Несмотря на то, что основным назначением файловой системы является упорядочение хранимых ресурсов, программистам не очень хотелось бы “изобретать велосипед” для управления объектами других типов. В Linux объектами файловой системы являются: процессы, устройства, структуры данных ядра и параметры настройки, каналы межзадачного взаимодействия, папки, и, конечно, обычные файлы. Такое устройство файловой системы имеет как преимущества, так и недостатки. К преимуществам относится единый программный интерфейс, легкость доступа из интерпретатора команд. К недостаткам относится реализация файловой системы по методу Франкенштейна.

Файловая система состоит из четырех основных компонентов:

1. Пространство имен – методы именования объектов и организации в виде единой иерархии
2. API – набор системных вызовов для перемещения между объектами и управления ими
3. Методы безопасности – схема защиты, сокрытия и совместного использования объектов
4. Реализация – программный код, который связывает логические модели с дисковой подсистемой

Файловая система – это единая иерархическая структура, которая начинается с каталога / и разветвляется, охватывая произвольное число каталогов.

Каталог верхнего уровня называется корневым . Это моноиерархическая система отличается от используемой в Windows, где применяется понятие пространства имен, основанное на принципе деления диска на разделы.

Цепочка имен каталогов, через которые необходимо пройти для доступа к заданному файлу, вместе с именем этого файла образуют путь к файлу. Путь может быть абсолютным (например, /temp/foo ) или относительным (например, book4/filesystem ). Последние интерпретируются начиная с текущего каталога. Стоит отметить, что текущий каталог есть у каждого процесса (большинство процессов никогда не изменяют свои рабочие каталоги, и поэтому просто наследуют текущий каталог процесса, который их запустил).

Существует ограничение на длину имени файла – не более 255 символов. В имя нельзя включать символ косой черты и нулевые символы. Также есть ограничение на длину пути, который передается ядру в качестве аргумента системного вызова – 4095 байт.

Монтирование и демонтирование файловой системы

Файловое дерево формируется из отдельных частей, которые носят название файловых систем. Каждая файловая система имеет корневой каталог и список его подкаталогов и файлов. Большинство файловых систем представляет собой разделы жесткого диска или логические тома, но, как было сказано ранее, файловая система может принять облик всего, что подчиняется определенным функциональным признакам – сетевых файловых систем, компонентов ядра, дисков, устройств и т.д.

В большинстве случаев файловые системы присоединяются к файловому дереву с помощью команды mount . Эта команда связывает каталог существующего файлового дерева, называемый точкой монтирования, корневым каталогом новой файловой системы. На время монтирования доступ к прежнему содержимому точки монтирования становится невозможным. Например, команда $ sudo mount /dev/sda4 /users монтирует на устройстве /dev/sda4 файловую систему /users . По окончании монтирования можно с помощью команды ls /users просмотреть содержимое файловой системы. Список смонтированных пользователями файловых систем хранится в файле /etc/fstab . Демонтируются файловые системы с помощью команды umount . Занятую файловую систему демонтировать невозможно.

Организация файловой системы

Корневая файловая система содержит корневой каталог и минимальный набор файлов и подкаталогов. Файл ядра находится в недрах корневой файловой системы, но не имеет стандартного имени или точного местоположения.

Частью корневой файловой системы являются также каталог /etc для критических системных файлов и файлов конфигурации, каталоги /sbin и /bin - для важных ути­лит и иногда каталог /tmp - для временных файлов. Каталог /dev - это обычно ре­альный каталог, который включен в корневую файловую систему, но он (частично или полностью) может перекрываться другими файловыми системами, если ваша система виртуализировала поддержку своих устройств.

Одни системы хранят совместно используемые библиотечные файлы и прочие важ­ные программы (например, препроцессор языка С) в каталоге /lib . Другие переместили эти элементы в каталог /usr/lib , оставив для каталога /lib роль символьной ссылки.

Огромное значение имеют также каталоги /usr и /var . В первом хранится большин­ство стандартных программ и другие полезные компоненты, в частности интерактивная документация и библиотеки. Совсем не обязательно, чтобы каталог /usr был отдельной файловой системой, однако для удобства администрирования его, как правило, монти­руют именно так. Для того чтобы система могла загрузиться в многопользовательском режиме, необходимы оба каталога - /usr и /var . В каталоге /var содержатся буферные каталоги, журнальные файлы, учетная инфор­мация и прочие компоненты, специфичные для каждого компьютера. Поскольку при возникновении проблем журнальные файлы быстро разрастаются, рекомендуется помещать каталог /var в отдельную файловую систему. Домашние каталоги пользователей чаще всего хранятся в отдельной файловой си­стеме, которая обычно монтируется в корневом каталоге. Отдельные файловые системы можно использовать и для хранения больших информационных массивов, например библиотек исходных кодов программ и баз данных.

В таблице приведены стандартные каталоги и их содержимое

Каталог	ОС	Содержимое
/bin	Все	Команды операционной системы ядра
/boot	LS	Ядро и файлы для его загрузки
/dev	Все	Файлы устройств: дисков, принтеров, псевдотерминалов и т.д.
/etc	Все	Важные файлы запуска и конфигурации системы
/home	Все	Стандартные домашние каталоги пользователей
/kernel	S	Компоненты ядра
/lib	Все	Библиотеки, совместно используемые библиотеки и компоненты компилятора языка C
/media	LS	Точки монтирования файловых системы на съемных носителях
/mnt	LSA	Временные точки монтирования
/opt	Все	Программные пакеты необязательных приложения (которые пока не находят широкого применения)
/proc	LSA	Информация о всех выполняющихся процессах
/root	LS	Домашний каталог суперпользователя (часто просто /)
/sbin	Все	Команды, необходимые для обеспечения минимальной работоспособности системы
/stand	H	Автономные утилиты, средства диагностики и форматирования дисков
/tmp	Все	Временные файлы, которые могут удаляться при перезагрузке
/usr	Все	Иерархия дополнительных файлов и программ
/usb/bin	Все	Содержимое
/usr/include	Все	Файлы заголовков, предназначенные для компиляции C-программ
/usr/lib	Все	Библиотеки и вспомогательные файлы для стандартных программ
/usr/lib64	L	64-разрядные библиотеки для 64-разрядных дистрибутивов Linux
/usr/local	Все	Локальные программы (программы, создаваемые или устанавливаемые локальными пользователями)
/usr/sbin	Все	Менее важные файлы системного администрирования
/usr/share	Все	Элементы, общие для различных систем
/usr/share/man	Все	Страницы интерактивной документации
/usr/src	LSA	Исходные коды нелокальных программных пакетов (не находит широкого применения)
/usr/tmp	Все	Дополнительный каталог для временных файлов, которые могут сохраняться при перезагрузке
/var	Все	Системные данные и конфигурационные файлы
/var/adm	Все	Разное: журнальные файлы, записи об инсталляции системы, административные компоненты
/var/log	LSA	Системные журнальные файлы
/var/spool	Все	Буферные каталоги для принтеров, электронной почты и т.д.
/var/tmp	Все	Каталог для временного хранения файлов

Примечание: L = Linux, S = Solaris, H = HP-UX, A = AIX

Типы файлов

В большинстве реализаций файловых систем определены семь типов файлов:

• Обычные файлы
• Каталоги
• Файлы байт-ориентированных (символьных) устройств
• Файлы блочно-ориентированных (блочных) устройств
• Локальные сокеты
• Именованные каналы (реализующие принцип обслуживания FIFO – первым поступил первым обслужен)
• Символьные ссылки

Определить тип существующего файла можно с помощью команды ls -ld . Первый символ в строке вывода обозначает тип объекта. Пример:

$ ls -ld /usr/include

где d – означает каталог

Возможные коды ля представления различных типов файлов представлены в таблице

Обычные файлы – это просто последовательность байтов. Файловые системы не налагают ограничения на его структуру. Текстовые документы, файлы данных, программные файлы, библиотеки функций и многое другое – все это хранится в обычных файлах. К их содержимому возможен как последовательный, так и прямой доступ.

Каталог хранит именованные ссылки и другие файлы. Он создается командой mkdir и удаляется (при условии, что он пуст) командой rmdir . Непустые каталоги можно удалять командой rm -r . Специальные ссылки ‘.’ и ‘..’ обозначают сам каталог и его родительский каталог соответственно. Такие ссылки нельзя удалить. Поскольку корневой каталог находится на вершине иерархии, ссылка ‘..’ эквивалентна ссылке ‘.’

Имя файла в действительности хранится в родительском каталоге, а не в самом файле. На файл можно ссылаться из нескольких каталогов одновременно и даже из нескольких элементов одного и того же каталога, причем у всех ссылок могут быть разные имена. Это создает иллюзию того, что файл одновременно присутствует в разных каталогах. Эти дополнительные жесткие (фиксированные) ссылки можно считать синонимами для исходных файлов, и с точки зрения файловой системы все ссылки на файл эквивалентны. Файловая система 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. Ссылки не могут указывать на файл, находящийся в другой файловой системе.

Жесткие ссылки создаются командой ln и удаляются командой rm . Синтаксис ко­манды ln легко запомнить, поскольку она является “зеркальным отражением” команды cp. Команда cp oldfile newfile создает копию файла oldfile с именем newfile, а команда ln newfile oldfile преобразует имя newfile в дополнительную ссылку на файл oldfile.

Файлы устройств позволяют программам получать доступ к аппаратным средства и периферийному оборудованию системы. Ядро включает (или загружает) специальные программы (драйверы), которые во всех деталях “знают”, как взаимодействовать с каж­дым из имеющихся устройств, поэтому само ядро может оставаться относительно аб­страктным и независимым от оборудования.

Драйверы устройств образуют стандартный коммуникационный интерфейс, кото­рый воспринимается пользователем как совокупность обычных файлов. Получив за­прос к файлу символьного или блочного устройства, файловая система передает этот запрос соответствующему драйверу. Важно отличать файлы устройств от драйверов этих устройств. Файлы сами по себе не являются драйверами.

Их можно рассматривать как шлюзы, через которые драйвер принимает запросы. Файлы символьных устройств позволяют связанным с ними драйверам выполнять соб­ственную буферизацию ввода-вывода. Файлы блочных устройств обрабатываются драй­верами, которые осуществляют ввод-вывод большими порциями, а буферизацию вы­полняет ядро. В прошлом некоторые типы аппаратных средств могли быть представлены файлами любого типа, но в современных системах такая конфигурация встречается редко.

Файлы устройств характеризуются двумя номерами: старшим и младшим. Старший номер устройства позволяет ядру определить, к какому драйверу относится файл, а младший номер, как правило, идентифицирует конкретное физическое устройство. На­пример, старший номер устройства 4 в Linux соответствует драйверу последовательного порта. Таким образом, первый последовательный порт (/ dev/tty0) будет иметь стар­ший номер 4 и младший номер 0.

Драйверы могут интерпретировать переданные им младшие номера устройств как угодно. Например, драйверы накопителей на магнитных лентах с помощью этого номе­ра определяют, необходимо ли перемотать ленту после закрытия файла устройства.

В далеком прошлом /dev играл роль общего каталога, а файлы устройств, которые в нем хранились, создавались с помощью команды mknod и удалялись командой rm . Стандартизировать работу по созданию файлов устройств помогал сценарий с именем MAKEDEV

К сожалению, эта “сырая” система плохо справлялась с безбрежным морем драйве­ров и типов устройств, которые появились в последние десятилетия. Кроме того, она способствовала возникновению разного рода потенциальных конфигурационных несты­ковок: например, файлы устройств ссылались на несуществующие устройства, устрой­ства оказывались недоступными, поскольку они не имели файлов устройств, и т.д.

В наши дни в большинстве систем реализована некоторая форма автоматического управления файлами устройств, которая позволяет системе играть более активную роль в конфигурировании собственных файлов устройств. Например, в Solaris каталоги /dev и /devices полностью виртуализированы. В дистрибутивах Linux каталог /dev является стандартным, но управлением файлами внутри него занимается демон udevd. (Демон udevd создает и удаляет файлы устройств в ответ на изменения в оборудовании, о кото­рых сообщает ядро.)

Установленные посредством сокетов соединения позволяют процессам взаимодей­ствовать, не подвергаясь влиянию других процессов. В системе UNIX поддерживается несколько видов сокетов, использование которых, как правило, предполагает наличие сети. Локальные сокеты доступны только на локальном компьютере, и обращение к ним осуществляется через специальные объекты файловой системы, а не через сетевые пор­ты. Иногда такие сокеты называют UNIX-сокетами.

Несмотря на то что другие процессы распознают файлы сокетов как элементы ка­талога, только процессы, между которыми установлено соответствующее соединение, могут осуществлять над файлом сокета операции чтения и записи. В качестве примеров стандартных средств, использующих локальные сокеты, можно назвать системы X Win­dow и Syslog.

Локальные сокеты создаются с помощью системного вызова socket . Когда с обеих сторон соединение закрыто, сокет можно удалить командой rm или с помощью систем­ного вызова unlink .

Подобно локальным сокетам, именованные каналы обеспечивают взаимодействие двух процессов, выполняемых на одном компьютере. Такие каналы еще называют фай­лами FIFO (First In, First Out - “первым поступил, первым обслужен”). Они создаются командой mknod и удаляются командой rm .

Как и в случае локальных сокетов, реальные экземпляры именованных каналов весь­ма немногочисленны и нечасто встречаются. Они редко требуют административного вмешательства.

Именованные каналы и локальные сокеты имеют практически одинаковое назначе­ние, а их обоюдное существование сложилось исторически. Если бы системы UNIX и Linux разрабатывались в наши дни, то об этих средствах взаимодействия вопрос бы не стоял; сейчас их заменили бы сетевые сокеты.

Работа с файлами в Linux

Прежде всего рассмотрим основные команды для работы с файлами и папками. Для создания файла используется команда touch , для создания директории команда mkdir .

user@ubuntu$ touch [имя файла] – создание файла

user@ubuntu$ mkdir [имя директории] – создание директории

Удаление файлов производится с помощью команды rm. Для директорий используется та же команда, только с ключом -r (рекурсивный).

user@ubuntu$ rm [имя файла] – удаление файла

user@ubuntu$ rm -r [имя директории] – удаление директории

Посмотреть в какой директории находимся можно командной pwd . Содержимое директории просматривается командой ls, которую удобно вызывать с ключом -l для просмотра расширенной информации о каждом файле. Переход на каталог осуществляется командой cd .

user@ubuntu$ pwd – текущая директория

user@ubuntu$ ls -l [путь директории] – содержимое директории

user@ubuntu$ cd [путь директории] – перейти к директории

Операции копирования и перемещения осуществляются командами cp и mv соответственно. В Linux нет специальной команды для переименования файла, вместо этого используется mv.

user@ubuntu$ cp [копируемый файл] [директория] – копирование файла

user@ubuntu$ mv [перемещаемый файл] [директория] – перемещение файла

user@ubuntu$ mv [текущее имя файла] [новое имя файла] – переименовать файл

В этом примере мы создаем директорию test/, переходим в нее командой cd. В этой директории создаем два файла file и file2. Выводим содержимое каталога командой ls -l. Копируем файл file и присваиваем ему имя file3. Переименовываем файл file в new_file командой mv . В конце удаляем все файлы в каталог командой rm *. * – обозначает любое количество символов. Переходим на каталог выше командой cd .. и удаляем каталог /test.

Права доступа в Linux

Права доступа к файлу или каталогу можно задать с помощью команды chmod . Такое право есть лишь у владельца файла и пользователя root. В Linux каждому файлу соответствует набор прав доступа, представленный в виде 8-и битов режима. Они определяют, какие пользователи имеют права читать, редактировать и исполнять файл.

Первым аргументом команды chmod является спецификация прав доступа. Второй и последующий аргументы - это имена файлов, права доступа к которым подлежат измене­нию. При использовании восьмеричной формы записи первая цифра относится к владель­цу, вторая - к группе, а третья - к другим пользователям. Если необходимо задать биты setuid/setgid или дополнительный бит, следует указывать не три, а четыре восьмерич­ные цифры: первая цифра в этом случае будет соответствовать трем специальным битам.

В таблице показано восемь возможных комбинаций для каждого трехбитового набо­ра, где символы r, w и х обозначают право чтения, записи и выполнения соответственно.

Например, команда chmod 711 myprog предоставляет владельцу все права, а осталь­ным пользователям - только право выполнения 9 .

При использовании мнемонического синтаксиса вы объединяете множество испол­нителей (u - пользователь, g - группа или о - другой) с оператором (+ добавить, – удалить и = присвоить) и набором прав доступа. Более подробное описание мне­монического синтаксиса можно найти на man-странице команды chmod, но синтаксис всегда лучше изучать на примерах.

Часто происходит такие ситуации, когда при запуске файла он ругается на недостаток прав. Решить такую проблему можно командой sudo chmod a+x file . Команда означает, что для файла file устанавливаются права на исполнение для всех пользователей.

При наличии опции -R команда chmod будет рекурсивно обновлять права доступа ко всем файлам указанного каталога и его подкаталогов. Здесь удобнее всего придержи­ваться мнемонического синтаксиса, чтобы менялись только те биты, которые заданы явно. Например, команда
chmod -R g+w mydir добавляет групповое право записи к каталогу mydir и его содержимому, не затрагивая остальные права.

___________________________

Каждый новый пользователь Linux после установки сталкивается с подобными вопросами: «А что это за папки со странными названиями вроде dev, etc, sys, mnt, opt, bin, var и т.д.? Зачем они мне? Может, их удалить?», «Где тут Мой Компьютер?», «А Мои Документы куда делись?», «Куда установилась моя программа?». Итак, давайте разберемся в каждом вопросе по-порядку. Для начала нужно уяснить, что Linux имеет четкую структуру расположения директорий и файлов, и удалять их, даже если они пустые, совершенно не стоит. Рассмотрим назначение каждой из директорий.

/ - корневой раздел.
/bin - директория для хранения основного набора команд ОС (Операционной Системы).
/boot - директория для хранения данных, необходимых для загрузки ОС, здесь располагаются, например, файлы ядра, загрузчик GRUB или Lilo.
/dev - директория содержит файлы устройств, подключенных к ОС.
/etc - в этой директории располагается основная часть конфигурационных файлов ОС и программ.
/home - директория для хранения личной информации пользователей.
/home/user - домашняя папка пользователя user.
/lost+found - сюда сбрасываются файлы, на которых не было ссылок ни в одной директории, хотя их inod не были помечены как свободные. Например, при удалении файла из директории произошел сбой (аварийное отключение питания), тогда в системе останется потерянный inod, который хоть и указывает на корректный файл, но этот файл не содержится ни в одной из директорий. В ext2 и других нежурналируемых файловых системах задача восстановления таких файлов приходится на fsck. Он находит inod, на которые нет ссылок, и создает на них ссылки в lost+found . После этого пользователь сможет просмотреть файлы и при необходимости переместить их куда ему надо, вернув нужные имена.
/lib - директория для хранения системных библиотек, необходимых для работы программ из директорий /bin и /sbin , а также самой ОС вцелом.
/media - директория, используемая для автоматического или ручного монтирования различных устройств: USB-накопителей, CD-ROM, разделов HDD и т.д. При этом на рабочем столе появляются соответствующие иконки данных устройств.
/mnt - обычно эта директория используется для ручного подключения устройств. В эту директориюкомандой mount монтируются различные устройства: USB-накопители, CD-ROM и т.д. Но в этом случае на рабочий стол соответствующих автоматически иконок не выводится.
/opt - директория для размещения программ, имеющих большой размер или использующих вспомогательные пакеты.
/proc - директория, к которой примонтирована виртуальная файловая система procfs, позволяющая получить доступ к информации о системных процессах из ядра, она необходима для выполнения таких команд как ps, w, top.
/root - домашняя папка Суперпользователя.
/sbin - директория, включающая в себя основные системные программы для администрирования и настройки системы (например, ifconfig).
/srv - директория для хранения специфичных параметров окружения системы. Обычно данная директория пуста.
/sys - директория, к которой примонтирована виртуальная файловая система sysfs, добавляющая в пространство пользователя информацию о присутствующих в системе устройствах и драйверах. В версии ядра ниже 2.6 не использовалась.
/tmp - директория временного хранения файлов. Аналог C:/Windows/Temp в ОС Windows.
/usr - директория для хранения всех установленных пакетов программ, документации, исходного кода ядра и системы X Window. Все пользователи, кроме суперпользователя root, имеют доступ только для чтения. Может быть смонтирована по сети и быть общей для нескольких машин.
/usr/bin - директория расположения дополнительных программ для всех учетных записей.
/usr/include - здесь располагаются заголовочные файлы C++.
/usr/games - директория для размещения доступных игр в системе.
/usr/lib - здесь хранятся системные библиотеки для программ, расположенных в директории /usr .
/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. Но чаще всего директория /usr/local используется для установки программ, которые не предназначены для конкретного дистрибутива (например, Ubuntu хранит в /usr «родные» установленные пакеты, а в /usr/local находятся пакеты, собранные из исходников).
/usr/sbin - содержит дополнительные системные программы.
/usr/share - содержит общие данные установленных программ.
/usr/share/icons - содержит все иконки системы.
/usr/share/docs - содержит файлы справки для программ.
/usr/src - расположение исходных кодов (например, ядра).
/var - хранение часто изменяющихся данных. Например, журналов ОС, системных log-файлов, cache-файлов и т.д.
/var/cache - директория для хранения кэшей различных программ.
/var/games - хранение файлов игровых достижений (рекордов).
/var/lib - хранение постоянных данных, изменяемых программами в процессе работы.
/var/lock - здесь располагаются lock-файлы, указывающие на занятость того или иного ресурса.
/var/log - хранение всех log-файлов.
/var/spool - расположение задач, ожидающих обработки (например, очередь печати, непрочитанные письма, задачи cron и т.д.).
/var/www - используется для размещения веб-страниц и администрирования сайтов.

Здесь представлен не совсем полный список вложенных директорий, однако, более чем достаточный для знаний новичка.

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.

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.

Изучаем Linux, 101

Управление файлами и директориями

Изучение основ работы с файлами и директориями Linux

Серия контента:

Краткий обзор

Из этой статьи вы узнаете об основных командах Linux для управления файлами и директориями. Вы научитесь:

• Просматривать содержимое директорий.
• Копировать, перемещать и удалять файлы и директории.
• Рекурсивно управлять несколькими файлами и директориями.
• Использовать метасимволы для управления файлами.
• Использовать команду find для поиска и выполнения действий с файлами на основе их типа, размера или метки времени.
• Сжимать и распаковывать файлы при помощи команд gzip и bzip2 .
• Архивировать файлы при помощи команд tar , cpio и dd .

Об этой серии

Эта серия статей поможет вам освоить задачи администрирования операционной системы Linux. Вы также можете использовать материал этих статей для подготовки к .

Чтобы посмотреть описания статей этой серии и получить ссылки на них, обратитесь к нашему . Этот перечень постоянно дополняется новыми статьями по мере их готовности и содержит самые последние (по состоянию на апрель 2009 года) цели экзаменов сертификации LPIC-1. Если какая-либо статья отсутствует в перечне, можно найти ее более раннюю версию, соответствующую предыдущим целям LPIC-1 (до апреля 2009 года), обратившись к нашим .

Эта статья поможет вам подготовиться к сдаче экзамена LPI 101 на администратора начального уровня (LPIC-1) и содержит материалы цели 103.3 темы 103. Цель имеет вес 4.

Необходимые условия

Чтобы извлечь наибольшую пользу из наших статей, необходимо обладать базовыми знаниями о Linux и иметь работоспособный компьютер с Linux, на котором можно будет выполнять все встречающиеся команды. Иногда различные версии программ выводят результаты по-разному, поэтому содержимое листингов и рисунков может отличаться от того, что вы увидите на вашем компьютере.

Просмотр директорий

Как связаться с Яном

Ян – один из наших наиболее популярных и плодовитых авторов. Ознакомьтесь со (EN), опубликованными на сайте developerWorks. Вы можете найти контактные данные в и связаться с ним, а также с другими авторами и участниками ресурса My developerWorks.

В Linux и UNIX® все файлы хранятся в виде дерева файловой системы с корневой директорией /. К этому дереву можно добавлять или удалять дополнительные ветви, монтируя или демонтируя их соответственно. Эти операции рассматривается в другой статье этой серии – "Монтирование и демонтаж файловых систем " (см. ).

Просмотр содержимого директории

При изучении команд в этой статье мы будем использовать файлы, которые были созданы в предыдущей статье этой серии " ". Если вы выполняли все упражнения данной статьи, то в вашей домашней директории должна присутствовать директория lpi103-2. Если такой директории у вас нет, то можете использовать любую другую директорию.

Имена файлов и директорий могут быть либо абсолютными (это означает, что они начинаются с /), либо относительными (не начинаются с /) по отношению к текущей рабочей директории . Абсолютный путь к файлу или директории состоит из символа /, за которым (необязательно) следуют одно или несколько имен директорий, разделенных дополнительными символами /, и, наконец, имя конечной директории.

Если вы знаете имя файла или директории относительно текущей рабочей директории, то вы можете просто объединить абсолютное имя рабочей директории, символ / и относительное имя. Например, директория lpi103-2 из предыдущей статьи была создана в моей домашней директории, /home/ian, поэтому ее полный, или абсолютный путь – это /home/ian/lpi103-2.

Имя текущей рабочей директории можно узнать при помощи команды pwd . Также это имя обычно содержится в переменной окружения PWD. В листинге 1 приведен пример использования команды pwd , а также показаны три различных способа использования команды ls для вывода списка файлов этой директории.

Листинг 1. Просмотр содержимого директории

$ pwd /home/ian/lpi103-2 $ echo "$PWD" /home/ian/lpi103-2 $ ls sedtab text1 text2 text3 text4 text5 text6 xaa xab yaa yab $ ls "$PWD" sedtab text1 text2 text3 text4 text5 text6 xaa xab yaa yab $ ls /home/ian/lpi103-2 sedtab text1 text2 text3 text4 text5 text6 xaa xab yaa yab

Как вы видите, для просмотра содержимого директории команде ls можно передать как ее относительное, так и абсолютное имя.

Вывод детальной информации

Файлы и директории располагаются на устройстве хранения в виде набора блоков . Информация о файле (такая, как владелец файла, время последнего обращения к файлу, размер файла, права на чтение или запись, является ли элемент файлом или директорией) хранится в индексном дескрипторе inode . Номер inode, известный также как порядковый номер файла , является уникальным в пределах отдельной файловой системы. Для вывода некоторых сведений, хранящихся в inode, можно использовать опцию -l (или --format=long).

По умолчанию команда ls не отображает специальные файлы, имена которых начинаются с точки (.). Каждая директория, за исключением корневой, имеет, как минимум, две специальных записи: сама директория (.) и родительская директория (..). Корневая директория не имеет родительской директории.

В листинге 2 приведен пример использования опций -l и -a для подробного вывода содержимого директории (включая элементы. и..).

Листинг 2. Подробный просмотр содержимого директории

$ ls -al total 52 drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 2009-08-11 21:21 . drwx------. 35 ian ian 4096 2009-08-12 10:55 .. -rw-rw-r--. 1 ian ian 8 2009-08-11 21:17 sedtab -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-11 14:02 text1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 25 2009-08-11 14:27 text2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 63 2009-08-11 15:41 text3 -rw-rw-r--. 1 ian ian 26 2009-08-11 15:42 text4 -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-11 18:47 text5 -rw-rw-r--. 1 ian ian 98 2009-08-11 21:21 text6 -rw-rw-r--. 1 ian ian 15 2009-08-11 14:41 xaa -rw-rw-r--. 1 ian ian 9 2009-08-11 14:41 xab -rw-rw-r--. 1 ian ian 17 2009-08-11 14:41 yaa -rw-rw-r--. 1 ian ian 8 2009-08-11 14:41 yab

В первой строке листинга 2 мы видим общее количество дисковых блоков (52), занимаемых выведенными на экран файлами. Остальные строки содержат информацию о содержимом директории.

• Первое поле (в нашем случае, drwxrwxr-x или -rw-rw-r--) говорит нам о том, является ли запись директорией (d) или обычным файлом (-). Также вы можете встретить символические ссылки (|) или другие обозначения некоторых специальных файлов (например, файлы в файловой системе /dev). Более подробно о символических ссылках рассказывается в другой статье этой серии "" (см. ). После поля с типом следует три набора разрешений (таких как rwx или r--): для владельца файла, для членов группы владельца и для всех остальных пользователей. Три значения определяют, имеет ли владелец, группа или все пользователи, соответственно, разрешения на чтение (r), запись (w) или выполнение (x). Другие атрибуты, такие как setuid, будут рассмотрены в другой статье этой серии "Управление разрешениями и правами владения файлов " (см. ).
• Следующее поле содержит номер, который говорит нам о количестве жестких ссылок на файл. Как уже говорилось, индексный дескриптор inode содержит информацию о файле. Запись о хранящемся в директории файле содержит жесткую ссылку (или указатель) на inode этого файла, следовательно, каждая запись должна иметь, по крайней мере, одну жесткую ссылку. Записи директорий имеют одну дополнительную ссылку для записи., и по одной ссылке для каждой поддиректории. Таким образом, из листинга 2 видно, что моя домашняя директория, обозначенная как.., имеет несколько поддиректорий, поскольку содержит 35 жестких ссылок.
• Следующие два поля содержат имя владельца файла и имя основной группы, в которую он входит. В некоторых дистрибутивах Linux (например, Red Hat или Fedora) по умолчанию для каждого пользователя создается отдельная группа. В других системах все пользователи могут входить в одну или несколько групп.
• Следующее поле содержит размер файла в байтах.
• Предпоследнее поле содержит время модификации файла.
• И, наконец, последнее поле содержит имя файла или директории.

Опция -i команды ls отобразит номера индексных дескрипторов inode. Мы вернемся к рассмотрению индексных дескрипторов далее в этой статье, а также в статье "Работа с жесткими и символическими ссылками " (см. ).

Информация о нескольких файлах

Вы можете передать команде ls несколько параметров, каждый из которых будет являться либо именем файла, либо именем директории. Если параметр является именем директории, то вместо информации об этой директории команда ls покажет ее содержимое. В нашем случае предположим, что мы хотим получить информацию о самой директории lpi103-2. Команда ls -l ../lpi103-2 выдаст нам ту же информацию, что и в предыдущем примере. В листинге 3 показано, как использовать опцию -d для вывода информации о записи директории, а не ее содержимого; также показано, как вывести записи для нескольких файлов или директорий.

Листинг 3. Использование ls –d

$ ls -ld ../lpi103-2 sedtab xaa drwxrwxr-x. 2 ian ian 4096 2009-08-12 15:31 ../lpi103-2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 8 2009-08-11 21:17 sedtab -rw-rw-r--. 1 ian ian 15 2009-08-11 14:41 xaa

Заметьте, что время модификации директории lpi103-2 отличается от времени, которое мы видим в предыдущем листинге. Кроме того, так же, как и в предыдущем листинге, это время отличается от времени модификации любого файла в этой директории. Дело в том, что во время работы над этой статьей я создал несколько дополнительных примеров, после чего удалил их; именно об этом и говорят временные метки директории. Подробнее о временных метках файлов мы поговорим чуть позже в разделе .

Сортировка вывода

По умолчанию команда ls выводит имена файлов в алфавитном порядке. Для сортировки вывода существует ряд опций. Например, команда ls -t отсортирует файлы по времени их модификации (от самых новых до самых старых), а команда ls -lS сформирует подробный список файлов, отсортированных по размеру (от самых больших до самых маленьких). Если добавить опцию -r , то сортировка будет выполнена в обратном порядке. Например, используйте команду ls -lrt для вывода подробного списка файлов, отсортированных по дате модификации в обратном порядке. Об остальных возможностях сортировки файлов и директорий вы можете узнать из man-страницы.

Копирование, перемещение и удаление файлов

Итак, мы уже знаем, как создавать файлы, но что делать, если мы хотим скопировать или переименовать их, переместить их в другое место файловой системы или даже удалить. Для этого предназначены три короткие команды:

cp используется для копирования одного или нескольких файлов или директорий. Вы должны указать одно или несколько имен источников и одно конечное имя. Имя источника или конечное имя может включать в себя путь. Если конечным именем является имя существующей директории, то все источники будут скопированы в нее. Если директория с конечным именем не существует, то (единственный) источник должен также являться директорией; источник и его содержимое будет скопировано во вновь созданную директорию с указанным именем. Если конечным именем является имя файла, то (единственный) источник должен также являться файлом; копия источника будет создана в виде файла с указанным конечным именем, и если файл с таким именем уже существует в системе, то он будет замещен новым файлом. Обратите внимание на то, что, в отличие от операционных систем DOS и Windows, в Linux текущая директория не является по умолчанию конечной директорией. mv используется для перемещения или переименования одного или нескольких файлов или директорий. В общем случае правила использования имен совпадают с правилами для команды cp ; вы можете переименовать отдельный файл или переместить несколько файлов в новую директорию. Поскольку имена – это всего лишь записи в директориях, указывающие на дескриптор inode, то вас не должен удивлять тот факт, что номер inode не меняется до тех пор , пока файл не перемещается в другую файловую систему (в этом случае операция перемещения больше похожа на операцию копирования с последующим удалением исходного файла). rm используется для удаления одного или нескольких файлов. О том, как удалять директории, я расскажу чуть позже.

Куда подевалась команда?

Если вы работали в операционной системе DOS или Windows®, то вам может показаться странным, что для переименования файла используется команда mv . В Linux есть команда rename , но ее синтаксис отличается от синтаксиса одноименной команды в DOS или Windows. Для получения дополнительной информации об этой команде обратитесь к man-странице.

В листинге 4 приведены примеры использования команд cp и mv для создания нескольких резервных копий наших текстовых файлов. Также мы использовали команду ls -i , чтобы показать номера индексных дескрипторов некоторых файлов.

1. Сначала мы создали копию нашего файла text1 и назвали ее text1.bkp.
2. Затем мы решили создать с помощь команды mkdir поддиректорию backup для хранения резервных копий.
3. Мы создали вторую резервную копию файла text1 (на этот раз в поддиректории backup) и показали, что все три файла имеют различные дескрипторы inode.
4. Мы переместили наш файл text1.bkp в поддиректорию backup и переименовали его в соответствии с именем второй резервной копии. Хотя это можно было сделать с помощью одной команды, для наглядности мы использовали две.
5. Мы снова проверяем дескрипторы inode и убеждаемся в том, что файл text1.bkp c inode 934193 больше не находится в нашей директории lpi103-2, а данный номер inode теперь принадлежит файлу text1.bkp.1 в директории backup.

Листинг 4. Копирование и перемещение файлов

$ cp text1 text1.bkp $ mkdir backup $ cp text1 backup/text1.bkp.2 $ ls -i text1 text1.bkp backup 933892 text1 934193 text1.bkp backup: 934195 text1.bkp.2 $ mv text1.bkp backup $ mv backup/text1.bkp backup/text1.bkp.1 $ ls -i text1 text1.bkp backup ls: cannot access text1.bkp: No such file or directory 933892 text1 backup: 934193 text1.bkp.1 934195 text1.bkp.2

Обычно команда cp перезаписывает конечный файл, если он существует и может быть перезаписан. С другой стороны, команда mv не перемещает и не переименовывает файл, если существует другой файл с таким же именем. Имеется несколько полезных опций для управления поведением команд cp и mv .

-f или --force указывает команде cp попытаться удалить существующий файл назначения, даже если он не доступен для перезаписи. -i или --interactive запрашивает подтверждение при попытке заместить существующий файл. -b или --backup создает резервные копии всех замещаемых файлов.

Как обычно, полную информацию об этих и других опциях копирования и перемещения вы можете найти на соответствующих man-страницах.

В листинге 6 приведен пример создания резервных копий с последующим удалением исходных файлов.

Листинг 5. Создание резервных копий и удаление файлов

$ cp text2 backup $ cp --backup=t text2 backup $ ls backup text1.bkp.1 text1.bkp.2 text2 text2.~1~ $ rm backup/text2 backup/text2.~1~ $ ls backup text1.bkp.1 text1.bkp.2

Заметьте, что команда rm позволяет использовать опции -i (interactive – интерактивный) и -f (force – принудительный). Если файл удален с помощью rm , файловая система больше не имеет к нему доступа. В некоторых системах для пользователя root по умолчанию определен псевдоним alias rm="rm -i" , позволяющий предотвратить случайное удаление файлов. Эту возможность могут использовать и обычные пользователи, которые боятся случайно удалить что-нибудь.

Перед тем, как закончить рассмотрение этой темы, следует заметить, что для новых файлов команда cp по умолчанию создает новую метку времени. Владельцем (и группой) нового файла становится пользователь (и его группа), который осуществляет копирование. Для сохранения выбранных атрибутов можно использовать опцию -p . Заметьте, что пользователь root может оказаться единственным пользователем, который может сохранять права владения. Дополнительную информацию вы можете найти на man-странице.

Создание и удаление директорий

Вы уже знаете, как создавать директории с помощью команды mkdir . Теперь пойдем дальше и рассмотрим аналог mkdir для удаления директорий – программу rmdir .

Команда mkdir

Предположим, что мы находимся в нашей директории lpi103-2 и хотим создать поддиректории dir1 и dir2. Так же, как и уже рассмотренные команды, команда mkdir может обрабатывать запросы на создание сразу нескольких директорий, как показано в листинге 6.

Листинг 6. Создание нескольких директорий

$ mkdir dir1 dir2

Обратите внимание на отсутствие какого-либо вывода в случае успешного выполнения команды. Чтобы убедиться в том, что код завершения действительно равен 0, вы можете использовать команду echo $? .

Если вы хотите создать вложенную поддиректорию, например, d1/d2/d3, то выполнение команды завершится с ошибкой, поскольку директорий d1 и d2 не существует. К счастью, у команды mkdir есть опция -p , позволяющая создавать любое количество родительских директорий, как показано в листинге 7.

Листинг 7. Создание родительских директорий

$ mkdir d1/d2/d3 mkdir: cannot create directory `d1/d2/d3": No such file or directory $ echo $? 1 $ mkdir -p d1/d2/d3 $ echo $? 0

Команда rmdir

Команда rmdir предназначена для удаления директорий. Если указана опция -p , то удаляются также все родительские директории. Поскольку опции для принудительного удаления не существует, то с помощью rmdir можно удалять только пустые директории. Мы рассмотрим другой способ удаления директорий в разделе . Когда вы познакомитесь с этим способом, возможно, уже не будете часто использовать команду rmdir в командной строке, однако, знать о ней не помешает.

Чтобы продемонстрировать удаление директории, мы скопировали наш файл text1 в директорию d1/d2, которая теперь не пуста. Затем мы выполнили команду rmdir для удаления всех директорий, которые только что были созданы с помощью mkdir . Как вы видите, директории d1 и d2 не были удалены, поскольку директория d2 содержит файлы. Все остальные директории были удалены. Как только мы удалим копию файла text1 из директории d2, мы сможем удалить директории d1и d2 с помощью единственной команды rmdir -p .

Листинг 8. Удаление директорий

$ cp text1 d1/d2 $ rmdir -p d1/d2/d3 dir1 dir2 rmdir: failed to remove directory `d1/d2": Directory not empty $ ls . d1/d2 .: backup sedtab text2 text4 text6 xab yab d1 text1 text3 text5 xaa yaa d1/d2: text1 $ rm d1/d2/text1 $ rmdir -p d1/d2

Обработка нескольких файлов и директорий

До сих пор все используемые нами команды выполняли действия над отдельными файлами или, возможно, над несколькими перечисленными вручную файлами. В оставшейся части этой статьи мы рассмотрим выполнение различных операций над множеством файлов, рекурсивные действия с частью дерева каталогов, а также сохранение и восстановление множества файлов и директорий.

Рекурсивные действия

Рекурсивный вывод содержимого директорий

У команды ls имеется опция -R (обратите внимание на верхний регистр "R") для вывода содержимого директории и всех ее поддиректорий. Рекурсивная опция применяется только к именам директорий; она не найдет в дереве каталогов, например, все файлы с именем "text1". Вы можете использовать и другие известные вам опции совместно с опцией -R . В листинге 9 показан рекурсивный вывод содержимого нашей директории lpi103-2, включая номера дескрипторов inode.

Листинг 9. Рекурсивный вывод содержимого директории

$ ls -iR .: 934194 backup 933892 text1 933898 text3 933900 text5 933894 xaa 933896 yaa 933901 sedtab 933893 text2 933899 text4 933902 text6 933895 xab 933897 yab ./backup: 934193 text1.bkp.1 934195 text1.bkp.2

Рекурсивное копирование

Вы можете использовать опцию -r (или -R или --recursive) команды cp для просмотра исходных директорий и рекурсивного копирования их содержимого. Для предотвращения бесконечной рекурсии сама исходная директория не может быть скопирована. В листинге 10 показано, как полностью скопировать содержимое нашей директории lpi103-2 в поддиректорию copy1. Для просмотра результирующего дерева каталогов мы используем команду ls -R .

Листинг 10. Рекурсивное копирование

$ cp -pR . copy1 cp: cannot copy a directory, `.", into itself, `copy1" $ ls -R .: backup copy1 sedtab text1 text2 text3 text4 text5 text6 xaa xab yaa yab ./backup: text1.bkp.1 text1.bkp.2 ./copy1: text2 text3 text5 xaa yaa yab

Рекурсивное удаление

Ранее мы упоминали, что команда rmdir удаляет только пустые директории. Мы можем использовать опцию -r (или -R или --recursive) команды rm для удаления и файлов и директорий, как показано в листинге 11. В листинге 11 мы удаляем только что созданную директорию copy1 вместе с ее содержимым, включая поддиректорию backup и все файлы в ней.

Листинг 11. Рекурсивное удаление

$ rm -r copy1 $ ls -R .: backup sedtab text1 text2 text3 text4 text5 text6 xaa xab yaa yab ./backup: text1.bkp.1 text1.bkp.2

Если имеются файлы, не доступные вам для записи, то может потребоваться опция -f для принудительного удаления. Это часто используется пользователем root во время очистки системы, однако имейте в виду, что при неосторожном использовании этой опции вы можете потерять важные данные.

Метасимволы и подстановка имен файлов

Часто возникает необходимость выполнить простую операцию над множеством объектов файловой системы, не оперируя целым деревом каталогов, как мы только что делали при выполнении рекурсивных действий. Например, вам может потребоваться узнать время модификации всех текстовых файлов, которые были созданы в директории lpi103-2, не выводя список отдельных файлов. Хотя это достаточно просто сделать для нашей небольшой директории, для больших файловых систем все оказывается намного сложнее.

Для решения этой проблемы используйте поддержку метасимволов, встроенную в интерпретатор bash. Эта поддержка также называется подстановкой имен ("globbing" – название, произошедшее от имени программы /etc/glob) и позволяет вам определять множество файлов с помощью шаблонов подстановки.

? соответствует любому одиночному символу. * соответствует любой строке, включая пустую строку. [ представляет класс символов . Класс символов – это непустая строка, оканчивающаяся символом "]". Соответствие означает совпадение с любым отдельным символом, заключенным в квадратные скобки. Существует несколько специальных соглашений:

• Символы "*" и "?" означают сами себя. Если вы используете их в именах файлов, необходимо уделять внимание правильному использованию кавычек и escape-последовательностей.
• Поскольку строка не должна быть пустой и оканчивается символом "]", вы должны помещать символ "]" первым в строке, если хотите найти для него соответствие.
• Символ "-", помещенный между двумя другими символами, означает диапазон, включающий в себя эти два символа, а также все символы между ними в соответствии со схемой упорядочения. Например, конструкция соответствует любой шестнадцатеричной цифре в нижнем или верхнем регистре. Если вы хотите найти соответствие для символа "-", помещайте его либо первым, либо последним в диапазоне.
• Символ "!", помещенный в первой позиции диапазона, означает, что диапазону будут соответствовать любые символы, за исключением указанных в нем. Например, конструкция [!0-9] соответствует любому символу за исключением цифр от 0 до 9. Символ "!", помещенный в любой другой позиции диапазона, соответствует самому себе. Помните, что символ "!" также используется в истории командного интерпретатора, поэтому будьте внимательны и аккуратно используйте его.

Примечание. Шаблоны подстановки и регулярные выражения имеют определенные сходства, однако это не одно и то же. Обратите на это особое внимание!

Подстановка применяется отдельно к каждому компоненту имени пути. Вы не можете задать соответствие символу "/" или включить его в диапазон. Вы можете использовать его в любом месте для указания нескольких файлов или имен директорий, например, в командах ls , cp , mv или rm . В листинге 12 мы сначала создаем несколько файлов со странными именами, а затем используем команды ls и rm совместно с шаблонами подстановки.

Листинг 12. Примеры шаблонов подстановки

$ echo odd1>"text[*?!1]" $ echo odd2>"text" $ ls backup text1 text2 text3 text5 xaa yaa sedtab text[*?!1] text text4 text6 xab yab $ ls text text2 text3 text4 $ ls text[!2-4] text1 text5 text6 $ ls text** text2 text text3 text4 $ ls text*[!2-4]* # Surprise! text1 text[*?!1] text text5 text6 $ ls text*[!2-4] # Another surprise! text1 text[*?!1] text text5 text6 $ echo text*>text10 $ ls *\!* text[*?!1] text $ ls ** text1 text[*?!1] text10 text2 text text3 text4 text5 text6 xaa xab $ ls ** text[*?!1] text yaa yab $ ls tex?[* text[*?!1] text $ rm tex?[* $ ls *b* sedtab xab yab backup: text1.bkp.1 text1.bkp.2 $ ls backup/*2 backup/text1.bkp.2 $ ls -d .* . ..

Примечания:

1. Образование дополнения совместно с символом "*" может привести к некоторым сюрпризам. Шаблон "*[!2-4]" соответствует самой длинной части имени, после которой не следуют цифры 2, 3 или 4, что соответствует как имени text[*?!1], так и имени text.
2. Так же, как и в предыдущих примерах команды ls , если удовлетворяющее шаблону имя является именем директории, и опция -d не указана, то будет выведен список содержимого этой директории (как в случае с шаблоном "*b*" из нашего примера).
3. Если имя файла начинается с точки (.), то этот символ должен быть указан явно. Заметьте, что только последняя команда ls отобразила две специальных записи (. и..).

Помните, что любой групповой символ обрабатывается командным интерпретатором, что может привести к непредсказуемым результатам. Более того, если вы зададите шаблон подстановки, которому не соответствует ни один объект файловой системы, то в соответствии со стандартом POSIX требуется, чтобы команде была передана исходная строка шаблона. Некоторые более ранние версии передавали команде пустой список, поэтому вам могут встретиться старые сценарии, которые ведут себя необычно. Проиллюстрируем сказанное в листинге 13.

Листинг 13. Сюрпризы при использовании шаблонов подстановки

$ echo text* text1 text10 text2 text3 text4 text5 text6 $ echo "text*" text* $ echo text[[\!?]z?? text[[!?]z??

Для получения дополнительной информации о подстановке имен обратитесь к man-странице man 7 glob . Необходимо указать номер раздела, поскольку информация о подстановке содержится также в разделе 3. Лучший способ научиться работать с шаблонами подстановки – это практика, поэтому пробуйте использовать метасимволы каждый раз, когда вам представится эта возможность. Чтобы избежать непоправимых действий, не забывайте проверять ваши шаблоны подстановки с помощью ls , а уже потом применять к ним такие команды, как cp , mv или, тем более, rm .

Использование touch

В этом разделе мы рассмотрим команду touch , которая может обновлять время доступа к файлу или время его модификации, а также создавать пустые файлы. Вы увидите, как использовать эту информацию для поиска файлов и директорий. В наших примерах мы продолжим использовать директорию lpi103-2. Также мы рассмотрим различные способы задания временных меток.

Команда touch

Команда touch , запущенная без каких-либо опций, принимает в качестве параметров один или несколько имен файлов и обновляет время их модификации – значение, которое обычно отображается при подробном выводе содержимого директорий. В листинге 14 мы используем хорошо знакомую нам команду echo для создания небольшого файла с именем f1, а затем выводим содержимое директории в подробном виде для отображения времени модификации (или mtime ). В данном случае временем модификации будет являться время создания файла. Затем мы используем команду sleep , чтобы подождать 60 секунд, и запускаем команду ls снова. Заметьте, что временная метка файла изменилась на одну минуту.

Листинг 14. Обновление времени последнего изменения при помощи touch

$ echo xxx>f1; ls -l f1; sleep 60; touch f1; ls -l f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:24 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1

Если вы укажете имя несуществующего файла, то команда touch создаст пустой файл с этим именем (если не используется опция -c или --no-create). В листинге 15 приведены примеры обеих команд. Обратите внимание на то, что был создан только файл f2.

Листинг 15. Создание пустых файлов при помощи touch

$ touch f2; touch -c f3; ls -l f* -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:27 f2

С помощью опции -d или -t команды touch можно также устанавливать дату и время модификации файлов (также известное как mtime ) соответственно. Опция -d понимает много различных форматов даты и времени, тогда как опция -t требует, чтобы время было указано в формате MMDDhhmm (год и секунды являются необязательными параметрами). В листинге 16 приведено несколько примеров.

Листинг 16. Установка mtime при помощи touch

$ touch -t 200908121510.59 f3 $ touch -d 11am f4 $ touch -d "last fortnight" f5 $ touch -d "yesterday 6am" f6 $ touch -d "2 days ago 12:00" f7 $ touch -d "tomorrow 02:00" f8 $ touch -d "5 Nov" f9 $ ls -lrt f* -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-07-31 18:31 f5 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-12 12:00 f7 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-12 15:10 f3 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-13 06:00 f6 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 11:00 f4 -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:27 f2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-15 02:00 f8 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-11-05 00:00 f9

Если вы затрудняетесь составить выражение для нужной даты, то вы можете определиться с помощью команды date . Эта команда также имеет опцию -d и может понимать те же самые форматы даты, что и команда touch .

Вы можете использовать опцию -r (или --reference) совместно с именем ссылочного файла , чтобы указать программе touch (или date) на то, что она должна установить дату в соответствии с временной меткой существующего файла. В листинге 17 приведено несколько примеров.

Листинг 17. Временные метки ссылочных файлов

$ date Fri Aug 14 18:33:48 EDT 2009 $ date -r f1 Fri Aug 14 18:25:50 EDT 2009 $ touch -r f1 f1a $ ls -l f1* -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 f1a

Система Linux записывает как время модификации файла, так и время доступа к файлу (mtime и atime соответственно). Обе временные метки имеют одинаковое значение в момент создания файла и вместе сбрасываются при его изменении. Если было выполнено обращение к файлу, то обновляется время доступа, даже если файл не был модифицирован. В нашем последнем примере работы с командой touch мы рассмотрим время доступа . Опция -a (или --time=atime , --time=access или --time=use) указывает на то, что время доступа необходимо обновить. В листинге 18 мы используем команду cat для обращения к файлу f1 и вывода его содержимого. Затем мы используем команды ls -l и ls -lu для вывода времени модификации и времени доступа, соответственно, для файлов f1 и f1a, который мы создали, используя файл f1 в качестве ссылочного файла. В заключение, с помощью touch -a мы меняем время доступа файла f1 на время доступа файла f1a и проверяем результат.

Листинг 18. Время доступа и время модификации

$ ls -lu f1* -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:39 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 f1a $ ls -l f1* -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 f1a $ touch -a -r f1a f1 $ ls -lu f1* -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 f1a

Более полную информацию о различных спецификациях времени и даты вы можете получить на man- или info-страницах команд touch и date .

Поиск файлов

Теперь, когда наша тема о файлах и директориях была исчерпана молотом рекурсии и подстановок, давайте рассмотрим команду find , которая больше похожа на хирургический скальпель. Команда find используется для поиска файлов в дереве каталогов на основе их имени, даты или размера. В этот раз мы снова будем использовать нашу директорию lpi103-2.

Команда find

Команда find выполняет поиск файлов или директорий, используя полное имя или его часть; поиск может выполняться и по другим критериям, таким как размер, тип, владелец, дата создания или последнего обращения. Наиболее распространенным является поиск по имени или по его части. В листинге 19 приведено несколько примеров поиска файлов: сначала мы ищем в директории lpi103-2 все файлы, в названии которых содержится символ "1" или "k", а затем выполняем поиск путей, о котором подробно поясняется в примечаниях.

Листинг 19. Поиск файлов по имени

$ find . -name "**" ./f1a ./f1 ./text10 ./backup ./backup/text1.bkp.1 ./backup/text1.bkp.2 ./text1 $ find . -ipath "*ACK*1" ./backup/text1.bkp.1 $ find . -ipath "*ACK*/*1" [

Примечания:

В первом примере листинга 19 мы нашли как файлы, так и директорию (./backup). Чтобы ограничить поиск, используйте параметр -type совместно с указанием типа (значение, состоящее из одного символа): "f" – обычные файлы, "d" – директории, "l" – символические ссылки. О других типах вы можете узнать на man-странице команды find . В листинге 20 представлены результаты поиска директорий (параметр -type d) с указанием имени (*, что в данном случае означает все директории).

Листинг 20. Поиск файлов по типу

$ find . -type d . ./backup $ find . -type d -name "*" . ./backup

Обратите внимание на то, что параметр -type d без указания имени выводит директории, имена которых начинаются с точки (в нашем случае только текущая директория); этот же результат достигается при использовании группового символа "*".

Можно также выполнять поиск файлов по их размеру; можно искать файлы определенного размера (n), а также файлы, размер которых больше (+n) или меньше (-n) заданного значения. Задавая начальные и конечные значения, можно искать файлы, размер которых попадает в заданный диапазон. По умолчанию опция -size команды find использует единицу измерения "b" – блоки, размером в 512 байтов. Другими единицами измерения могут быть "c" (байты) или "k" (килобайты). В листинге 21 мы сначала находим все файлы с нулевым размером, а затем все файлы, размером в 24 или 25 байтов. Обратите внимание на то, что если указать вместо опции -size 0 опцию -empty , то также будут найдены все файлы с нулевым размером.

Листинг 21. Поиск файлов по размеру

$ find . -size 0 ./f1a ./f6 ./f8 ./f2 ./f3 ./f7 ./f4 ./f9 ./f5 $ find . -size -26c -size +23c -print ./text2 ./text5 ./backup/text1.bkp.1 ./backup/text1.bkp.2 ./text1

Во втором примере листинга 21 мы используем опцию -print , являющуюся примером действия , которое может быть выполнено над результатами поиска. В интерпретаторе bash это действие выполняется по умолчанию, если не указаны другие действия. В некоторых системах и командных интерпретаторах действие должно быть обязательно указано, в противном случае вы не увидите никаких результатов на экране.

Другими действиями являются -ls (вывод информации о файле, аналогичный выводу команды ls -lids) и -exec (выполнение команды для каждого файла). Действие -exec должно оканчиваться точкой с запятой, чтобы интерпретатор не воспринимал его как обычный набор команд. Также поставьте {} в любом месте команды, в котором должен использоваться возвращаемый файл. Не забывайте, что командный интерпретатор обрабатывает фигурные скобки, поэтому их необходимо указывать в виде escape-последовательностей (или заключать в кавычки). В листинге 22 показан пример использования опций -ls и -exec для вывода информации о файлах. Обратите внимание на то, что во втором примере не выводится информация об индексных дескрипторах inode.

Листинг 22. Поиск и выполнение действий над файлами

$ find . -size -26c -size +23c -ls 933893 4 -rw-rw-r-- 1 ian ian 25 Aug 11 14:27 ./text2 933900 4 -rw-rw-r-- 1 ian ian 24 Aug 11 18:47 ./text5 934193 4 -rw-rw-r-- 1 ian ian 24 Aug 12 15:36 ./backup/text1.bkp.1 934195 4 -rw-rw-r-- 1 ian ian 24 Aug 12 15:36 ./backup/text1.bkp.2 933892 4 -rw-rw-r-- 1 ian ian 24 Aug 11 14:02 ./text1 $ find . -size -26c -size +23c -exec ls -l "{}" \; -rw-rw-r--. 1 ian ian 25 2009-08-11 14:27 ./text2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-11 18:47 ./text5 -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-12 15:36 ./backup/text1.bkp.1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-12 15:36 ./backup/text1.bkp.2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 24 2009-08-11 14:02 ./text1

Опцию -exec можно использовать для различных задач, и ее возможности ограничены лишь вашим воображением. Например, команда

Find . -empty -exec rm "{}" \;

Удаляет из дерева каталогов все пустые файлы, а команда

Find . -name "*.htm" -exec mv "{}" "{}l" \;

Переименовывает все файлы с расширением.htm на файлы с расширением.html.

В нашем последнем примере команды find мы выполняем поиск файлов на основе определенных временных меток (с которыми работает команда touch). Листинг 23 содержит три примера.

1. При использовании опции -mtime -2 команда find ищет все файлы, которые были изменены за последние два дня. В данном случае день – это 24 часа начиная с текущего момента. Заметьте, что если бы вам требовалось найти файлы на основе времени доступа, а не времени модификации, то можно использовать для этого опцию -atime .
2. Добавление опции -daystart означает, что мы хотим выполнять отсчет в календарных днях, начиная с полуночи. Таким образом, в этом примере отсутствует файл f3.
3. В последнем примере мы демонстрируем использование временного диапазона, заданного в минутах, а не в днях, для поиска файлов, которые были изменены от часа (60 минут) до десяти часов (600 минут) назад.

Листинг 23. Поиск файлов по временным меткам

$ date Sat Aug 15 00:27:36 EDT 2009 $ find . -mtime -2 -type f -exec ls -l "{}" \; -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 ./f1a -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 ./f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-13 06:00 ./f6 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-15 02:00 ./f8 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:27 ./f2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 58 2009-08-14 17:30 ./text10 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 11:00 ./f4 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-11-05 00:00 ./f9 $ find . -daystart -mtime -2 -type f -exec ls -l "{}" \; -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 ./f1a -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 ./f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-15 02:00 ./f8 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:27 ./f2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 58 2009-08-14 17:30 ./text10 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 11:00 ./f4 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-11-05 00:00 ./f9 $ find . -mmin -600 -mmin +60 -type f -exec ls -l "{}" \; -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:25 ./f1a -rw-rw-r--. 1 ian ian 4 2009-08-14 18:25 ./f1 -rw-rw-r--. 1 ian ian 0 2009-08-14 18:27 ./f2 -rw-rw-r--. 1 ian ian 58 2009-08-14 17:30 ./text10

В нашем кратком руководстве мы не может познакомить вас со всеми многочисленными опциями команды find . Если вы хотите узнать больше об этой команде, то обратитесь к соответствующим man-страницам.

Определение типа файла

Часто файлы имеют расширения (такие как gif, jpeg или html), которые позволяют понять, что может находиться внутри файла. В Linux такие расширения не являются обязательными и, как правило, не используются для определения типов файлов. Если вы знаете тип файла, вы можете выбрать подходящую программу для работы с ним. Команда file позволяет получить некоторую информацию о типе данных, хранящихся в одном или нескольких файлах. В листинге 24 приведено несколько примеров использования команды file .

Листинг 24. Определение содержимого файла

$ file backup text1 f2 ../p-ishields.jpg /bin/echo backup: directory text1: ASCII text f2: empty ../p-ishields.jpg: JPEG image data, JFIF standard 1.02 /bin/echo: ELF 32-bit LSB executable, Intel 80386, version 1 (SYSV), dynamically linked (uses shared libs), for GNU/Linux 2.6.18, stripped

Команда file пытается проанализировать каждый файл с помощью трех различных проверок. Проверки файловой системы используют результаты команды stat для определения того, чем является файл, например, он может являться пустым файлом или директорией. Так называемые magic проверки выполняют поиск в файлах определенного содержимого, позволяющего идентифицировать их. Эти идентификационные сигнатуры также известны как magic numbers . И наконец, языковые проверки проверяют содержимое текстовых файлов и пытаются определить их тип (XML-файл, исходный код на C или C++, файл troff или любой другой файл с исходным кодом какого-либо языкового процессора). Если не указана опция -k или --keep-going , то выводится информация о первом найденном типе файла, а дальнейшие проверки прекращаются.

Команда file имеет много опций, о которых вы можете узнать из man-страниц. В листинге 25 показано, как использовать опцию -i (или --mime) для вывода типа файла в виде MIME строки.

Листинг 25. Определение содержимого файла в виде MIME

$ file -i backup text1 f2 ../p-ishields.jpg /bin/echo backup: application/x-directory; charset=binary text1: text/plain; charset=us-ascii f2: application/x-empty; charset=binary ../p-ishields.jpg: image/jpeg; charset=binary /bin/echo: application/x-executable; charset=binary

Команда file также работает и с файлами, содержащими сигнатуры magic number. Дополнительную информацию вы можете найти на man-страницах.

Примечание. Команда identify из состава пакета ImageMagick является дополнительным инструментом, позволяющим получить более подробную информацию о графических файлах.

Сжатие файлов

При создании резервных копий файлов, а также при их архивировании или передаче обычно применяется сжатие. Две популярных программы для сжатия файлов в Linux – это gzip и bzip2 . Команда gzip использует алгоритм Лемпеля-Зива, а команда bzip2 – блочно-сортирующий алгоритм Барроуза-Уилера.

Программы gzip и gunzip

Обычно наибольшая степень сжатия достигается при обработке текстовых файлов. Многие графические форматы уже являются сжатыми, поэтому для них (а, возможно, и для других двоичных файлов) сжатие может оказаться малоэффективным. Чтобы продемонстрировать результаты сжатия достаточно объемного текстового файла, давайте скопируем файл /etc/services в нашу директорию и сожмем его с помощью gzip, как показано в листинге 26. Мы используем опцию -p команды cp для сохранения метки времени файла /etc/services. Обратите внимание на то, что сжатый файл имеет расширение.gz и ту же самую метку времени.

Листинг 26. Сжатие с помощью gzip

$ cp -p /etc/services . $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services $ gzip services $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 124460 2009-04-10 04:42 services.gz

Файлы, сжатые с помощью gzip, распаковываются той же самой программой, запущенной с опцией -d , или командой gunzip (второй способ более распространен). В листинге 27 продемонстрирован первый способ. Обратите внимание на то, что имя и временная метка распакованного файла совпадают с исходным файлом.

Листинг 27. Распаковка с помощью gzip

$ gzip -d services.gz $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services

Команды bzip2 и bunzip2

Как видно из листинга 28, работа команды bzip2 аналогична работе команды gzip .

Листинг 28. Сжатие с помощью bzip2

$ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services $ bzip2 services $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 113444 2009-04-10 04:42 services.bz2 $ bunzip2 services.bz2 $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services

Различия между gzip и bzip2

Хотя программы bzip2 и gzip имеют много одинаковых опций, они не идентичны. Вы могли заметить, что в обоих примерах распакованный файл имел те же имя и метку времени, что и исходный файл. Тем не менее, в результате переименования файла или выполнения над ним команды touch это поведение может измениться. У команды gzip имеется опция -N или --name , которая позволяет сохранять имя и временную метку, однако такой опции нет у команды bzip2 . Также у команды gzip имеется опция -l для вывода информации о сжатом файле, включая имя, которое он получит после распаковки. В листинге 29 показаны некоторые различия между этими командами.

Листинг 29. Некоторые различия между gzip и bzip2

$ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services $ gzip -N services $ touch services.gz $ mv services.gz services-x.gz $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 124460 2009-09-23 14:08 services-x.gz $ gzip -l services-x.gz compressed uncompressed ratio uncompressed_name 124460 630983 80.3% services-x $ gzip -lN services-x.gz compressed uncompressed ratio uncompressed_name 124460 630983 80.3% services $ gunzip -N services-x.gz $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 630983 2009-04-10 04:42 services $ $ bzip2 services $ mv services.bz2 services-x.bz2 $ touch services-x.bz2 $ ls -l serv* -rw-r--r--. 1 ian ian 113444 2009-09-23 14:10 services-x.bz2 $ bunzip2 services-x.bz2 $ ls -l serv* -rw-rw-r--. 1 ian ian 630983 2009-09-23 14:10 services-x $ rm services-x # Don"t need this any more

И gzip , и bzip2 получают входные данные с устройства stdin. У обеих команд имеется опция -c для направления вывода на устройство stdout.

С командой bzip2 связаны две другие команды.

1. Команда bzcat распаковывает файлы на устройство stdout и эквивалентна команде bzip2 -dc .
2. Команда bzip2recover пытается восстановить данные из поврежденных файлов bzip2.

Дополнительную информацию о командах gzip и bzip2 вы можете найти на соответствующих man-страницах.

Другие инструменты для сжатия

В системах Linux и UNIX все еще часто встречаются две более старых программы – compress и uncompress .

Кроме того, для операционной системы Linux в рамках проекта Info-ZIP разработаны утилиты zip и unzip . В этих программах используются кроссплатформенные функции сжатия, работающие на различном оборудовании под управлением различных операционных систем. Имейте в виду, что в различных операционных системах могут использоваться различные файловые атрибуты и возможности файловых систем. Если вы загрузите сжатый установочный zip-файл, распакуете его в операционной системе Windows, а затем запишете на компакт- или DVD-диск для последующей установки в Linux, то при установке с этого диска могут возникнуть проблемы; например, в ОС Windows отсутствует поддержка символических ссылок, которые могут оказаться частью несжатого исходного набора файлов.

Для получения дополнительной информации об этих и других программах, предназначенных для сжатия и распаковки, обратитесь к соответствующим man-страницам.

Архивирование файлов

Для создания резервных копий групп файлов или даже целых разделов, а также для архивирования и передачи файлов на другой компьютер или другому пользователю широко применяются команды tar , cpio и dd . Вопросы резервного копирования подробно рассматриваются в экзамене LPI 201 на администратора среднего уровня (LPIC-2).

Существует три основных подхода к резервному копированию.

1. Дифференциальное или кумулятивное архивирование – резервирование всех данных, которые изменились с момента создания последнего полного архива. Для восстановления данных необходимо иметь последний полный архив и самый последний дифференциальный архив.
2. Инкрементное архивирование – резервирование только тех изменений, которые наступили с момента создания последнего инкрементного архива. Для восстановления данных необходимо иметь последний полный архив и все инкрементные архивы (по порядку), созданные после создания полного архива.
3. Полное архивирование – резервирование всех данных целиком (обычно это файловая система, директория или группа файлов). Поскольку в этом случае время создания архива оказывается максимальным, то этот подход используется совместно с двумя другими.

Эти команды, а также другие команды, о которых вам уже известно из этой статьи, позволяют создавать резервные копии любым из трех вышеперечисленных способов.

Команда tar

Команда tar (исходное название Tape ARchive ) создает архивный файл (другое его название tarfile или tarball ) из нескольких файлов или директорий, а также извлекает файлы из созданных архивов. Если вы передали на вход команде tar имя директории, то в архив автоматически будут включены все находящиеся в ней файлы и поддиректории; благодаря этому tar очень удобно использовать для архивирования целых веток дерева каталогов.

Вывод может быть направлен в файл, на устройство архивирования (например, ленточный накопитель или другой сменный накопитель) или на стандартное устройство вывода stdout. Конечное местоположение указывается с помощью опции -f . Другими наиболее часто используемыми опциями являются -c (создать архив), -x (распаковать архив), -v (вывод подробного списка, содержащего имена обрабатываемых файлов), -z (использовать сжатие gzip) и -j (использовать сжатие bzip2). Большинство опций команды tar можно указывать кратко, используя одиночный дефис, и подробно, используя двойной дефис. Краткая форма показана в нашем примере. Информацию о дополнительных опциях и о подробной форме их записи вы можете найти на man-страницах.

В листинге 30 показано, как создать резервную копию нашей директории lpi103-2 с помощью tar .

Листинг 30. Создание резервной копии директории lpi103-2 с помощью tar

$ tar -cvf ../lpitar1.tar . ./ ./text3 ./yab ... ./f5

Обычно архивные файлы сжимаются для экономии дискового пространства или времени передачи архива. GNU-версия программы tar позволяет одновременно выполнять обе операции при помощи опции -z (сжатие с помощью gzip) или -b (сжатие с помощью bzip2). В листинге 31 приведен пример использования опции -z , а также показаны различия в размерах двух архивных файлов.

Листинг 31. Сжатие tar архива с помощью gzip

$ tar -zcvf ../lpitar2.tar ~/lpi103-2/ tar: Removing leading `/" from member names /home/ian/lpi103-2/ /home/ian/lpi103-2/text3 /home/ian/lpi103-2/yab ... /home/ian/lpi103-2/f5 $ ls -l ../lpitar* -rw-rw-r--. 1 ian ian 30720 2009-09-24 15:38 ../lpitar1.tar -rw-rw-r--. 1 ian ian 881 2009-09-24 15:39 ../lpitar2.tar

В листинге 31 используется еще одна важная функция tar . Мы указали абсолютный путь для нашей директории и видим, что в первой строке вывода tar сообщает о том, что из имен файлов удаляется вводный символ косой черты (/). Это позволяет восстанавливать файлы в любые другие местоположения для их проверки и играет особо важную роль при восстановлении системных файлов. Если же вам все-таки необходимо сохранить абсолютные пути, используйте для этого опцию -p . Избегайте совместного использования абсолютных и относительных путей при создании архива, поскольку при восстановлении из архива все пути станут относительными.

Команда tar может добавлять файлы к существующему архиву; для этого используется опция -r или --append . В результате в архив могут быть добавлены несколько копий одного и того же файла. В этом случае при извлечении из архива будет восстановлен тот файл, который был добавлен последним . Чтобы восстановить определенную копию файла, используйте опцию --occurrence . Если архив хранится не на ленте, а в обычной файловой системе, то можно использовать опцию -u или --update для его обновления. В этом случае операция обновления похожа на операцию добавления файлов за исключением того, что временные метки файлов в архиве сравниваются с временными метками добавляемых файлов, и добавляются только те файлы, которые были изменены с момента создания архива. Как уже упоминалось, это не работает при использовании архивов на ленте.

Команда tar может сравнивать архивы с текущей файловой системой и извлекать файлы из архивов. Для сравнения используется опция -d , --compare или --diff . В результате сравнения будут показаны все файлы с отличающимся содержимым, а также все файлы с отличающимися временными метками. По умолчанию выводятся только различающиеся файлы (если они есть). Для подробного вывода используйте рассмотренную ранее опцию -v . Опция -C или --directory указывает команде tar выполнять операцию, начиная с указанной директории, а не с текущей.

В листинге 32 приведено несколько примеров. С помощью команды touch мы изменили временную метку файла f1, а затем выполнили сравнение, прежде чем извлечь файл f1 из одного из наших архивов. Чтобы продемонстрировать возможности tar , мы использовали различные опции.

Листинг 32. Сравнение и восстановление с помощью tar

$ touch f1 $ tar --diff --file ../lpitar1.tar . ./f1: Mod time differs $ tar -df ../lpitar2.tar -C / home/ian/lpi103-2/f1: Mod time differs $ tar -xvf ../lpitar1.tar ./f1 # See below ./f1 $ tar --compare -f ../lpitar2.tar --directory /

Имена извлекаемых из архива файлов или директорий должны соответствовать их именам в архиве. В нашем примере попытка восстановить файл f1 вместо./f1 окончится неудачей. Вы можете использовать подстановку имен, однако будьте внимательны, иначе в результате может быть извлечено не совсем то, что вам было нужно. Если вы хотите посмотреть, что хранится в архиве, используйте опцию --list или -t для получения списка его содержимого. В листинге 33 приведен пример использования групповых символов, в результате чего из архива извлекается не только файл./f1.

Листинг 33. Просмотр содержимого архива с помощью tar

$ tar -tf ../lpitar1.tar "*f1*" ./f1a ./f1

Вы можете выбирать файлы, которые необходимо поместить в архив, с помощью команды find , а затем передавать по конвейеру результаты поиска на вход команде tar. Мы рассмотрим этот способ при изучении команды cpio , но он также работает и с командой tar .

Как и в случае с другими командами, которые встречаются в наших учебных руководствах, мы не можем рассмотреть все опции команды tar . Для получения дополнительной информации обращайтесь к man- или info-страницам.

Команда cpio

Команда cpio работает в трех режимах: copy-out для создания архива, copy-in для извлечения из архива и copy-pass для копирования набора файлов из одного местоположения в другое. Для режима copy-out используется опция -o или --create , для режима copy-in – опция -i или --extract и, наконец, для режима copy-pass – опция -p или --pass-through . Список входных файлов команда получает со стандартного устройства ввода stdin. Вывод направляется либо на стандартное устройство вывода stdout, либо на устройство или в файл, указанный с помощью опции -f или --file .

В листинге 34 показано, как сгенерировать список файлов с помощью команды find и передать их команде cpio . Обратите внимание на использование опции -print0 команды find для генерации имен файлов в виде строк с завершающим нулем, а также на соответствующую опцию --null команды cpio , позволяющую считывать данные в этом формате. Использование этих опций позволяет обрабатывать имена файлов, содержащих символы пробела или новой строки. Опция -depth указывает команде find вывести записи директории перед именем директории. В нашем примере мы создаем два архива нашей директории lpi103-2: один архив с относительными путями, второй – с абсолютными. Мы не используем различные возможности команды find для ограничения списка файлов (например, поиск только тех файлов, которые были изменены на этой неделе).

Листинг 34. Создание резервной копии директории с помощью cpio

$ find . -depth -print0 | cpio --null -o > ../lpicpio.1 3 blocks $ find ~/lpi103-2/ -depth -print0 | cpio --null -o > ../lpicpio.2 4 blocks

Если вы хотите, чтобы на экране отображались имена архивируемых файлов, то используйте опцию -v команды cpio .

Команда cpio в режиме copy-in (опция -i или --extract) может выводить содержимое архива или извлекать выбранные файлы. При выводе содержимого архива некоторые старые версии cpio убирают начальный символ / из каждого имени (если оно содержит его) и выводят соответствующее сообщение. Чтобы избавиться от этих посторонних сообщений при просмотре содержимого архива, вы можете указать опцию --absolute-filenames . Эта опция незаметно игнорируется во многих текущих реализациях. В листинге 35 показан выборочный вывод содержимого наших двух предыдущих архивов.

Листинг 35. Просмотр и извлечение выбранных файлов с помощью cpio

$ cpio -i --list "*backup*" < ../lpicpio.1 backup backup/text1.bkp.1 backup/text1.bkp.2 3 blocks $ cpio -i --list absolute-filenames "*text1*" < ../lpicpio.2 /home/ian/lpi103-2/text10 /home/ian/lpi103-2/backup/text1.bkp.1 /home/ian/lpi103-2/backup/text1.bkp.2 /home/ian/lpi103-2/text1 4 blocks

В листинге 36 показано, как извлечь все файлы, содержащие в имени "text1", вместе с их путями во временную директорию. Некоторые из этих файлов расположены в поддиректориях. В отличие от tar , вам необходимо явно указать опцию -d или --make-directories в том случае, если дерево директорий не существует. Кроме того, команда cpio не замещает существующие файлы с более поздней датой, если не указана опция -u или --unconditional .

Листинг 36. Извлечение выбранных фалов с помощью cpio

$ mkdir temp $ cd temp $ cpio -idv "*f1*" "*.bkp.1" < ../../lpicpio.1 f1a f1 backup/text1.bkp.1 3 blocks $ cpio -idv "*.bkp.1" < ../../lpicpio.1 cpio: backup/text1.bkp.1 not created: newer or same age version exists backup/text1.bkp.1 3 blocks $ cpio -id --no-absolute-filenames "*text1*" < ../../lpicpio.2 cpio: Removing leading `/" from member names 4 blocks ./home/ian/lpi103-2/backup/text1.bkp.1 ./home/ian/lpi103-2/backup/text1.bkp.2 ./home/ian/lpi103-2/text1 ./backup/text1.bkp.1 $ cd .. $ rm -rf temp # You may remove these after you have finished

Для получения дополнительной информации о различных опциях обратитесь к man-странице.

Команда dd

В простейшем случае команда dd копирует исходный файл в новый файл. Так как вы уже знакомы с командой cp , вы можете поинтересоваться, для чего нужна еще одна команда, копирующая файлы? Дело в том, что команда dd может выполнять ряд действий, которые не может выполнять обычная команда cp . В частности, она может выполнять преобразования над файлами, такие как перевод из нижнего регистра в верхний или перевод из кодировки ASCII в кодировку EBCDIC. Также она может работать с блоками файлов, что может оказаться полезным при переносе файла на ленточное устройство. Эта команда может пропускать или использовать только выбранные блоки файла. И, наконец, она может читать и записывать на raw-устройства, такие как /dev/sda, что позволяет создавать или восстанавливать файл, являющийся образом целого раздела. Как правило, для записи на устройства необходимо обладать привилегиями пользователя root.

Мы начнем с простого примера, в котором выполняется перевод текстового файла в верхний регистр с помощью опции conv , как показано в листинге 37. С помощью опции if мы указываем, что входные данные должны браться из файла, а не со стандартного устройства ввода. Существует аналогичная опция of , которая переопределяет стандартное устройство вывода, используемое по умолчанию. Для демонстрации возможностей программы мы указываем различные размеры входных и выходных блоков с помощью опций ibs и obs . В случае работы с большими файлами может оказаться удобным использовать блоки большего размера для ускорения операций по передаче данных с диска на диск. В остальных случаях размеры блоков в основном используются для работы с магнитными лентами. Обратите внимание на три строки статуса в конце листинга, которые показывают, сколько целых и частичных блоков было прочитано и записано, а также итоговый размер переданных данных.

Листинг 37. Перевод текста в верхний регистр с помощью dd

$ cat text6 1 apple 2 pear 3 banana 9 plum 3 banana 10 apple 1 apple 2 pear 3 banana 9 plum 3 banana 10 apple $ dd if=text6 conv=ucase ibs=20 obs=30 1 APPLE 2 PEAR 3 BANANA 9 PLUM 3 BANANA 10 APPLE 1 APPLE 2 PEAR 3 BANANA 9 PLUM 3 BANANA 10 APPLE 4+1 records in 3+1 records out 98 bytes (98 B) copied, 0.00210768 s, 46.5 kB/s

Любой из файлов может являться raw-устройством. Обычно так происходит в случае с магнитной лентой, однако в файл или на ленту может быть помещена резервная копия всего дискового раздела, например /dev/hda1 или /dev/sda2. В идеальном случае файловая система устройства должна быть демонтирована или, по крайней мере, смонтирована в режиме только для чтения – это позволит гарантировать, что данные не изменятся за время создания их архивной копии. В примере листинга 38 входной файл является raw-устройством dev/sda2, а результирующий файл – обычным файлом backup-1, расположенным в домашней директории пользователя root. Чтобы создать дамп файла на ленте или другом сменном носителе, необходимо использовать опции наподобие of=/dev/fd0 или of=/dev/st0 .

Листинг 38. Создание резервной копии раздела с помощью dd

# dd if=/dev/sda2 of=backup-1 1558305+0 records in 1558305+0 records out 797852160 bytes (798 MB) copied, 24.471 s, 32.6 MB/s

Заметьте, что было скопировано 797,852,160 байтов данных, и результирующий файл действительно имеет такой размер, хотя дисковое пространство этого раздела используется всего на 3%. Если вы не используете аппаратное сжатие при копировании на ленту, возможно вам потребуется сжать данные. В листинге 39 показано, как сделать это; команды ls и df позволяют оценить размеры файлов и процент использования файловой системы на устройстве/dev/sda2.

Листинг 39. Создание резервной копии с использованием сжатия с помощью dd

# dd if=/dev/sda2 |gzip >backup-2 1558305+0 records in 1558305+0 records out 797852160 bytes (798 MB) copied, 23.4617 s, 34.0 MB/s # ls -l backup- -rw-r--r--. 1 root root 797852160 2009-09-25 17:13 backup-1 -rw-r--r--. 1 root root 995223 2009-09-25 17:14 backup-2 # df -h /dev/sda2 Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on /dev/sda2 755M 18M 700M 3% /grubfile

Сжатие с помощью gzip уменьшает размер файла примерно на 20%. Тем не менее, неиспользуемые блоки могут содержать произвольные данные, поэтому даже сжатый архив может иметь больший размер, чем общий размер данных в разделе.

Если вы разделите общее количество скопированных байтов на количество обработанных записей, то вы увидите, что dd записывает данные в виде блоков по 512 байтов. Если копирование осуществляется на raw-устройство, такое как лента, то скорость копирования может существенно снизиться. Как упоминалось ранее, для изменения размера выходного блока можно использовать опцию obs , а для изменения размера входного блока – опцию ibs . С помощью опции bs можно задать общий размер как для входного, так и для входного блока. Если вы используете ленточный накопитель, то не забудьте использовать при чтении с ленты те же размеры блоков, что и для записи на ленту.

Если для хранения архивов необходимо использовать несколько ленточных кассет или других сменных носителей, то может потребоваться разбить архив на несколько более мелких частей с помощью такой утилиты как split . Если вам необходимо пропустить такие блоки, как метки диска или ленты, то вы можете сделать это с помощью dd . Примеры вы можете найти на man-страницах.

Команда dd не ориентирована на работу с файловой системой, поэтому если вы хотите узнать, какие данные содержатся в разделе, необходимо восстановить его дамп. В листинге 40 показано, как восстановить раздел из дампа, созданного в листинге 39, в раздел /dev/sdc7, который был специально создан для нашего примера на сменном USB-накопителе.

Листинг 40. Восстановление раздела с помощью dd

# gunzip backup-2 -c | dd of=/dev/sdc7 1558305+0 records in 1558305+0 records out 797852160 bytes (798 MB) copied, 30.624 s, 26.1 MB/s

Вам может быть интересно узнать, что некоторые программы для записи компакт- и DVD-дисков скрыто используют команду dd для непосредственной записи данных на устройство. Если ваша программа записывает все выполняемые действия в журнал, то теперь, когда вы немного знаете о dd , вам будет полезно просмотреть его. Если вы записываете ISO-образ на компакт- или DVD-диск, то один из способов убедиться, что в процессе записи не возникло никаких ошибок – это прочитать данные с диска при помощи dd и передать результаты на вход команде cmp . В листинге 41 показан общий подход, в котором вместо ISO-образа используется наш файл архива, созданный ранее. Обратите внимание на то, что мы подсчитываем количество блоков, которые должны быть прочитаны, на основании размера образа.

Листинг 41. Сравнение образа с файловой системой

# ls -l backup-1 -rw-r--r--. 1 root root 797852160 2009-09-25 17:13 backup-1 # echo $((797852160 / 512)) # calculate number of 512 byte blocks 1558305 # dd if=/dev/sdc7 bs=512 count=1558305 | cmp - backup-1 1558305+0 records in 1558305+0 records out 797852160 bytes (798 MB) copied, 26.7942 s, 29.8 MB/s