Linux/Dateisystem/Hierarchie

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TMP

Beschreibung

• hierarchische Struktur
• 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

Beschreibung

• Als Benutzer werden Sie alle Daten als Dateien auf einem Datenträger (meist einer Festplatte) speichern. (Texte, Einstellungen, Programme usw.)
• Um auf diese Daten zugreifen zu können, werden Sie mit einem Namen und weiteren Eigenschaften in einem Ablagesystem geordnet.
• Ein Dateisystem ist ein Ordnungsschema für Dateien. Dateien werden in Verzeichnissen zusammengefasst. Ver­zeichnisse sind also Behälter für Dateien.
• Ein Verzeichnis kann sowohl Dateien als auch weitere Verzeichnisse enthalten. Verzeichnisse werden so hierar­chisch unter dem Wurzelverzeichnis (root-directory) angeordnet.

Unterschiede zu Windows

Laufwerksbuchstaben

Das Root-Verzeichnis wird durch den Slash (/) repräsentiert und hat keinen weiteren Namen.

Slash (/) und Backslash (\)

Der Slash (/) wird als Trennzeichen bei der Angabe von Dateipfaden benutzt.

Beispiel

Eine Datei die sich in Ihrem Home-Verzeichnis befindet, kann folgende Ortsangabe haben:

/home/user/text

Sie möchten mit dem Befehl cat eine Datei anzeigen, die sich auf einer cdrom befindet

cat·/cdrom/text

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

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

Anwendung

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 mount

Arbeiten im Dateisystem

siehe Linux/Dateisystem:Grundlagen

Kontrollfragen

Testfrage 1

Antwort1

Testfrage 2

Antwort2

Testfrage 3

Antwort3

Testfrage 4

Antwort4

Testfrage 5

Antwort5