Структура каталогов FSSTND

Эта глава описывает важные части стандарта Linux на дерево каталогов, основанного на стандарте файловых систем FSSTND. Он выделяет путь ветвления дерева каталогов в отдельных файловых системах с различными целями и дает необходимые пояснения. Также описаны некоторые альтернативные пути разбиения.

Общие сведения

Этот раздел основан на документе Linux filesystem standard, FSSTND, версии 1.2, который пытается установить стандарт на организацию дерева каталогов в Linux-системе. Такой стандарт имеет то преимущество, что будет проще писать или портировать программное обеспечение для Linux и управлять Linux-машинами, так как все будет находиться в строго определенных местах. Никто не заставляет следовать данному свободному стандарту, но стандарт имеет поддержку большинства, если не всех, дистрибутивов Linux. Не следует без крайне важных причин отказываться от поддержки FSSTND. FSSTND пытается следовать за традициями Unix и текущими тенденциями, делая тем самым Linux-системы совместимыми с другими Unix-системами, и наоборот.

Этот раздел не рассматривает FSSTND во всех деталях. Системный администратор должен также прочитать спецификации FSSTND для полного понимания.

В данном разделе дается краткий обзор с точки зрения файловой системы. Дальнейшая информация относительно каждого файла доступна в другом месте этого руководстве или на man-страницах.

Полное дерево каталогов разделено на части, каждая из которых может располагаться на своем диске или в своем разделе в интересах упрощения системного администрирования и резервирования. Это позволяет работать в случае недостатка места на дисках. Главные части дерева каталогов: файловые системы root, /usr, /var и /home (рис. 4.1). Каждая часть имеет свою цель. Дерево каталогов было разработано так, чтобы оно хорошо работало в сети Linux-машин, которые могут совместно использовать некоторые части файловых систем устройств только для чтения (например, CD-ROM), или сети с NFS.

Части дерева каталогов Unix.
Рисунок 1.12. Части дерева каталогов Unix.

Роли различных частей дерева каталогов описаны ниже.

  • Корневая файловая система специфична для каждой машины (обычно она хранится на локальном диске, хотя это мог бы быть ramdisk или сетевой диск) и содержит файлы, которые являются необходимыми для загрузки системы. Содержимого корневой файловой системы достаточно для загрузки в однопользовательском режиме. Именно эта файловая система используется при загрузке до тех пор, пока не будут смонтированы другие файловые системы. Она также содержит инструментальные средства для ремонта поврежденной системы и для восстановления потерянных файлов из резервных копий.
  • Файловая система /usr содержит все команды, библиотеки, man-страницы, исходные тексты и другие неизменяемые файлы, необходимые для нормальной работы системы. Никакие файлы в /usr не должны быть специфическими для любой конкретной машины, и при этом они не должны измениться при нормальном использовании. Это позволяет файлам быть разделенными по сети, что может быть практично, так как это сохраняет дисковое пространство (могут легко иметься сотни мегабайт в /usr) и упрощает администрирование (только машина, на которой хранится /usr, должна быть изменена при модификации прикладной программы, а не каждая машина отдельно). Даже если файловая система находится на локальном диске, она может быть установлена только для чтения, что уменьшит возможность искажения в случае отказа.
  • Файловая система /var содержит файлы, которые изменяются в ходе работы системы. Например, там лежат каталоги буферов для почты, новостей, печати и т.п., файлы протоколов, форматированных man-страниц и временные файлы.
  • Файловая система /home содержит все домашние каталоги пользователей системы, то есть, все реальные данные системы. Отделение пользовательских каталогов от системы упрощает резервирование данных. Если пользователей много, эта файловая система может быть разделена на несколько (например, /home/students и /home/teacher).

Хотя различные части выше были названы файловыми системами, это не значит, что они фактически находятся на отдельных дисках. Они могут храниться на одном диске, если речь идето небольшом сервере или личном однопользовательском компьютере. Дерево каталогов может быть также разделено по-другому, в зависимости от того, насколько большие диски использованы, и как распределено место на них для различных целей, тем не менее, важно, чтобы все стандартные имена работали; даже если, скажем, /var и /usr фактически на том же самом разделе, имена /usr/lib/libc.a и /var/log/messages должны работать, например, перемещая файлы из /var в /usr/var, и делая /var ссылкой на /usr/var.

Структура файловой системы в Unix группирует файлы по их назначению, то есть, все команды находятся в одном месте, все файлы данных в другом, документация в третьем и так далее. Альтернативный вариант группировал файлы согласно программе, которой они принадлежат, то есть, все Emacs-файлы были бы в одном каталоге, весь TeX в другом, и так далее. Проблема с последним подходом состоит в том, что это делает трудным совместно использовать файлы (каталог программ часто содержит статические, общие, изменяющиеся и личные файлы), и иногда даже находить файлы, например, man-страницы в огромном числе мест, благодаря чему поиск их программой просмотра сильно осложняется.

Корневая файловая система

Файловая система root должна быть небольших размеров, так как она содержит важные файлы и команды. Чем меньше объем файловой системы и чем реже она подлежит изменениям, тем меньше вероятность ее повреждения. Если система root повреждена, то обычно это означает, что начальная загрузка компьютера невозможна (кроме отдельных методов, например при помощи дискет).

Файловая система дистрибутива имеет архитектуру классической файловой системы ОС Linux с единым корневым каталогом, обозначаемым символом обратной косой черты ("слэш") — /.

Ниже приведено описание основных каталогов верхнего уровня.

/bin

В этом каталоге хранятся основные команды, необходимые пользователю для работы в системе. Например, такие как командные оболочки и команды файловой системы (ls, cp и т.д.). Каталог /bin обычно не изменяется после установки. Если изменяется, то обычно лишь при обновлениях пакетов программ, предоставленных разработчиками операционной системы.

/boot

В этом каталоге хранятся файлы, используемые загрузчиком ОС — LInux LOader (LILO). Этот каталог так же практически не изменяется после установки.

/dev

В этом каталоге размещены описания устройств системы. В Linux всё рассматривается, как файл, даже различные устройства, такие как последовательные порты, жёсткие диски и сканеры. Для получения доступа к определённому устройству, необходимо чтобы существовал специальный файл, называемый device node. Все эти файлы находятся в каталоге /dev. Аналогично устроено большинство UNIX-подобных операционных систем.

/etc

Этот каталог содержит файлы настроек: всё, от конфигурационных файлов системы X Window, базы данных пользователей и до стартовых сценариев.

/home

В этом каталоге размещены домашние каталоги пользователей. MOPSLinux является многопользовательской системой и каждому пользователю присваивается имя и уникальный каталог для персональных файлов. Этот каталог называется "home" (домашним) каталогом пользователя.

/lib

В этом каталоге находятся системные библиотеки, необходимые для основных программ: библиотека C, динамический загрузчик, библиотека ncurses, модули ядра и другое.

/lib/modules

Подгружаемые модули для ядра (например, сетевые драйверы или поддержка дополнительных файловых систем).

/lost+found

В этом каталоге сохраняются восстановленные части файловой системы. При загрузке системы происходит проверка файловых систем на наличие ошибок. Для исправления ошибок файловой системы запускается программа fsck.

/mnt

Этот каталог предоставляется как временная точка монтирования для жёстких дисков, дискет, компакт-дисков или отключаемых устройств.

/opt

В этом каталоге размещаются дополнительные пакеты программ. Особенность Linux в том, что все пакеты программ, устанавливаются в этот каталог, например /opt/<программный пакет>. В последствии если этот пакет больше не будет нужен, то достаточно всего лишь удалить соответствующий каталог. В дистрибутивах SlackWare и MOPSLinux некоторые программы изначально поставляются в каталоге /opt (например, KDE - в /opt/kde).

/proc

Это специальный каталог не входящий в файловую систему. Каталог /proc представляет собой виртуальную файловую систему, которая предоставляет доступ к информации ядра. Различная информация, которую ядро может сообщить пользователям, находится в "файлах" каталога /proc. Например, в файле /proc/modules находится список загруженных модулей ядра. А в файле /proc/cpuinfo — информация о процессоре компьютера.

/root

Это домашний каталог администратора, вместо /home/root. Это потому, что каталог /home может находиться в разделе, отличном от корневого (/) и если по какой-то причине /home не может быть подключён, то пользователь root вынужден будет войти в систему, чтобы решить проблему. И если его домашний каталог на другом диске, то это усложнит вход в систему.

/sbin

В этом каталоге хранятся основные программы, выполняемые пользователем root а так же программы, выполняемые в процессе загрузки. Обычные пользователи не могут пользоваться этими программами.

/tmp

Временное хранилище данных. Все пользователи имеют права чтения и записи в этом каталоге.

/usr

Это один из самых больших каталогов в системе. Практически всё остальное расположено здесь. Программы, документация, исходный код ядра и система X Window. Именно в этот каталог, чаще всего, устанавливаются программы.

/var

В этом каталоге хранятся системные лог-файлы, кэш-файлы и файлы-замки программ. Это каталог для часто меняющихся данных.

Каталог /etc

В этом каталоге содержится довольно много различных конфигурационных файлов. Некоторые из них рассмотрены ниже. Здесь также располагаются файлы, используемые для конфигурирования сети.

/etc/rc.d

Командные файлы, выполняемые при запуске системы или при смене ее уровня выполнения.

/etc/passwd

База данных пользователей, в которой содержится информация об имени пользователя, его настоящем имени, личном каталоге, зашифрованный пароль и другие данные. Формат этого файла рассмотрен в man-руководстве к команде passwd.

/etc/fdprm

Таблица параметров флоппи-дисковода, определяющая формат записи. Устанавливается программой setfdprm.

/etc/fstab

Список файловых систем, автоматически монтируемых во время запуска системы командой mount -a (она запускается из командного файла /etc/rc.d/rc.S). Здесь также содержится информация о swaр-областях, автоматически устанавливаемых командой swapon -a.

/etc/group

Подобен файлу /etc/рasswd, только здесь содержится информация о группах, а не о пользователях.

/etc/inittab

Конфигурационный файл демона init.

/etc/issue

Выводится программой getty перед приглашением login. Обычно здесь содержится краткое описание системы.

/etc/magic

Конфигурационный файл команды file. Содержит описания различных форматов файлов, опираясь на которые эта команда определяет тип файла. Также см. руководства к magic и file.

/etc/motd

Сообщение дня, автоматически выводится при успешном подключении к системе. Часто используется для информирования пользователей об изменениях в работе системы. Немного напоминает "совет дня" в Windows.

/etc/mtab

Список смонтированных на данный момент файловых систем. Изначально устанавливается командными файлами при запуске, а затем автоматически модифицируется командой mount. Используется при необходимости получения доступа к смонтированным файловым системам (например, командой df).

/etc/shadow

Теневая база данных пользователей. При этом информация из файла /etc/рasswd перемещается в /etc/shadow, который недоступен для чтению никому, кроме пользователя root. Это усложняет взлом системы.

/etc/login.defs

Конфигурационный файл команды login.

/etc/printcap

То же, что и /etc/termcap, только используется при работе с принтером.

/etc/profile

Этот командный файл выполняется оболочкой Bourne Shell при запуске системы, что позволяет изменять системные установки для всех пользователей.

/etc/securetty

Определяет терминалы, с которых может подключаться к системе пользователь root. Обычно это только виртуальные консоли, что усложняет взлом системы через модем или сеть.

/etc/shells

Список рабочих оболочек. Команда chsh позволяет менять рабочую оболочку только на оболочки, находящиеся в этом файле. Процесс ftрd, предоставляющий работу с FTР, проверяет наличие оболочки пользователя в файле /etc/shells и не позволяет пользователю подключится к системе, пока ее имя не будет найдено в этом файле.

/etc/termcap

База данных совместимости терминалов. Здесь находятся escape-последовательности для различных типов терминалов, что позволяет работать программам на разных типах терминалов.

Каталог /dev

В этом каталоге находятся файлы устройств. Названия этих файлов соответствуют специальным положениям, рассмотренным в списке устройств (Device list). Файлы устройств создаются во время установки системы, а затем с помощью скрипта /dev/MAKEDEV. Файл /dev/MAKEDEV.local используется при создании локальных файлов устройств или ссылок (т.е. тех, что не соответствуют стандарту MAKEDEV).

Каталог /usr

Обычно файловая система /usr достаточно большая по объему, так как многие программы установлены именно здесь. Вся информация в каталоге /usr помещается туда во время установки системы. Отдельно устанавливаемые пакеты программ и другие файлы размещаются в каталоге /usr/local. Некоторые подкаталоги системы /usr рассмотрены ниже (для более подробной информации см. описание стандарта FSSTND).

/usr/X11R6

Все файлы, используемые системой X Window. Для упрощения установки и администрирования, файлы системы X Window размещаются в отдельной структуре каталогов, которая находится в /usr/X11R6 и идентична структуре /usr.

/usr/bin

Практически все команды, хотя некоторые находятся в /bin или в /usr/local/bin.

/usr/sbin

Команды, используемые при администрировании системы и не предназначенные для размещения в файловой системе root (например, здесь находится большинство программ-серверов).

/usr/man, /usr/info, /usr/doc

Файлы man-руководств, документации GNU Info и другая документация.

/usr/include

Подключаемые файлы библиотек для языка С.

/usr/src

Исходные тексты программ, установленных в системе, в том числе ядра Linux.

/usr/lib

Неизменяемые файлы данных для программ и подсистем, включая некоторые конфигурационные файлы. Имя lib происходит от library (библиотека); первоначально библиотеки подпрограмм для программирования хранились в /usr/lib.

/usr/local

Здесь размещаются отдельно устанавливаемые пакеты программ и другие файлы.

Каталог /var

Эта файловая система содержит файлы, изменяемые при нормально работающей системе. Она специфична для каждого компьютера и не может быть разделена в сети между несколькими машинами.

/var/man/cat*

Временный каталог для форматируемых страниц руководств. Источником этих страниц является каталог /usr/man/man*. Некоторые руководства поставляются в отформатированном виде. Они располагаются в /usr/man/cat*. Остальные руководства перед просмотром должны быть отформатированы. Затем они помещаются в каталог /var/man и при повторном просмотре в форматировании не нуждаются. Каталог /var/man/cat часто очищается, таким же образом, как и прочие временные каталоги.

/var/lib

Файлы, изменяемые при нормальном функционировании системы.

/var/local

Изменяемые данные для программ, установленных в /usr/local (то есть, программы которые были установлены администратором системы). Обратите внимание, что даже в местном масштабе установленные программы должны использовать другие /var каталоги, например, /var/lock.

/var/lock

Файлы-защелки. Многие программы при обращении к какому-либо файлу устройства создают здесь файл-защелку. Другие программы при обращении к какому-либо устройству сначала проверяют наличие файла-защелки в этом каталоге, а затем уже производят доступ к этому устройству.

/var/log

Журнальные файлы различных программ, в особенности login (/var/log/wtmр, куда записываются все подключения и выходы из системы) и syslog (/var/log/messages, где обычно хранятся все сообщения ядра и системных программ). Файлы из /var/log необходимо регулярно удалять, иначе разрастутся сверх всякой меры.

/var/run

Файлы, информация в которых соответствует действительности только до очередной перезагрузки системы. Например, файл /var/run/utmp содержит информацию о пользователях, подключенных к системе в данный момент.

/var/spool

Каталоги, используемые для хранения почты, новостей, очереди для принтера, а также для других задач. Для каждой задачи существует отдельный каталог в /var/spool, например, почтовые ящики пользователей хранятся в /var/spool/mail.

/var/tmp

Каталог для временных файлов, размер которых достаточно велик или время существования которых больше, чем в /tmp. Хотя администратор системы не должен бы держать очень уж старые файлы в /var/tmp.

Каталог /proc

Файловая система /proc является виртуальной и в действительности она не существует на диске. Ядро создает ее в памяти компьютера. Система /proc предоставляет информацию о системе (изначально только о процессах — отсюда ее название). Некоторые наиболее важные файлы и каталоги рассмотрены ниже. Более подробную информацию о структуре и содержании файловой системы /proc можно найти в man-руководстве к proc.

/proc/1

Каталог, содержащий информацию о процессе номер 1. Для каждого процесса существует отдельный каталог в /proc, именем которого является его числовой идентификатор.

/proc/cpuinfo

Информация о процессоре, такая как тип процессора, его модель, производительность и др.

/proc/devices

Список драйверов устройств, встроенных в действующее ядро.

/proc/dma

Задействованные в данный момент каналы DMA.

/proc/filesystems

Файловые системы, встроенные в ядро.

/proc/interruрts

Задействованные в данный момент прерывания.

/proc/ioports

Задействованные в данный момент порты ввода/вывода.

/proc/kcore

Отображение физической памяти системы в данный момент. Размер этого файла точно такой же, как и у памяти компьютера, только он не занимает места в самой памяти, а генерируется на лету при доступе к нему программ. Однако при копировании этого файла куда-либо, он не займет места на диске.

/proc/kmsg

Сообщения, выдаваемые ядром. Они также перенаправляются в syslog.

/proc/ksyms

Таблица символов ядра.

/proc/loadavg

Ориентировочная загруженность системы.

/proc/meminfo

Информация об использовании памяти, как физической, так и swap-области.

/proc/modules

Список модулей ядра, загруженных в данный момент.

/proc/net

Информация о сетевых протоколах.

/proc/self

Символическая ссылка к каталогу процесса, пытающегося получить информацию из /proc. При попытке двух различных процессов получить какую-либо информацию в /proc, они получают ссылки на различные каталоги. Это облегчает доступ программ к собственному каталогу процесса.

/proc/stat

Различная статистическая информация о работе системы.

/proc/uptime

Время, в течение которого система находится в рабочем состоянии.

/proc/version

Версия ядра.

Хотя многие файлы имеют обычный текстовый формат, некоторые из них имеют собственный. Существует много программ, которые не только преобразуют такие файлы в формат, доступный для чтения, но и предоставляют некоторые функции. Например, программа free считывает файл /proc/meminfo и преобразует значения, указанные в байтах, в килобайты (а также предоставляет некоторую дополнительную информацию).