מערכת קבצים לינוקס - מדריכי לינוקס

מערכת קבצים לינוקס היא אוסף מובנה של קבצים בכונן דיסקים או מחיצה. מחיצה היא קטע של זיכרון ומכילה כמה נתונים ספציפיים. במכונה שלנו, יכולות להיות מחיצות שונות של הזיכרון. בדרך כלל, כל מחיצה מכילה מערכת קבצים.

מערכת המחשב לשימוש כללי צריכה לאחסן נתונים באופן שיטתי כדי שנוכל לגשת בקלות לקבצים בפחות זמן. הוא מאחסן את הנתונים על דיסקים קשיחים (HDD) או סוג אחסון שווה ערך. יכולות להיות סיבות להלן לתחזוקת מערכת הקבצים:

מספר אקראי gen java

בעיקר המחשב שומר נתונים באחסון ה-RAM; הוא עלול לאבד את הנתונים אם הוא יכבה. עם זאת, יש זיכרון RAM לא נדיף (זיכרון פלאש ו-SSD) שזמין לשמירה על הנתונים לאחר הפסקת החשמל.
אחסון נתונים מועדף בכוננים קשיחים בהשוואה לזיכרון RAM רגיל מכיוון ש-RAM עולה יותר משטח דיסק. עלויות הדיסקים הקשיחים יורדות בהדרגה בהשוואה ל-RAM.

ה לינוקס מערכת הקבצים מכילה את הסעיפים הבאים:

ספריית השורש (/)
פורמט אחסון נתונים ספציפי (EXT3, EXT4, BTRFS, XFS וכן הלאה)
מחיצה או אמצעי אחסון לוגי עם מערכת קבצים מסוימת.

מהי מערכת הקבצים של לינוקס?

מערכת הקבצים לינוקס היא בדרך כלל שכבה מובנית של a מערכת הפעלה לינוקס משמש לטיפול בניהול הנתונים של האחסון. זה עוזר לסדר את הקובץ באחסון הדיסק. הוא מנהל את שם הקובץ, גודל הקובץ, תאריך היצירה ומידע נוסף על קובץ.

אם יש לנו פורמט קובץ לא נתמך במערכת הקבצים שלנו, נוכל להוריד תוכנה להתמודד עם זה.

מבנה מערכת הקבצים של לינוקס

למערכת הקבצים לינוקס יש מבנה קבצים היררכי מכיוון שהיא מכילה ספריית שורש וספריות המשנה שלה. ניתן לגשת לכל שאר הספריות מספריית הבסיס. למחיצה יש בדרך כלל מערכת קבצים אחת בלבד, אך עשויה להיות לה יותר ממערכת קבצים אחת.

מערכת קבצים מתוכננת בצורה כזו שתוכל לנהל ולספק מקום לנתוני אחסון לא נדיפים. כל מערכות הקבצים דרשו מרחב שמות שהוא מתודולוגיה של שמות ומתודולוגיה ארגונית. מרחב השמות מגדיר את תהליך מתן השמות, אורך שם הקובץ או קבוצת משנה של תווים שניתן להשתמש בהם עבור שם הקובץ. זה גם מגדיר את המבנה הלוגי של קבצים בקטע זיכרון, כגון שימוש בספריות לארגון הקבצים הספציפיים. ברגע שמתואר מרחב שמות, יש להגדיר תיאור מטא נתונים עבור הקובץ המסוים הזה.

מבנה הנתונים צריך לתמוך במבנה ספריות היררכי; מבנה זה משמש לתיאור שטח הדיסק הזמין והמשמש עבור בלוק מסוים. יש לו גם את הפרטים האחרים על הקבצים כגון גודל קובץ, תאריך ושעת יצירה, עדכון ושינוי אחרון.

כמו כן, הוא מאחסן מידע מתקדם על קטע הדיסק, כגון מחיצות ואמצעי אחסון.

הנתונים המתקדמים והמבנים שהם מייצגים מכילים את המידע על מערכת הקבצים המאוחסנת בכונן; הוא נבדל ובלתי תלוי במטא נתונים של מערכת הקבצים.

מערכת הקבצים לינוקס מכילה ארכיטקטורת יישום תוכנה של מערכת קבצים בשני חלקים. שקול את התמונה הבאה:

מערכת הקבצים דורשת API (ממשק תכנות יישומים) כדי לגשת לקריאות הפונקציה כדי ליצור אינטראקציה עם רכיבי מערכת קבצים כמו קבצים וספריות. API מקל על משימות כמו יצירה, מחיקה והעתקה של הקבצים. זה מקל על אלגוריתם המגדיר את סידור הקבצים במערכת קבצים.

שני החלקים הראשונים של מערכת הקבצים הנתונה נקראים ביחד a מערכת קבצים וירטואלית לינוקס . הוא מספק קבוצה אחת של פקודות עבור הליבה ומפתחים כדי לגשת למערכת הקבצים. מערכת קבצים וירטואלית זו דורשת ממנהל ההתקן הספציפי של המערכת לתת ממשק למערכת הקבצים.

מבנה ספריות

הספריות עוזרות לנו לאחסן את הקבצים ולאתר אותם כשאנחנו צריכים אותם. כמו כן, ספריות נקראות תיקיות מכיוון שניתן להניח שהן כתיקיות שבהן קבצים נמצאים בצורה של אנלוגיה פיזית של שולחן העבודה. ניתן לארגן ספריות בהיררכיה דמוית עץ בלינוקס ובמספר מערכות הפעלה אחרות.

מבנה הספריות של לינוקס מתועד היטב ומוגדר ב-Linux FHS (תקן היררכיה של מערכת הקבצים). הפניה לאותן ספריות אם הגישה אליהן מושגת באמצעות השמות העמוקים יותר ברצף של הספרייה המקושרת על ידי '/' לוכסן קדימה כמו /var/spool/mail ו-/var/log. אלה ידועים כנתיבים.

הטבלה שלהלן נותנת רשימת ספריות לינוקס ברמה העליונה קצרה מאוד, מוגדרת וידועה ומטרותיהן:

/ (מערכת קבצים שורש):זוהי ספריית מערכת הקבצים ברמה העליונה. הוא חייב לכלול כל קובץ הדרוש לאתחול מערכת לינוקס לפני שמערכת קבצים אחרת תותקן. כל מערכת קבצים אחרת מותקנת על נקודת הרכבה מוגדרת היטב וסטנדרטית בגלל ספריות הבסיס של מערכת הקבצים לאחר הפעלת המערכת./מַגָף:הוא כולל את תצורת הליבה הסטטית ומטען האתחול וקבצי הפעלה הדרושים להפעלת מחשב לינוקס./פַּח:ספרייה זו כוללת קבצי הפעלה של משתמשים./dev:הוא כולל את קובץ המכשיר עבור כל התקני החומרה המחוברים למערכת. אלה אינם מנהלי התקנים; במקום זאת, הם קבצים המציינים את כל ההתקנים במערכת ומספקים גישה להתקנים אלה./וכו:הוא כולל את קבצי תצורת המערכת המקומית עבור המערכת המארחת./lib:הוא כולל קבצי ספרייה משותפת הדרושים להפעלת המערכת./בית:אחסון הספרייה הביתית זמין עבור קבצי המשתמש. לכל המשתמשים יש ספריית משנה בתוך /home./mnt:זוהי נקודת הרכבה זמנית עבור מערכות קבצים בסיסיות שניתן להשתמש בהן בזמן שהמנהל עובד או מתקן מערכת קבצים./כְּלֵי תִקְשׁוֹרֶת:מקום להרכבת התקני מדיה נשלפים חיצוניים כמו כונני USB שעשויים להיות מקושרים למארח./העדיף:הוא מכיל קבצים אופציונליים כמו תוכניות יישומים שסופקו על ידי הספק שיש למקם כאן./שורש:זוהי ספריית הבית של משתמש שורש. זכור שזו לא מערכת הקבצים '/' (שורש)./tmp:זוהי ספרייה זמנית המשמשת את מערכת ההפעלה ומספר תוכניות לאחסון קבצים זמניים. כמו כן, משתמשים עשויים לאחסן כאן קבצים באופן זמני. זכור כי ניתן להסיר קבצים ללא הודעה מוקדמת בכל עת בספרייה זו./sbin:אלו הם קבצים בינאריים של המערכת. הם קובצי הפעלה המשמשים לניהול מערכת./usr:הם קבצים לקריאה בלבד וניתנים לשיתוף, כולל ספריות הפעלה וקבצים בינאריים, קבצי man ומספר סוגי תיעוד./היה:כאן נשמרים קבצי נתונים משתנים. זה יכול להכיל דברים כמו MySQL, קובצי יומן, קבצי מסד נתונים אחרים, תיבות דואר אלקטרוני, קבצי נתונים של שרת אינטרנט ועוד הרבה יותר.

תכונות מערכת הקבצים של לינוקס

בלינוקס, מערכת הקבצים יוצרת מבנה עץ. כל הקבצים מסודרים כעץ וענפיו. הספרייה העליונה ביותר בשם ספריית root (/). . ניתן לגשת לכל שאר הספריות בלינוקס מספריית השורש.

כמה תכונות מפתח של מערכת הקבצים לינוקס הן כדלקמן:

ציון נתיבים:לינוקס אינה משתמשת בקו הנטוי האחורי () כדי להפריד בין הרכיבים; הוא משתמש באלכסון קדימה (/) כחלופה. לדוגמה, כמו ב-Windows, הנתונים עשויים להיות מאוחסנים ב-C: My Documents Work, בעוד שב-Linux, הם יאוחסנו ב- /home/ My Document/ Work.מחיצה, ספריות וכוננים:לינוקס אינה משתמשת באותיות כונן כדי לארגן את הכונן כפי שעושה Windows. בלינוקס, איננו יכולים לדעת אם אנו פונים למחיצה, התקן רשת או ספרייה 'רגילה' וכונן.רגישות רישיות:מערכת הקבצים לינוקס היא תלוית רישיות. הוא מבחין בין שמות קבצים באותיות קטנות ורישיות. למשל, יש הבדל בין test.txt ל-Test.txt בלינוקס. כלל זה מיושם גם עבור ספריות ופקודות לינוקס.הרחבות קבצים:ב-Linux, לקובץ יכול להיות סיומת '.txt', אך אין צורך שלקובץ תהיה סיומת קובץ. בזמן העבודה עם Shell, זה יוצר כמה בעיות למתחילים להבדיל בין קבצים וספריות. אם נשתמש במנהל הקבצים הגרפי, הוא מסמל את הקבצים והתיקיות.קבצים מוסתרים:לינוקס מבחינה בין קבצים סטנדרטיים לקבצים נסתרים, לרוב קבצי התצורה מוסתרים במערכת ההפעלה לינוקס. בדרך כלל, אנחנו לא צריכים לגשת או לקרוא את הקבצים המוסתרים. הקבצים המוסתרים בלינוקס מיוצגים על ידי נקודה (.) לפני שם הקובץ (למשל, .ignore). כדי לגשת לקבצים, עלינו לשנות את התצוגה במנהל הקבצים או להשתמש בפקודה ספציפית במעטפת.

סוגי מערכת הקבצים של לינוקס

כאשר אנו מתקינים את מערכת ההפעלה לינוקס, לינוקס מציעה מערכות קבצים רבות כגון Ext, Ext2, Ext3, Ext4, JFS, ReiserFS, XFS, btrfs, ו לְהַחלִיף .

בואו נבין כל אחת ממערכות הקבצים הללו בפירוט:

1. מערכת הקבצים Ext, Ext2, Ext3 ו-Ext4

מערכת הקבצים Ext מייצגת מערכת קבצים מורחבת . זה פותח בעיקר עבור מערכת ההפעלה MINIX . מערכת הקבצים Ext היא גרסה ישנה יותר, ואינה בשימוש עקב מגבלות מסוימות.

Ext2 היא מערכת הקבצים הראשונה של לינוקס המאפשרת ניהול שני טרה-בייט של נתונים. Ext3 פותח באמצעות Ext2; זוהי גרסה משודרגת של Ext2 ומכילה תאימות לאחור. החיסרון העיקרי של Ext3 הוא שהוא אינו תומך בשרתים מכיוון שמערכת קבצים זו אינה תומכת בשחזור קבצים ובתמונת מצב של דיסק.

Ext4 מערכת הקבצים היא מערכת הקבצים המהירה יותר מבין כל מערכות הקבצים Ext. זוהי אפשרות תואמת מאוד לדיסקי SSD (כונן מוצק), והיא מערכת הקבצים המוגדרת כברירת מחדל בהפצת לינוקס.

2. מערכת קבצים JFS

JFS מייצג מערכת קבצים יומן , והוא פותח על ידי IBM עבור AIX Unix . זוהי חלופה למערכת הקבצים Ext. זה יכול לשמש גם במקום Ext4, שבו יש צורך ביציבות עם מעט משאבים. זוהי מערכת קבצים שימושית כאשר כוח המעבד מוגבל.

3. מערכת הקבצים ReiserFS

ReiserFS היא חלופה למערכת הקבצים Ext3. יש לו ביצועים משופרים ותכונות מתקדמות. בתקופה המוקדמת יותר, ה- ReiserFS שימש כמערכת הקבצים המוגדרת כברירת מחדל ב-SUSE Linux, אך מאוחר יותר הוא שינה חלק מהמדיניות, כך ש-SUSE חזר ל-Ext3. מערכת קבצים זו תומכת באופן דינמי בסיומת הקובץ, אך יש לה כמה חסרונות בביצועים.

4. מערכת קבצים XFS

מערכת קבצים XFS נחשבה כ-JFS במהירות גבוהה, שפותחה עבור עיבוד קלט/פלט מקביל. נאס'א עדיין משתמשת במערכת קבצים זו עם שרת האחסון הגבוה שלה (שרת 300+ Terabyte).

ipconfig בחינם

5. מערכת קבצים Btrfs

Btrfs מייצג את מערכת קבצים בעץ B . הוא משמש לסובלנות תקלות, מערכת תיקון, ניהול מהנה, תצורת אחסון נרחבת ועוד. זה לא חליפה טובה למערכת הייצור.

6. החלפת מערכת קבצים

מערכת קבצי ההחלפה משמשת להחלפת זיכרון במערכת ההפעלה לינוקס במהלך תרדמת המערכת. מערכת שלעולם אינה עוברת למצב שינה נדרשת לשטח החלפה השווה לגודל ה-RAM שלה.

מהי הרכבה במערכת הקבצים של לינוקס?

בלינוקס, ה 'לעלות' , מונח של מערכת קבצים, מתייחס לימים הראשונים של מחשוב כאשר יש צורך להרכיב דיסק או קלטת נשלפים פיזית על התקן כונן נכון. בחבילת הדיסקים, מערכת הקבצים תותקן באופן הגיוני על ידי מערכת ההפעלה כדי להפוך את התוכן זמין לגישה לתוכניות יישומים, מערכת הפעלה ומשתמשים לאחר שהוא נמצא בכונן פיזית.

פשוט, נקודת הרכבה היא ספרייה שנעשתה כרכיב של מערכת הקבצים. לדוגמה, מערכת הקבצים הביתית ממוקמת בספריית /home. ניתן למקם מערכות קבצים בנקודות הרכבה בהרבה מערכות קבצים שאינן שורשיות, אבל זה פחות נפוץ.

מערכת הקבצים הבסיסית של לינוקס מותקנת על ספריית / (ספריית שורש) מוקדם מאוד בתוך רצף האתחול.
מספר מערכות קבצים מותקנות מאוחר יותר על ידי תוכניות ההפעלה של לינוקס, או rc על SystemV או באמצעות systemd בגרסאות לינוקס חדשות.
הרכבה של מערכת הקבצים במהלך האתחול מטופלת על ידי קובץ התצורה, כלומר, /etc/fstab .
דרך קלה להבין שהיא fstab היא קיצור של 'טבלת מערכת קבצים' , וזוהי רשימת מערכת קבצים שיש להרכיב, האפשרויות שלהן ונקודות הרכבה ייעודיות שעשויות להידרש עבור מערכות קבצים מסוימות.

ניתן להרכיב מערכות קבצים על נקודת הרכבה/ספרייה זמינה בעזרת פקודת ה-mount. במילים אחרות, כל ספרייה שמוחלת כנקודת הרכבה לא אמורה לכלול קבצים אחרים והיא צריכה להיות ריקה. לינוקס לא תמנע ממשתמשים להעלות מערכת קבצים על מערכת שכבר זמינה או על ספרייה הכוללת קבצים. התוכן בפועל יכוסה, ורק תוכן מערכת הקבצים שהותקן לאחרונה יהיה גלוי אם נעלה מערכת קבצים כלשהי על כל מערכת קבצים או ספרייה קיימת.