Systemy plików

Opisując montowanie dysków-partycji należy wspomnieć o systemach plików.

System plików to mechanizm organizowania różnych typów pamięci masowej (dyski twarde, dyskietki, CD-ROM). Inaczej mówiąc, system plików jest sposobem umieszczania danych na np. dysku. Po zakupie dysku twardego, otrzymujemy urządzenie sformatowane niskopoziomowo. U klienta (w trakcie procesu instatalcji systemu) zakładamy partycje. Powstaje w ten sposób tablica partycji umieszczona w MBR dysku. Teraz następuje najciekawsze: ustalenie typu systemu plików i formatowanie. Każdy producent systemu operacyjnego ma swoje sposoby zapisu danych. Polecam obszerny artykuł "Tajemnice systemów plików"w magazynie NEXT 4/2008 (str.86-91).

Głównymi cechami linuksowego systemu plików to:

typ: ext2, ext3, ReiserFS oraz wiele innych stosowanych przez poszczególnych producentów systemu Linux. Ponadto można zamontować odległe (w sieci) katalogi udostępniane poprzez serwery np. FTP, SAMBA, SSH - wówczas potrzebny jest system plików: ftpfs, smbfs, sshfs. (Microsoft ma następujące typy: FAT16 - stary DOS, FAT32 - Win9x,ME, NTFS - WinNT)
nazwa urządzenia - plik w którym są przechowywane parametry określające system plików. Plik jest umieszczony w katalogu /dev np. /dev/hda1 (hda1 czyli pierwsza partycja, pierwszego dysku).
punkt montowania - katalog, w którym zamontowane urządzenie (np. partycja) przechowuje swoje dane np. /tmp, /home, /usr

Typy linuksowych systemów plików:

ext2 polecam dla poczatkujących, gdyż umożliwia naukę obsługi starych wersji Linuksów ratunkowych. Obsługuje Kernel 2.2, 2.4, 2.6. Można z pozycji Windows pracować na partycji ext2 po zainstalowaniu sterowników dostępnych na stronie www.fs-driver.org. Ponadto, windowsowy program Total Commander udostępnił wtyczkę umożliwiającą penetrację partycji opartej na ext2.
ext3. Uwaga: ext2 jest dobry na małe, stare dyski, za to ext3 jako nowocześniejszy umie obsłużyć nowe, duże dyski, duże partycje i duże pliki. Obsługuje Kernel 2.4, 2.6. Windowsowy program Explore2fs udostępnił wtyczkę umożliwiającą penetrację partycji opartej na ext3.
ReiserFS posiada wielką zaletę: umie szybko odczytywać duże ilości małych plików, stąd idealnie nadaje się do podmontowania katalogu /var/spool/squid , w którym serwer Squid trzyma pliki internetowe.
Zakładając partycje nie mamy obowiązku ujednolicania systemu plików na jednym dysku. Można więc w zależności od potrzeb część katalogów montować na partycjach ext2, inne na ext3 oraz wspomniany /var/spool/squid na ReiserFS.
ftpfs, smbfs, sshfs - system plików do zarządzania odległymi zasobami (w sieci), udostępnianymi poprzez serwery: FTP, SAMBA, SSH.

Budowa systemu plików:

blok startowy (boot block) zawiera informacje potrzebne Linuksowi do startu (uzyskania dostępu do systemu plików)
superblok (superblock) zawiera informacje o strukturze systemu plików
lista i-węzłów (inode list) to lista adresów do tych bloków danych na których są zapisane rzeczywiste dane pliku. Wyjaśnienie: przed zapisaniem na dysku twardym plik jest dzielony na części określone przez rozmiar bloku danych. Po zdefiniowaniu adresów takich bloków w i-węzłach dane można zapisać (lub potem odczytać).
bloki danych (oraz bloki katalogów czyli data blocks) to części o stałym rozmiarze przestrzeni dyskowej przygotowane do wprowadzania i odczytu danych plików (katalogów). Jeżeli plik jest większy od jednego bloku danych, to jest dzielony i zapisany na powierzchni kilku bloków danych - adresy do takich bloków są notowane w i-węzłach. Natomiast, gdy wielkość pliku jest mniejsza niż blok danych, to wolna przestrzeń bloku danych marnuje się.
Polecam przeczytać notatki o "symlinkach" oraz "twardych linkach".

Kasowanie plików może odbyć się na dwa sposoby:
* poprzez skasowanie i-węzłów (dane pliku da się odzyskać specjalnymi programami dyskowymi)
* poprzez wprowadzenie niewielkich, dodatkowych wpisów do bloków danych nadpisujących dane dotychczasowe (zawierające dane pliku). Tak skasowane dane są nie do odtworzenia.

Dane związane z i-węzłami są zapisywane dynamicznie i często się zmieniają. Gdy z braku czasu nie zostaną zapisane (np. podczas twardego resetu komputera), to powstają błędy na dysku. Wówczas narzędzia skanujące np. e2fsck, fsck dokonują próby naprawiania częściowo uszkodzonych plików, poprzez odtworzenie zapisów pomiędzy i-węzłami, a blokami danych.
Na koniec ciekawostka: domena magnetyczna, to najmniejsza komórka dysku twardego zawierająca dipole magnetyczne, którego wektor definiuje wartość logiczną zero lub jeden.

Katalogi główne systemu Linux wraz z ich przeznaczeniem.

Część z nich można montować na osobnych partycjach (wówczas ich adres np. /var będzie związany z punktem montowania /var).

Uwaga wstępna: podczas podziału dysku na partycje trzeba utworzyć minimum dwie partycje (wskazane 5-7 partycji) montowane jako / oraz /SWAP. Partycja / będzie zawierać dane, a /SWAP zostanie użyta przez system do wsparcia pamięci RAM (coś na styl pliku wymiany z Windows). To bardzo ważna rada. Miałem wiele pytań ze strony zdesperowanych użytkowników Linuksa, którzy zgodnie ze zwyczajami nabytymi z Windows wykonali tylko jedną linuksową partycję (montowaną jako / i z pominięciem /SWAP). Taki system działał bardzo niestabilnie.
Decydując się na utworzenie większej ilości partycji, trzeba zostawić partycje / oraz /SWAP (partycja / może być wówczas odpowiednio mniejsza).

/archiwum

MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ

/bin - miejsce umieszczenia plików wykonywalnych programów usługowych oferowanych przez system.
Patrz też /usr/bin oraz /usr/local/bin
/boot - zawiera jądro (Kernel) systemu. Jeżeli nie ma tak montowanej partycji, to Kernel znajdzie się w katalogu /boot na partycji montowanej jako / . MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu tu /boot)
/dev - miejsce przechowywania plików specjalnych umożliwiajacych montowanie urządzeń (np. dysków, partycji, dyskietek, CD-ROMU, drukarek, konsoli). Po ich zamontowaniu będzie można urządzenia uruchomić korzystając z katalogów w /mnt
/etc - miejsce umieszczenia plików konfiguracyjnych (hasła, konfiguracja sieci, firewalla itp.) oraz inne dane systemowe
/home - katalogi i pliki użytkowników. Tu znajdują się także dane z prywatnych witryn www i ftp. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu tu /home lub /home/antek)
/initrd - nie wiem co to. Katalog powstał automatycznie i jest u mnie pusty.
/lib - miejsce umieszczenia binarnych bibliotek współdzielonych *.so dla programów. W Windowsie ich odpowiednikami są pliki *.dll.
Patrz też /usr/lib oraz /usr/local/lib
/lost+found
/mnt - po zamontowaniu urządzenia np. dyskietki z /dev/fd0 możemy je używać uruchamiając urządzenie w /mnt/floppy. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą podkatalogu np. /mnt/win_c. Uwaga: nie tworzyć partycji montowanej jako /mnt, ale /mnt/nazwakatalogu)
/media - w niektórych dystrybucjach Linuksa, spotykamy katalogo /media, w którym system domyślnie montuje niesystemowe partycje dysku (np. windowsowe) lub CD-ROM. Po zamontowaniu urządzenia np. dyskietki z /dev/fd0 możemy je używać uruchamiając urządzenie w /media/floppy. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą podkatalogu np. /media/win_c. Uwaga: nie tworzyć partycji montowanej jako /media, ale /media/nazwakatalogu)
/opt - rezerwowe miejsce przechowywania dużych programów. Przykładem jest Netscape 4.8, który domyślnie tu chce się zainstalować. Dzięki temu możemy innego Netscape zainstalować w np. /usr/local/netscape. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu tu /opt)
/proc - zawiera pliki i katalogi, w których jądro przechowuje dane o aktualnie uruchomionych programach. Plik kcore (750) zajmuje się zasobami pamięci systemu i zawiera hasła(!), plik cpuinfo - dane o procesorze, version - dane związane z jądrem systemu (numer, nazwa, data kompilacji), pci - informacje o urządzeniach na PCI.
/root - katalog użytkownika root. Tutaj są jego prywatne pliki. Tutaj system wysyła dodatkowe ostrzeżenia i komunikaty.
/sbin - miejsce przechowywania plików administrujacych systemem.
Patrz też /usr/sbin
/SWAP - partycja wspomagająca kości pamięci (coś na styl pliku wymiany z Windows ). Dawno temu ustalono zasadę, że wielkość partycji /SWAP = 2 x pamięć RAM. Moim zdaniem nie ma sensu dawać więcej niż 300-600MB. KONIECZNIE TRZEBA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu czyli /SWAP)
/tmp - jak sama nazwa wskazuje, to miejsce przechowywania plików tymczasowych. Literka t w miejscu prawa do uruchomienia (z prawej-krańcowej strony) oznacza bit lepkości. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu tu /tmp)
/usr - główne miejsce instalowania plików programów, a więc miejsce przechowywania programów usługowych, dokumentacji, plików źródłowych, pliki nagłówkowe bibliotek, słowniki. Katalog /usr/local/ jest miejscem do instalowania nieoficjalnych pakietów (np. Acrobat Reader czy JAVA firmy SUN).
Patrz też: /usr/share, /usr/local/share - czyli miejsca przechowywania plików z dodatkowymi plikami dużych programów.
Patrz też: /usr/man, /usr/local/man, /usr/info, /usr/local/info - czyli pliki z pomocą.
Patrz też: /usr/include, /usr/local/include - czyli pliki nagłówkowe dla kompilatora C, dotyczą odpowiednio bibliotek w /usr/lib i /usr/local/lib. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ dla podkatalogu /usr/local (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu tu /usr/local, ale nie należy montować samego katalogu /usr)
/var - miejsce przechowywania plików zmieniających się podczas pracy systemu, informacje o zalogowanych użytkownikach, miejsce logów systemowych oraz głównej witryny www (apache) i ftp (proftpd) oraz konta poczty. MOŻNA UTWORZYĆ OSOBNĄ PARTYCJĘ (o punkcie montowania zgodnym z nazwą katalogu czyli np. /var , /var/www , /var/ftp , /var/log , /var/mysql)

Polecam wyśmienitą stronkę www.gabo.hi.pl/linux/pliki.htm o plikach i katalogach . Mam ją też w swoim archiwum (wersja z 20.08.2003).