- /logrotate.d/ директория конфигурационных файлов демона автоматической обработки логов;
| |-- apache
| |-- squid конфигурация логирования apache
| |-- syslog конфигурация логирования системных логов
| --- ...
|-- /pam.d/ каталог содержит файлы конфигурации PAM (указывают методы аутентификации в приложениях, использующих PAM)
|-- /ppp/ директория содержит конфигурации PPP-соединений:
| |-- options содержит общую для всех PPP-соединений конфигурацию;
| |-- options.* конфигурация конкретно взятого соединения (например модемное options.ttyS1)
| |-- ip-up скрипт выполняемый при/для соединения (демоном pppd);
| --- ip-down скрипт выполняемый при/для разъединении (демоном pppd).
|-- /rc.d/ директория системы (содержит сценарии инициализации)
| |-- /init.d/ содержит скрипты, для управления системными демонами (сервисами);
| --- /rcX.d/ директории уровней запуска X, содержат ссылки на скрипты в init.d;
|-- /samba/ содержит файлы конфигурации samba:
| |-- smb.conf главный конфигурационный файл SAMBA;
| |-- smbusers описывает соответствие SAMBA пользователей к системным пользователям;
| --- smbpasswd содержит хеши пользователей SAMBA, пароли устанавливаются утилитой smbpasswd.
|-- /ssh/ Каталог конфигурации демона sshd
| |-- ssh_config Конфигурационный файл ssh клиента
| --- sshd_config Конфигурационный файл ssh - сервера
|-- /sysconfig/ содержит системные Файлы конфигураций в дистрибутивах RedHat (аналог /etc/default/ в Debian)
| |-- keyboard описание текущей раскладки клавиатуры;
| |-- desktop установки графической среды (KDE,GNOME..);
| |-- network файл конфигурации сетевой подсистемы
| --- i18n конфигурация общесистемной локали (локаль отдельных пользователей может содержаться в {home}/i18n);
|-- /security/ содержит Файлы описывающие безопасность системы:
| |-- console.perms правила изменения прав доступа к устройствам, при аутентификации;
| |-- limits.conf конфигурация лимитов пользователей.
| --- network конфигурация сети;
|-- /skel/ шаблон директории пользователя (в момент создания пользователя содержимое директории пользователя копируется отсюда), своеобразный аналог каталога C:\Documents and settings\Default User\ в Windows.
|-- /xinetd.d/ директория содержит файлы конфигураций отдельных сервисов для суперсервера xinetd;
|-- /X11/ /fs/config содержит перечень каталогов со шрифтами для X;
| |-- XF86Config Файл конфигурации X (XFree86);
| --- xorg.conf Файл конфигурации X (XOrg);
|-- at.allow Список пользователей, разрешающий (allow) или запрещающий (deny) выполнение утилиты at
|-- at.deny
|-- cron.allow Список пользователей, разрешающий (allow) или запрещающий (deny) выполнение
|-- cron.deny
|-- anacrontab конфигурация задач выполняемых anacron;
|-- crontab конфигурация задач выполняемых cron;
|-- ethers Файл соответствия аппаратных MAC адресов сетевым IP адресам в сети, в случае несоответствия доступ для хоста будет закрыт;
|-- export конфигурация NFS-ресурсов доступных извне;
|-- filesystems список ФС, поддерживаемых ядром (отсюда берется ФС, если она не указана в /etc/fstab)
|-- fstab список ФС, монтирующихся автоматически при загрузке
|-- group база данных
|-- gshadow файл паролей групп пользователей
|-- hostname текущее имя машины;
|-- hosts перечень хостов и соответствующих им IP-адресов;
|-- host.allow список хостов которым вход разрешен;
|-- host.deny список хостов которым вход запрещен (для libc ver 5);
|-- host.conf указывает где и в каком порядке искать имена хостов (для libc ver 6);
|-- inittab ;
|-- inputrc конфигурация ресурсов ввода с клавиатуры;
|-- issue сообщение, выводимое при локальном подключении к системе
|-- issue.net сообщение, выводимое при удаленном подключении к системе
|-- ld.so.conf файл конфигурации, содержащий список каталогов, в которых , кроме указанных путей, компоновщик ищет в каталогах /lib и /usr/lib
|-- ld.so.cache кэш библиотечных файлов, для более быстрого поиска библиотек (своеобразный индекс)
|-- login.defs описывает поведение login и su;
|-- logrotate.conf конфигурация демона
|-- lilo.conf конфигурация boot-загрузчика LILO;
|-- man.conf конфигурация системы страниц помощи, команда man;
|-- motd сообщение, выводимое всем пользователям после ввода пароля и перед запуском интерпретатора, т.н. "сообщение дня"
|-- mtab Список текущих примонтированных ФС. Обычно, этот файл должен создаваться, как только монтируется новая файловая система.
|-- netgroup файл определяет сетевые группы, используемые для проверки прав доступа при выполнении удаленного входа.
|-- nologin наличие этого файла запрещает пользователям входить в систему с выдачей сообщения в файле;
|-- nsswitch.conf конфигурация последовательности поиска имен по различным источникам;
|-- passwd
|-- printcap Файл конфигурации принтеров;
|-- profile сценарий-профиль для интерпретатора BASH (выполняется после регистрации в системе и используется для всех пользователей системы);
|-- protocols файл описывает номера протоколов, названия и описания.
|-- resolv.conf конфигурация резолвера имён, содержит список DNS-серверов;
|-- rpc файл описывает службы RPC (соответствие имя сервера RPC, номер программы RPC и псевдонимы)
|-- services содержит сопоставления номеров портов/сокетов именам служб
|-- shadow
|-- sysctl.conf содержит команды для автоматической инициализации sysctl-параметров ядра;
|-- syslog.conf конфигурация демона системного логера (syslogd);
|-- sudoers указание на то какие пользователи и какие программы могут быть запущены с привилегиями root используя sudo.
--- xinetd.conf конфигурация суперсервера Internet (централизованное управление сокетами/портами);
/home/ {имя_юзера} каталог, содержащий подкаталоги пользователей (настройки интерфейса, личные файлы)
|-- .bashrc профиль конкретного пользователя для BASH (запускается при запуске bash или запуске копии bash);
|-- .cshrc профиль конкретного пользователя для TCSH;
|-- .bash_profile профиль конкретного пользователя для BASH (запускается при каждом входе в систему).
|-- .inputrc конфигурация ресурсы ввода с клавиатуры конкретного пользователя.
|-- .Xauthority файл авторизации для запуска X-приложений удаленно, файлы на удаленных машинах должны соответствовать;
|-- .xinitrc сценарий загрузки X сервера конкретного пользователя;
--- .plan
.project
.forward 		данные файлы используются утилитой finger для вывода информации о пользователе
/lib/ Системные библиотеки, необходимые для программ и модули ядра. (В Windows библиотеки представляют собой dll модули)
/lost+found В lost+found скидываются файлы, на которых не было ссылок ни в одной директории, хотя их inod не были помечены как свободные.
/media/ Каталог для монтирования съемных носителей (CD, Flash)
|-- /cdrom/
/mnt/ В каталоге содержаться временные точки монтирования для устройств
/opt/ Дополнительные пакеты программ. Если программа установленная сюда больше не нужна, то достаточно удалить ее каталог без процедуры денсталляции. Сюда могут устанавливается программы не являющиеся частью дистрибутива. (например /opt/openoffice.org).
/proc/ Виртуальная ФС, хранящаяся в памяти компьютера при загруженной ОС. В данном каталоге расположены самые свежие сведения обо всех процессах, запущенных на компьютере. Содержимое каждого файла определяется в реальном времени. среди данного каталога, хотелось бы особо выделить следующие файлы и каталоги:
|-- /net/
| -- arp текущая arp-таблица
|-- /sys/kernel/
| |-- cap-bound управление дополнительными пра, как сделано в последней строке для дискеты.tr сценарий-профиль для интерпретатора BASH (выполняетсtd/tdtda name="proc"я после регистрации в системе и используется для всех пользователей системы);вами (root) (0 – root права аннулируются);
| |-- hostname текущее имя Компьютера
| |-- domainname Имя домена компьютера
| |-- osrelease версия ядра системы;
| |-- ostype тип ОС (Linux, *BSD, ...);
| --- version дата сборки ядра.
|-- cpuinfo Текущая информация о процессоре
|-- cmdline список параметров, переданных ядру при загрузке
|-- devices системные устройства
|-- dma Задействованные в данный момент DMA каналы
|-- interrupts Счетчики количества прерываний IRQ в архитектуре i386.
|-- ioports порты ввода/вывода
|-- filesystems поддерживаемые ФС
|-- loadvg информация о загруженности системы
|-- kcore содержимое физической памяти в текущий момент
|-- kmsg сообщения, выдаваемые ядром (копия syslog)
|-- mdstat отображение статистики программных RAID массивов
|-- meminfo информация о памяти
|-- modules загруженные модули ядра
|-- mounts смонтированные ФС
|-- partitions информация о разделах дисков
|-- pci Полный список всех PCI-устройств, найденных во время инициализации ядра, а также их конфигурация.
|-- swaps информация о всех своп-разделах, подключенных к системе
|-- uptime время работоспособности
|-- version версия ядра
|-- /цифровые/ каталоги, содержащие в названии наборы цифр, соответствуют GID -номеру процесса и содержат в себе информацию о работающем процессе, GIDу которого соответствует.
| |-- /fd/* содержит указатели на все, открытые процессом файлы
| |-- cmdline полную командную строку запуска процесса до тех пор, пока процесс не будет "выгружен" или не станет "зомби"
| |-- cwd символьная ссылка на текущий рабочий каталог процесса
| |-- environ содержит окружение процесса
| |-- exe содержит мягкую ссылку на бинарник процесса
| |-- limits содержит информацию о лимитах процесса (например, лимит открытых файлов, приоритет процесса и т.п.)
| |-- root мягкая ссылка на каталог пользователя root для процесса
| --- status Информация о процессе, представленная в довольно удобном для просмотра виде. Она содержит, в частности, следующие строки:
  • Имя исполняемого файла процесса в скобках;
  • Статус процесса;
  • Идентификатор процесса
  • Идентификатор родительского процесса
  • Идентификатор группы процессов процесса
  • и др.
/root/ домашний каталог пользователя root, данный каталог должен быть в корневой ФС, чтобы администратор мог войти в нее.
/sbin/ В данном каталоге содержаться основные системные бинарники, команды для системного администрирования, а также программы, выполняемые в ходе загрузки ОС. Здесь находятся элементы, запускаемые в фоновом режиме, в каком то смысле данный каталог является аналогом папки c:\Windows\system\ и c:\Windows\system32\.
--- shutdown утилита остановки системы
/srv/ данные предоставляемых сервисов от ОС
/sys/ это директория, к которой примонтирована виртуальная файловая система sysfs, которая добавляет в пространство пользователя информацию ядра Linux о присутствующих в системе устройствах и драйверах. (В версии ядра ниже 2.6 не использовалась)
|-- /block/ каталог содержит подкаталоги всех блочных устройств, присутствующих в данный момент в системе.
|-- /bus/ В этом каталоге находится список шин, определенных в ядре Linux (eisa, pci и т.д.).
--- /class/ Каталог содержит список группированных устройств по классам (printer, scsi-devices и т.д.).
/tmp/ Временные файлы. Данный каталог аналогичен c:\Windows\temp. Обычно Linux очищает этот каталог во время загрузки.
/usr/ В данном каталоге хранятся все установленные пакеты программ, документация, исходный код ядра и система X Window. Все пользователи кроме суперпользователя root имеют доступ только для чтения. Может быть смонтирована по сети и может быть общей для нескольких машин.
|-- /bin/ Директория дополнительных программ для всех учетных записей.
|-- /include/ Заголовочные файлы С++.
|-- /lib/ Системные библиотеки для программ, расположенных в каталоге/usr
| /local/ По стандарту /usr должен быть общим для нескольких компьютеров и смонтирован по сети, а /usr/local должен содержать установленные пакеты программы только на локальной машине (к примеру, /usr - бюджет семьи, а /usr/local - личный кошелек каждого). Но чаще всего директория /usr/local используется для установки программ, которые не предназначены для конкретного дистрибутива (к примеру для пакетного дистрибутива Ubuntu в /usr находятся "родные" установленные пакеты, а /usr/local находятся собранные пакеты из исходников).
| |-- /bin/
| |-- /lib/
| |-- ...
|-- /sbin/ Дополнительные системные программы.
|-- /share/ Общие данные установленных программ.
| |-- /icons/ В каталоге находятся все иконки системы.
| --- /doc/ Директория, в которой обычно находится справочная документация по установленным программам.
|-- /src/ Каталог содержит исходные коды (например, здесь располагаются исходные коды ядра).
|-- /X11R6/bin/ Х ссылка на текущий X сервер;
|-- magic.mime файлы, хранящие "магическое число". Данное число описывает тип файла для утилиты file .
--- magic
/var Здесь находятся часто меняющиеся данные (журналы операционной системы, системные log-файлы, cache-файлы и т. д.)
|-- /cache В этом месте хранятся все кэшированные данные различных программ.
|-- /lib Постоянные данные, изменяемые программами в процессе работы (например, базы данных, метаданные пакетного менеджера и др.).
| --- /rpm/ база данных пакетного менеджера RPM
|-- /lock Здесь лежат lock-файлы, указывающие на занятость некоторого ресурса.
|-- /log/ в данном каталоге лежат все лог файлы системы
| |-- wtmp (бинарный формат) содержит удачные попытки входа и выхода в систему
| |-- utmp (бинарный формат) содержит текущих вошедших пользователей в систему
| |-- lastlog (бинарный формат) содержит, когда каждый пользователь последний раз входил
| -- btmp (бинарный формат) содержит НЕ удачные попытки входа/выхода в систему
|-- /spool Задачи, ожидающие обработки (например, очереди печати, непрочитанные или не отправленные письма, задачи cron и т. д.).
--- /www В этом месте размещаются Web-страницы для сервера Apache.

Вот, в кратце, о назначении каталогов Linux. В последующем данная таблица будет наполняться по мере моего изучения ОС LINUX. Хочу отметить, что у некоторых дистрибутивов структура каталогов может несколько различаться, добавляться другие каталоги. Но в общем случае структура имеет вид, указанный выше.

На сегодня все. В следующей статье будет сделана шпаргалка по основным командам Linux.

Linux (Линукс) – это операционная система, которая на сегодняшний день является фактически единственной альтернативной заменой ОС Windows от Microsoft. Свое начало Linux берет с 1991 года, когда молодой программист с Финляндии Линус Торвальдс взялся за работу над самой первой версией системы, которая и была названа в честь его имени. Рассвет популярности Linux начался с самого его возникновения. Это связано, в первую очередь, с тем, что ядро этой ОС, как и большинство программ, написанных под нее, обладают очень важными качествами.

Ядро Ядро это операционная система низкого Машинно-зависимая часть традиционного уровня, обрабатывающая файлы, работающая с ядра ОС UNIX включает следующие компоненты: дисками, сетью и выполняющая другие необходимые операции. (пока это зависит от особенностей аппаратуры); Ядро операционной системы Linux представляет элементами собой монолитную микроядерной систему архитектуры. раскрутка и инициализация системы на низком уровне с прерываний; При компиляции ядра можно разрешить динамическую первичная обработка внутренних и внешних управление памятью (в той части, которая относится к загрузку и выгрузку очень многих компонентов ядра - особенностям аппаратной поддержки виртуальной так называемых модулей. В момент загрузки модуля памяти); его код загружается на уровне системы и связывается с остальной частью ядра. Внутри модуля могут использоваться функции. любые экспортируемые ядром переключение контекста процессов между режимами пользователя и ядра; связанные с особенностями целевой платформы части драйверов устройств.

Файловая структура (система) /bin – основные двоичные пользовательские модули /boot – файлы статической загрузки /cdrom – исторически выбранная точка монтирования для CD-дисков /dev – файлы устройств /etc – конфигурационные файлы /home – домашние каталоги /lib – основные разделяемые библиотеки /lost+found – восстановленные файлы /media – подключаемые носители /proc – файлы ядра и процессов /root – домашний каталог пользователя root /srv – данные сервисных служб /tmp – временные файлы /usr – пользовательские двоичные файлы и данные, используемые только для чтения (показано на картинке)

Интерфейс (графическая оболочка) – это программа, организующая взаимодействие пользователя с компьютером. Обеспечивает поддержку окон, меню, иконок, мыши и других известных элементов GUI - графического интерфейса пользователя. На основе X строятся более сложные графические среды; наиболее популярные из них - KDE и GNOME. GUI - это набор иконок, меню, диалогов, панелей, окон, и других графических элементов, позволяющих пользователям легко работать с компьютером и приложениями. KDE и Gnome - интегрированные рабочие среды. Пользователи работают с элементами интерфейса и программами.

Утилиты Утилита (англ. utility или tool) - вспомогательная компьютерная программа в Встроенные в Linux программные утилиты и языки. составе g++ -GNU C++ компилятор; Perl - очень мощный скриптовый язык; g 77 - GNU FORTRAN компилятор; (параметрам, настройкам, установкам), либо делают процесс f 2 c - перекодировщик из FORTRAN в C; изменения параметров (автоматизируют его). Fort 77 - компилятор FORTRAN. Выполняет f 2 c, а затем общего программного обеспечения для выполнения специализированных типовых задач. Утилиты предоставляют доступ к возможностям Виды утилит по связи с ОС использует gcc или g++; Независимые утилиты, не требующие для своей работы операционной системы, Grep - поиск фрагмента текста в файлах, удовлетворяющего набранной маске. Маска определяется с Системные утилиты, входящие в поставку ОС и требующие её помощью стандартной системы обозначений, называемой наличия "регулярные выражения «; Виды утилит по функциям Диспетчеры файлов; Архиваторы (с возможным сжатием данных); Просмотрщики; Деинсталлятор - обеспечения [; программа для Tr - translation utility (другими словами - замена букв в текстовом файле); Gawk - GNU awk (используется для обработки форматированных текстовых файлов); удаления программного sed - утилита для обработки текстовых файлов;