Linux/Dateisystem/Hierarchie

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topic kurze Beschreibung

Beschreibung

  • Bei der Unmenge von Dateien in Unix-Systemen (auf meinem System sind es 106839!) ist eine hierarchische Struktur unabdingbar.
  • Lange Zeit hat jedes Unix-Derivat seine eigenen Vorstellungen vom Aufbau seiner Datei­verwaltung mitgebracht, aber unterdessen ist man sich mehr oder weniger einig geworden und erarbeitete den Filesystem Hierarchie Standard, der wichtige Strukturen definiert.
  • Die meisten Distributionen folgen diesen Richtlinien, wobei Abweichungen oft durch unterschiedliche Auslegung des Standards begründet werden.
  • Neben der Beschreibung der vorgesehenen Verwendung jedes Verzeichnisses, werden auch konkrete Kommandos genannt, die mindestens in diesen Verzeichnissen vorhanden sein müssen. Des Weiteren finden systemspezifische Vorgaben und optionale Komponenten Erwähnung.
  • Sobald der Kernel aktiv ist, lädt er als Erstes das Root-Filesystem, in dem alle für die Aufgaben des Kernels notwendigen Programme und Konfigurationsdateien angesiedelt sein müssen.

Zu den Programmen gehören

  • Dienstprogramme zum Prüfen und Reparieren des Dateisystems
  • Programme zum Sichern der Systemdaten und zur Installation neuer Systemteile
  • Eventuell wichtige Netzwerkprogramme

Überblick

  • Nach der Installation von Linux befinden sich eine ganze Reihe von Systemverzeichnissen auf Ihrer Festplatte.
  • Jedes dieser Verzeichnisse hat eine genau festgelegte Aufgabe. In der folgenden Grafik ist ein Ausschnitt aus der Verzeichnisstruktur eines UNIX-Systems abgebildet.
  • Diese bei allen UNIX-Systemen ähnliche Struktur wird als File System Hierarchie-Standart bezeichnet. Alle UNIX-Dialekte müssen sich daran messen lassen, wie eng sie sich an diesen Standard halten.
  • Man spricht hier bildlich von einem (umgedrehten) Baum, dessen Wurzel das Stammverzeichnis (/) ist.
  • Das Stammverzeichnis (root) ist also das Vaterverzeichnis für die darunter liegenden Kind-Verzeichnisse (bin, dev, etc ...).
  • Die Kind-Verzeichnisse user, pub, ftp und www haben home als Vater-Verzeichnis. Genau wie bei einem Familienstammbaum kann zwar ein Vater mehrere Kinder haben, ein Kind jedoch immer nur einen Vater.
  • Da Unix ein Multi-User-Betriebssystem ist, wird auf eine strikte Trennung von System-, Programm- und Benut­zerdaten geachtet.

Die wichtigsten Systemverzeichnissen

Verzeichnis Beschreibung / Funktion
/ Hier sollte keine Dateien liegen
/bin Systemverwaltungsprogramme für alle Benutzer
/boot Dateien des Bootmanagers und des Kernels
/dev Gerätedateien
/etc Systemweite Konfigurationsdateien
/home Login-Verzeichnisse der Benutzer
/lib Shared Libraries des Basissystems
/lost+found Dateien, die beim Plattencheck anfallen
/media Mountpoint für Wechseldatenträger
/mnt Mountpoint für vorübergehende Mount-Vorgänge
/opt Optionale Erweiterungspakete (in Unterverzeichnissen)
/proc Abbild von Kernel-Daten
/root Home-Verzeichnis des Superusers (root)
/sbin Programme zur Systemadministration
/tmp Temporäre Dateien
/usr Zweites Hauptverzeichnis für Programme (Unix System Resources)

Verzeichnisse in der Wurzel

/bin Die wichtigsten Benutzer-Kommandos, um mit dem System arbeiten zu können
/boot Hier findet man die statischen Dateien des Bootmanagers und die Kernel.
/dev
Devices), die die gesamte Hardware beschreiben (Festplatte, Floppy, RAM...), sowie einige Devices mit speziellen Aufgaben. Drei Informationen sind für jedes Device rele­vant: 
brw-rw-rw- 1 root disk 2, 0 Nov 8 20:48 /dev/fd0

Art des Zugriffs* Blockorientiert (b) - gepufferter Zugriff, zum Beispiel 

Festplatten
  • Zeichenorientiert (c) - ungepufferter Zugriff, zum Beispiel
Bildschirm, Drucker

brw-rw-rw- 1 root disk 2, 0 Nov 8 20:48 /dev/fd0

Hauptgerätenummer (major device number)* Nummer des zu verwendenden Treibers

  • Unter jeder Nummer existiert je ein Treiber für zeichen- und blockorientierte Geräte (zum Beispiel
Nummer 2 für Termi­nals (c) und Floppys (b))
  • Beschreibung vergebener Nummern unter /usr/src/Documentation/devices.txt
brw-rw-rw- 1 root disk 2, 0 Nov 8 20:48 /dev/fd0

Nebengerätenummer (minor device number):* Nummer der zuständigen Routine in einem Treiber Dient zum Beispiel 

zur Unterscheidung der Diskettenformate im Floppytreiber, für ein zweites CD-ROM usw.

Ein etwas ungewöhnliches Device ist /dev/null, der Mülleimer von Unix. Möchte man zum Beispiel bei der Suche nach Dateien Fehlermeldungen (permission denied) vermeiden, hilft Folgendes 

find / -name "*" 2> /dev/null

Den Mechanismus erläutert der Abschnitt Ein/Ausgabe-Umleitung

Wichtige Gerätedateien sind
cdrom Link auf eine entsprechende Datei (zum Beispiel 
cdu535)
cua* Serielle Schnittstellen (ausgehende Verbindungen)
fd* Diskettenlaufwerke
hd* IDE-Festplatten
kmem Speicherauszug (core)
lp Parallele Schnittstellen
mouse Link auf die entsprechende Datei
port IO-Ports
sd* SCSI-Festplatten
tty Terminalkonsolen
ttys* Serielle Schnittstellen (eingehende Verbindungen)
/etc Enthält alle lokalen Konfigurationsdateien (Tastatur, X, Netzwerk...)
/home Alle Heimatverzeichnisse der Nutzer findet man hier. Nach dem Login landet jeder Benutzer (i.d.R.) in seinem Home. Heimatverzeichnisse können vom Systemverwalter auch an anderer Stelle angesiedelt werden
/lib Die beim Systemstart benötigten Bibliotheken

Kernelmodule in eigenem Unterverzeichnis

/mnt Mountpunkt für temporäre Partitionen
/opt Software, die nicht zum üblichen Installationsumfang von Unix-Systemen gehören, werden oft unter diesem Zweig installiert. So werden nahezu alle kommerziellen Softwarepakete hier eingerichtet; auch die Programme zur KDE befinden sich hier
/root Heimatverzeichnis des Administrators. In realen Unix Installationen werden die Heimatverzeichnisse aller Nut­zer oft auf einem Server gehalten. Bei einem Ausfall eines solchen Servers sollte aber zumindest Root in der Lage sein, vernünftig mit dem System zu arbeiten
/sbin Wichtige System-Programme (beim Booten benötigt; Ausführung erfordert Root-Rechte)
/tmp Temporäre Dateien können hier abgelegt werden, jeder Nutzer ist dazu berechtigt.
/usr Zweite Hierarchie
/var Variable Daten

Der Filesystem Hierarchie Standard bezeichnet die Verzeichnisse unter /usr als "zweite Hierarchie".

Die zweite Verzeichnishierarchie - /usr

/usr/X11R6 X Window System (Version 11, Release 6)
/usr/X386 X Window System (Version 11, Release 5 auf x86er)
/usr/bin Die meisten Nutzerprogramme
/usr/games Spiele und Lernprogramme
/usr/include Headerdateien für C-Programme
/usr/lib Allgemeine Bibliotheken (außer X11)
/usr/local Lokale Hierarchie. Hier hat der Administrator die Möglichkeit, Nicht-Standard-Pakete einzuspielen.
/usr/sbin (weniger wichtige) Systemprogramme
/usr/share Architektur-abhängige Dateien
/usr/src Quelldateien zu den Paketen

Links unter /usr

Einige (symbolische) Links sind ebenso vorgeschrieben:

/usr/spool Link auf /var/spool
/usr/tmp Link auf /var/tmp
/usr/spool/lock Link auf /var/lock
  • Es gibt eine Menge Daten, die permanenter Veränderung unterliegen oder nur kurze Zeit existieren.
  • Proto­kollierungen fallen ebenso in diese Kategorie, wie auch Mails, zu druckende Dateien, News, ...
  • Insbesondere auf Servern sollte dem Verzeichnis /var eine eigene Partition gegönnt werden.

Variable Daten - /var

/var/account Prozessnutzungsprotokoll (falls unterstützt)
/var/cache Zwischenspeicher von Programmen
/var/crash Speicherauszug bei Systemabsturz (falls unterstützt)
/var/games Variable Spieledaten
/var/lock Sperren (Dateien, Geräte, etc)
/var/log Protokolle über Systemvorgänge
/var/mail Mailboxen der Nutzer
/var/opt Variable Daten der optionalen Programme
/var/run Dateien zu laufenden Prozessen
/var/spool Von Anwendungen gespoolte Daten
/var/state Variable Status Informationen
/var/tmp Temporäre Dateien, die zwischen Reboots erhalten bleiben
/var/yp Dateien des Network Information Systems

Linux-Besonderheiten

Speziell für Linux-Systeme definiert der Standard Weiteres:

Allgemein Der Name des Standard-Kernels ist vmlinux oder vmlinuz
/dev Enthält nur die im Dokument Linux Allocated Devices beschriebenen Links (sonst wie oben)
/proc Enthält Kernel- und Prozessinformationen in einem virtuellen Dateisystem
/sbin Enthält zusätzlich Routinen zum ext2-Dateisystem und lilo
/usr/src Enthält zusätzlich die Kernelquellen

Das Prozessdateisystem - /proc

Das Prozessdateisystem stellt zur Laufzeit die Daten des Kernels in Form eines normalen Dateisystems dar. Als Mount-Point dient normalerweise /proc. Dieses Dateisystem existiert allein im Hauptspeicher und nicht auf der Festplatte!

Ein Blick in das Verzeichnis offenbart den Inhalt: 

$ ls /proc
1    157  179  195  243  279  cmdline      kcore      misc        stat
105  160  180  196  244  281  cpuinfo      kcore_elf  modules     swaps
106  161  181  2    245  283  devices      kmsg       mounts      sys
112  162  182  205  246  3    dma          ksyms      net         tty
117  165  183  206  247  4    fb           loadavg    partitions  uptime
121  166  184  209  249  5    filesystems  locks      pci         version
136  171  185  227  252  6    fs           lvm        rtc
147  176  186  233  258  74   ide          mdstat     scsi
151  177  187  236  276  78   interrupts   meminfo    self
155  178  188  239  277  bus  ioports      memstat    slabinfo

Sinn dieses Abbildes der Kerneldaten ist es, Programmen das Lesen dieser Daten zu ermöglichen, ohne auf den Kernelbereich zugreifen zu müssen (Sicherheit!!!).

Im Einzelnen bedeuten die Einträge:

Name beinhaltet
1,105, ... Diese Zahlen entsprechen den PIDs der laufenden Prozesse und sind Unterverzeichnisse, die wiederum die relevanten Daten der Prozesse beinhalten. 
# ls /proc/1
cmdline  cwd  environ  exe  fd  maps  mem  root  stat  statm  status

cwd ist das aktuelle Arbeitsverzeichnis und root das Wurzelverzeichnis. Im Unterverzeichnis fd stehen die Deskriptoren der geöffneten Dateien.

cmdline Enthält die Bootzeile, mit der der Kernel gestartet wurde. In den Unterverzeichnissen zu den einzelnen Prozessen stehen hier die Optionen beim Start des jeweiligen Prozesses. 
cat /proc/cmdline
auto BOOT_IMAGE=Linux
cpuinfo Typ und Leistung der CPU findet man hier. 
cat /proc/cpuinfo
processor       : 0
vendor_id       : AuthenticAMD
cpu family      : 5
model           : 8
model name      : AMD-K6(tm) 3D processor
stepping        : 12
cpu MHz         : 451.034814
fdiv_bug        : no
hlt_bug         : no
sep_bug         : no
f00f_bug        : no
coma_bug        : no
fpu             : yes
fpu_exception   : yes
cpuid level     : 1
wp              : yes
flags           : fpu vme de pse tsc msr mce cx8 sep mtrr pge mmx 3dnow
bogomips        : 897.84
devices Major und Minor Number der im Kernel geladenen Treiber stehen hier. 
cat /proc/devices
Character devices:
  1 mem
  2 pty
  3 ttyp
  4 ttyS
  5 cua
  7 vcs
 10 misc
 29 fb
 36 netlink
 99 ppuser
128 ptm
136 pts
162 raw
 
Block devices:
  1 ramdisk
  2 fd
  3 ide0
  7 loop
  9 md
 22 ide1
filesystems Die vom Kernel unterstützten Dateisysteme. 
cat /proc/filesystems
        ext2
        minix
        umsdos
        msdos
        vfat
nodev   proc
nodev   nfs
        iso9660
nodev   devpts
interrupts Liste der belegten Hardwareinterrupts mit Zugriffsstatistik. 
cat /proc/interrupts
           CPU0
  0:    2381241          XT-PIC  timer
  1:      51482          XT-PIC  keyboard
  2:          0          XT-PIC  cascade
  8:          2          XT-PIC  rtc
 10:      26390          XT-PIC  eth0
 12:     337541          XT-PIC  PS/2 Mouse
 13:          1          XT-PIC  fpu
 14:     262940          XT-PIC  ide0
 15:          4          XT-PIC  ide1
kcore Zugang zum Arbeitsspeicher (nur für root)
locks Liste der aktiven Dateisperren. 
cat /proc/locks
1: POSIX  ADVISORY  WRITE 843 03:05:507930 0 2147483647 c652a920 00000000 c652a
740 00000000 c232bf44
1: -> POSIX  ADVISORY  WRITE 844 03:05:507930 0 2147483647 c232bf44 00000000 00
000000 00000000 c652a920
2: FLOCK  ADVISORY  WRITE 0 03:05:145478 0 2147483647 c652a740 c652a920 c652a62
0 00000000 00000000
3: FLOCK  ADVISORY  WRITE 0 03:05:155744 0 2147483647 c652a620 c652a740 c652a5c
0 00000000 00000000
4: POSIX  ADVISORY  WRITE 133 03:05:145472 0 2147483647 c652a5c0 c652a620 00000
000 00000000 00000000
meminfo Speicher- und Swap-Auslastung. 
cat /proc/meminfo
        total:    used:    free:  shared: buffers:  cached:
Mem:  130813952 124973056  5840896 56123392 17874944 33165312
Swap: 139821056   172032 139649024
MemTotal:    127748 kB
MemFree:       5704 kB
MemShared:    54808 kB
Buffers:      17456 kB
Cached:       32388 kB
BigTotal:         0 kB
BigFree:          0 kB
SwapTotal:   136544 kB
SwapFree:    136376 kB
Stat Statusinformation des Kernels. 
cat /proc/stat
cpu  58798 1 10291 2329306
disk 38353 0 0 0
disk_rio 26383 0 0 0
disk_wio 11970 0 0 0
disk_rblk 52790 0 0 0
disk_wblk 23970 0 0 0
page 99771 32285
swap 5 64
intr 3085540 2398396 52805 0 0 0 0 90 0 2 0 26551 0 344639 1 263052 4 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
0 0 0
ctxt 3408251
btime 950767448
processes 1311
sys Verschiedene Informationen zum Laufzeitsystem stehen in diesem Unterverzeichnis. 
ls /proc/sys
debug  dev  fs  kernel  net  proc  sunrpc
version Kernelversion und Übersetzungsdatum des aktiven Kernels. 
cat /proc/version
Linux version 2.2.14 (sonne@galaxis.de) (gcc version egcs-2.91.66 19990314/Linux 
(egcs-1.1.2 release)) #1 Mon Feb 14 15:51:29 CET 2000

Installation

Konfiguration

Anwendungen

Pfadangaben

Pfadangaben beschreiben den Weg zu einer Datei entlang der Dateisystemhierarchie

Absolute Pfadangaben

  • Absoluter Pfad bedeutet, dass Sie den ganzen Pfad vom Hauptverzeichnis aus angeben, egal in welchem Verzeichnis Sie sich selbst gerade befinden.
  • Ein Verzeichniswechsel mit einer absoluten Pfadangabe beginnt immer mit einem Slash.
  • Sie müssen also bei einem Verzeichniswechsel mit einer absoluten Pfadangabe Ihre eigene Position nie berücksichtigen.

Beispiel 

~ $ cd /var
/var $

Relative Pfadangaben

  • Bei einem Verzeichniswechsel mit relativer Pfadangabe bewegen Sie sich relativ zum aktuellen Verzeichnis fort.
  • Eine relative Pfadangabe beginnt deshalb nie mit einem Slash.

Beispiel

Es wurde hier relativ zum /var-Verzeichnis in das /var/log-Verzeichnis gewechselt. 

/var # cd log
/var/log #


Zugriff auf Datenträger

siehe Linux:Befehl:mount

Arbeiten im Dateisystem

siehe Linux:Dateisystem:Grundlagen

Links

Dateien

Man-Pages

Intern

Weblinks

Kontrollfragen

Testfrage 1

Antwort1

Testfrage 2

Antwort2

Testfrage 3

Antwort3

Testfrage 4

Antwort4

Testfrage 5

Antwort5
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