Книга: Linux-сервер своими руками

4.1. Файлы и каталоги. Дерево каталогов

4.1. Файлы и каталоги. Дерево каталогов

В свое время, при использовании DOS вводилось определение файла как поименованной области данных на диске — на то DOS и дисковая операционная система. В Linux понятие файла значительно расширено. Практически все, с чем вы имеете дело в Linux, является файлом. Команды, которые вы вводите с клавиатуры, — это файлы, которые содержат программы. Устройства вашего компьютера – это тоже файлы. Грубо говоря, файл — это последовательность битов, а жесткий диск — просто смесь нулей и единиц. Linux представляет биты так, как вам понятно, и в этом заключается одна из ее основных функций — управление файловой системой. Файловая система — способ организации и представления битов на жестком диске.

Большинство файловых систем Unix-подобных операционных систем сходны между собой. Файловая система Linux — ext2 (ext3) — очень похожа на файловую систему ufs. К основным понятиям файловых систем в мире unix относятся:

1. Блок загрузки (boot block).

2. Суперблок (superblock).

3. Индексный (информационный) узел (inode).

4. Блок данных (data block).

5. Блок каталога (directory block).

6. Косвенный блок (indirection block).

Блок загрузки содержит программу для первоначального запуска Unix.

В суперблоке содержится общая информация о файловой системе. В суперблоке также содержится информация о количестве свободных блоков и информационных узлов. Для повышения устойчивости создается несколько копий суперблока, но при монтировании используется только одна. Если первая копия суперблока повреждена, то используется его резервная копия.

В индексном (информационном) узле хранится вся информация о файле, кроме его имени. Имя файла и его дескриптор (номер информационного узла — inode) хранятся в блоке каталога. В информационном узле есть место только для хранения нескольких блоков данных. Если же нужно обеспечить большее количество, то в этом случае динамически выделяется необходимое  пространство для указателей на новые блоки данных. Такие блоки называются косвенными. Для того, чтобы найти блок данных, нужно найти его номер в косвенном блоке.

Файловая система ext2 имеет следующую структуру (см. рис. 4.1):

1. Суперблок.

2. Описатель группы.

3. Карта блоков.

4. Карта информационных узлов.

5. Таблица информационных узлов.

6. Блоки данных.

Рис. 4.1. Структура файловой системы

Суперблок, как уже отмечалось выше, содержит информацию обо всей файловой системе. Он имеется в каждой группе блоков, но это всего лишь копия суперблока первой группы блоков: так достигается избыточность файловой системы.

Описатель (дескриптор) группы содержит информацию о группе блоков. Каждая группа имеет свой дескриптор группы. Карты блоков и информационных узлов — это массивы битов, которые указывают на блоки или информационные узлы соответственно. Таблица информационных узлов содержит информацию о выделенных для данной группы блоков в информационных узлах.

Блоки данных — это блоки, содержащие реальные данные.

Что касается файлов, то в операционной системе Linux существует четыре типа файлов:

1. Файлы устройств.

2. Каталоги.

3. Обычные файлы.

4. Ссылки.

Файлы устройств представляют собой устройства вашего компьютера. Файлы устройств находятся в каталоге /dev. Например, /dev/ttyS0 — первый последовательный порт (СОМ1). Обычные файлы, в свою очередь, делятся на нормальные (текстовые) и двоичные.

Каталоги — это специальные файлы, содержащие информацию о других файлах (файлах устройств (/dev), обычных файлов и ссылок). Конечно, это довольно грубое определение, скорее интуитивное, чем точное.

Ссылки позволяют хранить один и тот же файл, но под разными именами. Немного позже мы поговорим более подробно о ссылках, а сейчас рассмотрим команды для работы с файлами и каталогами. Максимальная длина имени файла составляет 254 символа. Имя может содержать практически любые символы, кроме: / ? > < | " *

В своей работе я не рекомендую использовать слишком длинные, а также русскоязычные имена файлов. Linux чувствительна к регистру символов, поэтому file.txt, FILE.TXT и File.txt — совершенно разные имена файлов, и данные файлы могут находиться в одном каталоге. Понятие «расширение файла» в Linux отсутствует. Напомню, что в DOS имена файлов строились по схеме 8+3: 8 символов — для имени и 3 — для расширения. Расширением (или типом в терминологии Windows) называется последовательность символов после точки.

Свойства файловой системы ext2:

Оглавление книги