Crazy Rebel: /* Виртуальная часть экскурсии */

2008-12-16T08:47:12Z

Виртуальная часть экскурсии

← Предыдущая		Версия 08:47, 16 декабря 2008
Строка 88:		Строка 88:
	загрузилось ядро. Файл ''cpuinfo'' покажет, что знает ядро о центральном процессоре (или процессорах), на котором оно запущено. Файл ''meminfo'' расскажет нам о системе виртуальной памяти столько, сколько нам и знать-то не надо. И так далее.		загрузилось ядро. Файл ''cpuinfo'' покажет, что знает ядро о центральном процессоре (или процессорах), на котором оно запущено. Файл ''meminfo'' расскажет нам о системе виртуальной памяти столько, сколько нам и знать-то не надо. И так далее.

-	Пардон, мадам, не сядете ли вы на место? Хал собирается выполнить крутой разворот, чтобы показать вам кол лекцию каталогов с именами типа '''3412'''. Эти имена соответствуют ID процессов, а их каталоги содержат еще больше виртуальных файлов, которые обеспечивают доступ к информации о каждом процессе. Вообще-то по ним имеется документация (для справки наберите ''man 5 proc'), но большая часть информации столь низкого уровня, что будет малопонятна среднему туристу. В большинстве случаев лучше использовать программы типа ''top'' и ''ps'', которые покажут вам информацию о процессах в более удобной форме.	+	Пардон, мадам, не сядете ли вы на место? Хал собирается выполнить крутой разворот, чтобы показать вам кол лекцию каталогов с именами типа '''3412'''. Эти имена соответствуют ID процессов, а их каталоги содержат еще больше виртуальных файлов, которые обеспечивают доступ к информации о каждом процессе. Вообще-то по ним имеется документация (для справки наберите ''man 5 proc''), но большая часть информации столь низкого уровня, что будет малопонятна среднему туристу. В большинстве случаев лучше использовать программы типа ''top'' и ''ps'', которые покажут вам информацию о процессах в более удобной форме.

	По большей части, мы воспринимаем '''/proc''' как файловую систему		По большей части, мы воспринимаем '''/proc''' как файловую систему

Crazy Rebel: викификация, оформление

2008-12-16T08:46:20Z

викификация, оформление

Новая статья

=Большое Linux-турне по файловой системе=

: Заблудились в файловой системе Linux? Отчаялись понять, в чем тут смысл? '''Д-р Крис Браун''' прописывает вам путешествие по файловой системе.

«Привет! Добро пожаловать в путешествие по файловой системе Linux. Меня зовут Ман Страницын, и на сегодня я ваш гид. Я и мой водитель автобуса, Хал Д., рады видеть вас на борту. Пара предупреждений, прежде чем мы отправимся: пожалуйста, ни в коем случае не высовывайте руки из автобуса и не удаляйте ничего, что бы ни встретилось на пути, не будучи полностью уверены в том, что делаете. Итак, отправляемся.

[[Изображение:LXF95_FS1.jpg|Рис. 1]]

'''Основные пункты экскурсии по файловой системе'''

Мы начинаем нашу экскурсию с корневого каталога, и, я полагаю, вы можете сказать, что отсюда, хм, много чего видно, так как это самый верхний уровень иерархии каталогов. (Дико извиняюсь, остроты сочинял не я: я лишь читаю вслух сценарий.) Любопытно, что корневой каталог, в отличие от прочих каталогов, безымянен. Вам могут сказать, что его имя – '''/''', но это не так. Просто, записывая абсолютный путь, мы начинаем его с '''/''', а в случае корневого каталога тут писать нечего.

Слева по ходу вы заметите каталог с именем '''/root'''. Не перепутайте:
это не корневой каталог, а просто каталог с именем '''root''' ['''root – англ. корень, прим. пер.''']. Вообще-то, это частная территория системного администратора, она же – домашний каталог суперпользователя. Мой дядя, системный администратор ОС Solaris, вечно ноет, что у него нет собственного домашнего каталога: его домашний каталог '''/''', и он
его ненавидит. А вам понравилось бы развешивать белье на главной городской площади? Можем мы осмотреть '''/root''', Хал? Ой, похоже, что нет – полковник Линукс говорит «нет». Что ж, за спрос денег не берут, но '''/root''' – один из немногих каталогов, просмотр которых обычным пользователям запрещен. Вообще говоря, политика доступа в Linux –
«смотри, но не лапай». Единственное исключение – домашние каталоги
пользователей: там они могут вытворять все, что угодно.

Кстати, о полковнике Линуксе – наша следующая остановка называется '''/boot''', место, где он живет, так что приготовьте фотоаппараты или кнопки '''Print Screen'''. Здесь находится файл с именем, похожим
на '''vmlinuz-2.6.19''', это (сжатый) образ ядра Linux. При загрузке Linux,
загрузчик (обычно ''Grub'') помещает этот файл в память и запускает его.
Вы также можете заметить файл с именем типа '''initrd-2.6.19.img''', являющийся образом стартового RAM-диска. Он содержит модули ядра, необходимые во время загрузки, до того, как будет получен доступ к самой файловой системе. Не удаляйте эти файлы, ребята, не то вы не сможете загрузиться, а я стану безработным.

А, ребята на задней площадке заметили каталог с именем '''lost+found'''. Молодцы! Вы увидите этот каталог на верхнем уровне любого раздела, содержащего файловую систему ''ext2'' или ''ext3''. Зачем он? Вы, небось,
подумали, что это место встречи для отбившихся от BSD, ха-ха, но он
нужен программе под названием ''fsck'', проверяющей целостность файловой системы. Если ''fsck'' находит целый на вид файл, не имеющий имени, то создает запись для него в '''lost+found'''. Если честно, теперь это
случается крайне редко, так что, скорее всего, '''lost+found''' просто пуст.
Можете без проблем оставить его в покое.

==Город настроек==

{{Врезка
|Заголовок=Про FHS
|Содержание=На сайте http://www.pathname.com/fhs есть документ под названием Filesystem Hierarchy Standard (FHS) [Стандарт иерархии файловой системы]. Это не официальный документ стандартов (он слишком короток, слишком неформален и слишком легко читается, чтобы под ним подписались ANSI, IEC или ISO!), но это наиболее полное описание того, где что должно располагаться в файловой системе Unix/Linux и почему.
|Ширина=200px
}}

Ну вот, справа от вас вы можете видеть каталог, названный '''etc'''.
Полагают, что исторически это имя произошло от ‘''et cetera''’ (в переводе, «и прочее»): туда помещалось все, что нигде больше не удалось пристроить. Мы закидывали в него что попало, но теперь он стал
пристанищем большого числа конфигурационных файлов системы и
скриптов. Некоторые из этих файлов критичны; например, '''/etc/passwd'''
содержит информацию обо всех локальных учетных записях (включая '''root'''). Вы также можете заметить здесь '''/etc/inittab''', который сообщает
''init'', что делать (''init'' – очень важная программа: при загрузке Linux только она одна автоматически выполняется ядром и отвечает за запуск всех остальных служб, включая службы входа).

Не менее важен и '''/etc/fstab''', говорящий о том, какие еще файловые
системы должны быть смонтированы. Вам лучше не шутить с ними,
если вы не знаете что делаете; ошибки в этих файлах могут привести к
невозможности загрузки или входа в систему. В '''/etc''' вы найдете файлы
конфигурации для различных служб сети – это '''/etc/xinetd.conf''', содержащий настройки ''xinetd'', и '''/etc/syslog.conf''', настраивающий ''syslog''. Все
эти файлы, кстати, хранятся в обычном текстовом формате, и именно поэтому единственный инструмент, необходимый для настройки
Linux – это текстовый редактор. Мой любимый редактор ''Vi'', но Хал говорит, что я и вообще по жизни чудик.

Поскольку '''/etc''' справа мы осмотрели, то посмотрим на '''/home''' слева.
Это наш жилой район. Внутри него находятся дома-каталоги отдельных пользователей. Например, домашний каталог Хала – '''/home/hal''' (правда, Хал?). Население тут весьма умное, но все зависит от соседей.
Некоторые валят все в одну директорию, другие организуют для своих
файлов многоуровневые каталоги с говорящими именами. По умолчанию, внутри '''/home''' даются права просматривать, но не изменять, файлы других пользователей. Естественно, пользователи могут и запретить
просмотр своих файлов. У юного Тома есть каталог с именем '''/home/tom/photos''', доступ к которому имеет только он. Том, мы спим и видим узнать, что ты там прячешь...

Каталог '''/mnt''' Хал хочет проскочить побыстрее. Боюсь, ребята, что
здесь интересного мало – лишь пустые каталоги для временно монтируемых файловых систем. Сразу после '''/mnt''' мы перемещаемся в '''/media''', он содержит подкаталоги, используемые как точки монтирования для съемных устройств типа дискет и CD-ROM. Молодежь, кто помнит, что такое дискета? Короче, идея в том, что система горячего
подключения на лету автоматически монтирует носители сюда, стоит
только их вставить.

Мы исключили осмотр этого места из экскурсии после происшествия в прошлом месяце, когда Хал повел автобус в '''/media/cdrom ''' просто чтобы доказать, что он пуст. Затем кто-то вставил CD, демон горячего
подключения проснулся, и вдруг перед нами появилась иерархия диска
с отпускными фотографиями. Это, скажу я вам, был полный шок.

==Виртуальная часть экскурсии==

Так, каталог, в который мы направляемся, '''/proc''', действительно интересен, потому что на самом деле не существует. Все файлы в нем – игра воображения ядра: они не соответствуют никакой информации, реально расположенной на диске. Полковник Линукс на прошлой неделе объяснил мне, что эти внутренние структуры данных помогают следить
за такими вещами, как использование памяти, и хранить информацию
о каждом процессе, типа переменных окружения. В старые времена
команды вроде ps (отображающая информацию о запущенных процессах) вылавливали свою добычу в образе памяти ядра. Полковника
это в восторг не приводило: он говорит, что это смахивало на вскрытие живого пациента. Поэтому он пришел к мысли сделать эту информацию доступной в виде набора файлов. Таким образом, программа
может разжиться необходимой информацией, просто открыв и прочитав эти воображаемые файлы – так же, как любой другой файл.

{{Врезка
|Заголовок=Урок истории
|Содержание=Имя ‘'''tty'''’ когда-то означало ‘''teletype''’. Телетайп – это механическое печатающее устройство с клавиатурой типа печатной машинки. В частности, одна модель, ASR33, была чрезвычайно популярна на мини-компьютерах в 1970-х, когда даже полковник Юникс был еще лейтенантом, а полковник Линукс был лишь искоркой в глазах своего родителя. Телетайп давно исчез, а имя прилипло. Сейчас '''tty''' – символьный экран любого типа.
|Ширина=200px
}}

Хал заедет в '''/proc''', и мы там оглядимся. Вы можете вообразить,
что с '''/proc''' что-то неладно: ведь если выполнить здесь ''ls -l'', то большинство файлов будет иметь нулевой размер; но если просмотреть их содержимое при помощи ''cat'' или ''less'', то они не пусты!

Я уже говорил, что так называемые местные файлы показывают нам содержимое внутренних структур данных ядра в виде простого
текста. Например, файл ''cmdline'' покажет нам параметры, с которыми
загрузилось ядро. Файл ''cpuinfo'' покажет, что знает ядро о центральном процессоре (или процессорах), на котором оно запущено. Файл ''meminfo'' расскажет нам о системе виртуальной памяти столько, сколько нам и знать-то не надо. И так далее.

Пардон, мадам, не сядете ли вы на место? Хал собирается выполнить крутой разворот, чтобы показать вам кол лекцию каталогов с именами типа '''3412'''. Эти имена соответствуют ID процессов, а их каталоги содержат еще больше виртуальных файлов, которые обеспечивают доступ к информации о каждом процессе. Вообще-то по ним имеется документация (для справки наберите ''man 5 proc'), но большая часть информации столь низкого уровня, что будет малопонятна среднему туристу. В большинстве случаев лучше использовать программы типа ''top'' и ''ps'', которые покажут вам информацию о процессах в более удобной форме.

По большей части, мы воспринимаем '''/proc''' как файловую систему
только для чтения, но на самом деле в '''/proc/sys''' имеется несколько
«файлов», содержащих различные параметры подстройки ядра, которые вы можете изменить, просто вписав их туда. Например, можно
уменьшить параметр под названием '''TCP FIN TIMEOUT''' с '''60''' до '''50''' следующим образом:

# cd /proc/sys/inet/ipv4
# cat tcp_fin_timeout 60
# echo 50 > tcp_fin_timeout
# cat tcp_fin_timeout 50

Ну-ка, поднимите руки те, кто понятия не имеет, что такое '''TCP FIN TIMEOUT''' и зачем его менять. Вижу: большинство. Так я и думал. Для 99% из нас лучше всего даже не притрагиваться к нему.

От '''/proc''' мы спустимся по улице к '''/sys'''. Это еще одна из «виртуальных» файловых систем. Она была добавлена в ядро 2.6, чтобы упростить коду уровня ядра, например, драйверам устройств, обмен
данными с программами пространства пользователя. Иерархия '''/sys'''
позволяет вам увидеть состояние устройств (шины, устройства и так
далее), обнаруженных ядром, и если только вы не переписываете, скажем, подсистему горячего подключения, советую полностью ее проигнорировать. Вся документация есть в книге “'''/proc et /sys'''”, написанной Оливье Доделем [Olivier Daudel] и опубликованной издательством O’Reilly... по-французски.

==Остановка по требованию==

Теперь мы собираемся посетить '''/dev'''. «Dev» – это сокращение от
«devices» [устройства], и здесь живут странные создания. Они ведут
себя не как обычные файлы. Если вы выполните здесь ''ls -l'' и внимательно посмотрите, то увидите в строке первый символ ‘'''b'''’ или ‘'''c'''’. ‘'''b'''’ –
это так называемые блочные устройства, то есть устройства с блочной
структурой и произвольным доступом – обычно это разделы жесткого
диска. Например, вот этот малютка, '''/dev/hda1''' – первый раздел жесткого диска, он является блочным устройством. В данной системе '''hda1''' – корневой раздел (на вашей машине может быть по-другому, в
зависимости от того, как вы устанавливали систему); собственно говоря, все что мы посетили до этого, расположено в разделе, представленном этим малышом, так что он сильно занят. Как только вы нажмете
Выключить компьютер, он отправится в ванну – затем какао, и спать.

Слева вы можете видеть большое скопление так называемых tty-устройств (привет, ребята!). Это символьные устройства, представляющие собой символьные терминалы. Например, Linux обычно настроен
на поддержку шести виртуальных терминалов. Из вашего графического рабочего стола вы можете перейти к ним при помощи комбинации клавиш от '''Ctrl+Alt+F1''' до '''Ctrl+Alt+F6''' (и вернуться на рабочий стол при
помощи '''Ctrl+Alt+F7'''). Все шесть виртуальных терминалов являются
устройствами, от '''/dev/tty1''' до '''/dev/tty6'''.

Двигаемся дальше: прямо по курсу, в этой мрачной пещере, живет
очень странный парень по имени '''/dev/null'''. Подобравшись поближе, мы
сможем увидеть надпись над входом: «Оставь надежду всяк сюда входящий». Мы видели тех, кто входил сюда, но никто не вернулся обратно. Некоторые называют его черной дырой и используют для выбрасывания в него ненужного вывода программ. Э, кажется, мы слишком близко подъехали ко входу, Хал. Не въезжай туда… ты никогда уже...
не въезжай туда, Хал! Заворачивай!

Фу, чуть не попали...

==Городские задворки==

{{Врезка
|Заголовок=Изучаем корневой раздел
|Содержание=Одним из принципов организации файловой системы является возможность ее рационального размещения на нескольких разделах диска (или нескольких дисках), и возможность совместного использования ее частей несколькими машинами.

Ключевым здесь является понятие корневого раздела. Во время загрузки Linux ядро подключает к себе отдельный раздел файловой системы – он и называется «корневым». Любые другие разделы, которые необходимо подключить, монтируются командой ''mount'',
обычно в соответствии с записями в файле '''/etc/fstab'''. Поскольку на ранних стадиях загрузки доступна только корневая файловая система, она должна содержать все необходимое для функционирования Linux и присоединения других частей файловой системы. В инструменты корневого раздела входят: программа ''init'' (запускающая все остальные процессы), оболочка, mount и файл '''/etc/fstab'''. Стандарт иерархии файловых систем указывает количество каталогов, которые должны находиться в корневом разделе.
|Ширина=200px
}}

Что ж, после всех этих виртуальностей вы, я уверен, хотите вновь увидеть какие-нибудь реальные файлы, и их много в том месте, которое я называю промзоной, состоящем из двух каталогов '''/bin''' и '''/sbin'''. Под bin подразумевается «binary» [двоичный]: большинство здешних файлов являются исполняемыми. Почему каталогов два? Ну, смысл в том, что
запускаемое обычным пользователем, типа ''Vi'' и ''tar'', ''rm ''и ''date'', помещается в '''/bin''', а то, что может запустить только суперпользователь-администратор, расположено в '''/sbin'''. Можете считать, что «'''s'''» в '''/sbin'''
происходит от ‘system’ – или, возможно, ‘super-user’. Например, ''ifconfig'' (установка параметров сетевой карты) и ''iptables'' (определение правил брандмауэра) находятся в '''/sbin''', потому что только суперпользователь
имеет на них право. В большинстве дистрибутивов Linux '''/bin''' включается в пути поиска для обычного пользователя, а ''/sbin'' нет. Ясное дело, обычный пользователь может легко получить доступ к этим командам,
набрав полный путь типа ''/sbin/iptables'', но нормальной работы у него
не выйдет, поскольку большинство из них и пальцем не шевельнут, если вы не супер!

Важный уголок нашей промышленной зоны называется '''/lib'''. Вообще-то это целый угол. «Lib» происходит от «library» [библио-
тека], и здешние файлы являются совместно используемыми библиотеками, необходимыми системным программам в '''/bin''' и '''/sbin'''. (Если вы пришли из мира Windows, то знае те их как DLL.) Критически важная библиотека, которая используется
практически везде – это стандартная библиотека ''С'', '''libc.so'''. Если вы удалите этот файл, то почти все остановится.

Осмотром промзоны экскурсия завершается; предлагаю по-быстрому заглянуть в очень важный каталог '''/usr'''. Я должен предупредить вас, что обычно '''/usr''' находится на другом разделе, так что вы можете ощутить легкий толчок при пересечении точки монтирования. Хал, сбрось, пожалуйста, газ!

Оглядевшись в '''/usr''', мы увидим каталоги, на вид дублирующие некоторые из корневого раздела: в частности, '''/usr/bin''', '''/usr/sbin''' и '''/usr/lib'''. И верно, они содержат элементы того же типа, которые мы
уже видели в '''/bin''', '''/sbin''' и '''/lib''': а именно, '''/usr/bin''' содержит пользовательские команды, '''/usr/sbin''' содержит команды системного администратора, а '''/usr/lib''' – библиотеки. Так почему же эти элементы рассованы по двум различным наборам каталогов? Ответ – в действиях по выделению разделов. Элементы '''/usr''' часто расположены на отдельном разделе, который не подключается к файловой
системе практически до последних стадий процесса загрузки.
Действительно критичные компоненты, используемые на ранних стадиях загрузки, должны располагаться в корневом разделе, а не в '''/usr'''.

Распределение элементов таким способом также минимизирует
те части файловой системы, которые не должны затрагиваться при
однопользовательской загрузке. Элементы из '''/bin, /sbin''' и '''/lib''' необходимы, а из '''/usr''' – нет. Можно также смонтировать '''/usr''' в файловую систему в режиме «только для чтения», для большей безопасности, а в
сети совместно использовать '''/usr''' с одного файл-сервера, по крайней
мере для машин с общей аппаратной архитектурой.

Фактически большая часть исполняемых файлов и библиотек размещается в '''/usr''', и, соответственно, малая часть в корневом разделе. Использование дискового пространства системой на машине, на которой я нахожусь в данное время, выглядит так:

$ du -sh /bin /sbin /lib /usr/bin /usr/sbin /usr/lib
4.9M /bin
6.3M /sbin
109M /lib
92M /usr/bin
5.7M /usr/sbin
625M /usr/lib

Цифры, которые вы увидите в своей системе, конечно же, будут
другими, но смысл будет тем же: большая часть элементов расположена в '''/usr''', а корневой раздел сравнительно невелик.

Есть еще несколько каталогов вроде '''/var, /tmp''' и '''/opt''', которые мы не посетили, но я должен
вернуть вас вовремя, чтоб вы успели ухватить несколько больших загрузок с FTP-зеркала, так что мы возвращаемся в корневой каталог, откуда начали, и завершаем нашу экскурсию. Будьте осторожны, выходя из автобуса. Надеемся, вы проведете несколько минут в нашей сувенирной лавке, где сможете купить брелки для открытых ключей с пластмассовым Туксом и открытки, говорящие «Я выполнил ''ls -R'' в '''/proc''' и выжил!». До свидания!» '''LXF'''

==Флора и фауна файловых систем==

Имеется семь типов «существ», живущих в файловой системе. Когда вы выводите длинный список каталогов (''ls -l''), первый символ каждой строки говорит о типе данного элемента. Они показаны в первом столбце таблицы. Мы также выполнили подсчет популяции каждого типа в системе Ubuntu; эти значения приведены во втором столбце. Понятно, что, как выражаются
продавцы автомобилей, «расход бензина на километр имеет индивидуальные отличия».

{| class="wikitable"
|-
! Тип
! Численность
! Описание
|-
| -
| 102,314
| Обычный файл. Наиболее распространенный тип.
|-
| d
| 14,701
| Каталог. Каталог – это контейнер для других элементов. Некоторые называют их папками.
|-
| l
| 15,258
| Символьная ссылка. Это крошечные файлы, содержащие имя какого-то другого файла, вроде ярлыков в Windows. Поэтому, если, например, у меня есть символьная ссылка '''/etc/motd''' на '''/var/run/motd''', и программа открывает '''/etc/motd''', то ядро говорит: «Ага, это символьная ссылка. Он хотел сказать не '''/etc/motd''', а '''/var/run/motd'''», и открывает последний. Символьные ссылки иногда называют «симлинками» (symlinks) или гибкими ссылками.
|-
| c
| 785
| Так называемое символьное устройство (иногда также называемое raw-устройством или специальным символьным файлом). Этот элемент служит для именования устройств. Нечто вроде '''/dev/console''' соответствует реальному физическому устройству. Другие соответствуют псевдоустройствам; например, '''/dev/random''' предоставляет доступ к генератору случайных чисел ядра.
|-
| b
| 65
| Блочное устройство. Блочные устройства – это обычно диски: скажем, '''/dev/hda2''' – это второй раздел первого жесткого диска IDE. Вообще говоря, символьные устройства поддерживают чтение и запись последовательного потока байтов, а блочные устройства поддерживают произвольный доступ. Реальное отличие, однако, заключается в том, что ядро предоставляет блочным устройствам буферный слой, чтобы они могли читать и писать целыми блоками. Для символьных устройств этого не делается. Практически все файлы устройств обитают в '''/dev'''.
|-
| s
| 34
| Сокеты Unix-домена. Они называются «конечными точками связи в файловой системе» и используются почти так же, как TCP- и UDP-сокеты, за исключением того, что они поддерживают лишь межпроцессное взаимодействие для запущенных процессов на той же машине.
|-
| p
| 7
| Именованный канал. Они так редки, что их следует занести в красную книгу! Подобно сокетам Unix-доменов, это именованные конечные точки, используемые для межпроцессного взаимодействия.
|}

LXF95:Тур по файловой системе Linux - История изменений

Crazy Rebel: /* Виртуальная часть экскурсии */

Crazy Rebel: викификация, оформление