Linux datotečni sustav: tip, opis, struktura, validacija sustava, popravak oštećenih datoteka

Odmah zapazite da će ovaj materijal biti teoretskiji, usmjeren na početnike, da bi se stvorila opća ideja. Stoga ćemo razmotriti opće, najvažnije odredbe datotečnog sustava Linux sustava. Suptilnosti rada s bilo kojom vrstom, izravnim naredbama - to je još jedna tema razgovora. Naš je zadatak razumjeti što je to, kako funkcionira ovaj sustav.

Što je to?

Izraz "datotečni sustav" najčešće se koristi u različitim kontekstima. Stoga, na početku članka, moramo izbjegavati zabunu. Govoreći o Linux sustavu, imat ćemo na umu sljedeće:
  • Cijeli kompleks strukture Linux datoteka počevši od korijena.
  • Neka vrsta formata za pohranjivanje informacija. Česti primjeri: Ext3 Ext4 Btrfs, XFS, itd. Zabilježite posebnost Linux kernela. U mogućnosti je podržati do stotine različitih sustava datoteka, od modernih do potpuno zastarjelih. Svaki od ovih tipova će koristiti svoje strukture metapodataka za organiziranje rada s informacijama na disku.
  • Logički volumen ili određeni odjeljak, formatiran u određenom tipu datotečnog sustava. Može se "ugraditi" na određenu točku montiranja.
  • Osnovne funkcije sustava

    Prilikom rastavljanja Linux sustava za početnike, detaljno ćemo se osvrnuti na njegove zadatke. Glavna funkcija je: pružanje organiziranih okruženja za pohranu informacija, datoteka na mrežinepostojan uređaj. Iz ove izjave slijedi niz dodatnih zadataka.


    Svi datotečni sustavi nužno osiguravaju prostor imena. Određuje kako će se datoteke zvati, postaviti ograničenja na duljinu imena, korištenje određenih znakova. Odgovoran za logičnu strukturu informacija na disku. Primjer: uporaba direktorija je za organizaciju datoteka, a ne za jednostavno pohranjivanje. Kada je imenski prostor već definiran, morate stvoriti bazu za nju koristeći metapodatke datotečnog sustava. U većini slučajeva takav okvir uključuje sljedeće:
  • Struktura podataka za kompilaciju hijerarhije direktorija.
  • Struktura za spremanje i zauzetih i slobodnih jedinica na disku.
  • Strukture s imenskim imenima i datotekama.
  • Važne informacije o dokumentima: veličina, mjesto datoteke na disku, vrijeme njegovog nastanka itd.
  • Moram reći da će sami blokovi sadržavati samo sadržaj datoteke. Sve ostalo - u metapodacima. Potonje se također koristi za opisivanje podjela i logičkih volumena, koji sadrže podatke koji opisuju sam sustav datoteka.


    Za pristup dokumentima potreban je skup funkcija koje se nazivaju API. Uz to, program stječe sposobnost kontrole različitih objekata datotečnog sustava. Postoje metode za stvaranje, brisanje i premještanje dokumenata. Važno je da moderni datotečni sustavi pružaju sigurnosni model - korisnička pristupna prava. Slijedi da korisnici u takvoj strukturi imaju samo pristupdatoteka.

    Organizacija strukture datoteka u "Linuxu"

    Ovaj datotečni sustav je skup od dva dijela:
  • Virtualni FS (datotečni sustav). Jedini skup naredbi jezgre koji programerima omogućuje pristup bilo kojem datotečnom sustavu. Ovaj dio nužno zahtijeva upravljački program za kompatibilnost s različitim tipovima FS-a.
  • Upravljački programi datotečnog sustava. Drugi dio provedbe. Oni sadrže standardni paket naredbi koji pruža akcije specifične za datoteke.
  • O strukturi direktorija

    Slažem se, mnogo je lakše pronaći traženi dokument ako se datoteke pohranjuju u glatke skupine i ne prikupljaju u istoj hrpi. Struktura FS-a u "Linuxu" je poput jednostavne hijerarhije. Svi su direktorije u korijenskom direktoriju (/). Sukladno tome, adresa svakog dokumenta započet će s njom.
    Root FS Linux je datotečni sustav najviše razine koji sadrži sve datoteke i dokumente potrebne za pokretanje sustava prije nego što su instalirani drugi FS-ovi. Ovdje su potrebne knjižnice i dokumenti za povezivanje drugih datotečnih sustava. Tijekom preuzimanja drugi FS su montirani u direktorijima navedenim za njih. O njima ćemo malo razgovarati. Imajte na umu da se direktorije /bin, /dev, /etc, /lib, /root, /sbin ne mogu montirati. Zbog toga su dostupni za preuzimanje jer sadrže cijeli skup potrebnih datoteka. Ali direktorije /media /mnt su uvijek prazne. Zašto? To su mjesta ugradnje za druge sustave. Drugi FS mogu se montirati kasnije, jer nisuutjecati na lansiranje.
    U "Linuxu" sve fizičke particije i diskovi povezani su s uobičajenim datotečnim sustavom. Počinje dok govorimo iz korijena (/), koji sadrži druge direktorije. To je zato što se /var, /home, /boot, /tmp može nalaziti na drugim fizičkim diskovima, čak i na prijenosnim. Sve gore navedeno je dobro, tako da prilikom ažuriranja distributivne verzije zapravo možete spremiti sve dokumente i postavke u home direktorij. Često morate ponovno formatirati korijensku particiju da biste je se riješili. Struktura će vam pomoći da ne izgubite važne podatke. Tako se ostvaruje i zaštita korijenskog odsjeka od prelijevanja, što može uzrokovati invaliditet cijelog sustava. Zatim ćemo prijeći na popis tipova najčešćih sustava datoteka u ovom OS-u.

    XFS

    Početak razvoja ovog datotečnog sustava "Linux" - 1993. Stvoritelj - silicijska grafika. Za većinu korisnika postalo je dostupno 2000-2002. Zamislite važne značajke ovog sustava u "Linuxu":
  • Podrška za velike datoteke i njihove količine.
  • Za 64-bitne sustave: 8 eksbibita - 1 bajt (prikazan kako slijedi: 8 * 2 60 -1 bajtova).
  • Prisutnost kontinuiranih prostornih zona.
  • Online defragmentacija.
  • Kašnjenje u raspodjeli prostora.
  • Još jedna važna značajka ovog datotečnog sustava Linux sustava je jedan od prvih sustava koji se koristi za * nix. Prema tome, sadrži najprikladniji izvorni kod u ovom polju.

    ReiserFS

    Još jedan stari sustav datoteka s dnevnicima "Linux" je ispred vas.Njezin je programer Namesys. Dostupno korisnicima od 2001. godine. Oni bilježe prisutnost dosadnih nedostataka, ali općenito govoreći o tome kao dobrom datotečnom sustavu.

    Značaj takvog sustava koji se može zapisati je transakcija na disku, koja se sekvencijalno snima u posebno područje tvrdog diska (dnevnik, dnevnik) prije unosa dokumenata već na krajnjim točkama datotečnog sustava Linux OS. Maksimalna veličina leđa za ovu strukturu izračunata je 16 tebbajta.

    JFS (Journaled File System)

    Prelazimo na sljedeći datotečni sustav, koji je razvoj dobro poznate IBM korporacije. Nastao je relativno davno: 1990-ih za AIX. Prvo stabilno izdanje pojedinih Linux korisnika pojavilo se više od desetljeća - 2001. godine. Najvažniji plus ovog Linux datotečnog sustava: izvrsna skalabilnost. No, ona je također zasjenjena značajnim nedostatkom: nije osobito aktivna potpora tijekom životnog ciklusa. Najveći volumen za ovaj sustav je 32 pbyte.

    Ext sustavi

    Razmotrimo u ovom podnaslovu četiri datoteke istog tipa datotečnog sustava Linuxa:
  • Ext (prošireni datotečni sustav). Pojavio se u travnju 1992. Važno je napomenuti da je to bio prvi datotečni sustav razvijen posebno za potrebe Linuxa. Stvoritelj je napravio Remy karticu. Svrha razvoja: prevladati ograničenje prethodnog datotečnog sustava Minix.
  • Ext2. Sustav autorstva istog programera. Predstavljen je 1993. Njegov značajan minus: sustav nije bilježen. Namjera ovog nedostatka bila je ispraviti sljedeći razvoj.
  • Ext3. Još jedanvrsta datotečnog sustava Linuxa. Zapravo, to nije bio neovisan razvoj, već je bio samo proširenje za prethodni. Razvojni programer - Stephen Tweed. Sustav je uveden 1999. kako bi postao dio glavnog Linux kernela u 2001. godini. U pozadini prošlih razvoja ističe se skromna veličina prostora. Ovdje je primjer za 32-bitne sustave: do 4 teibabajta. Ali to mu daje važnu prednost: to je jedna od najstabilnijih i široko podržavana u "Linux" kolekciji.
  • Ext4. Što je to razvoj? Ako govorimo kratko, onda ova verzija prethodnog, ali samo već prilagođena za 64-bitne sustave. To je istaknuo mogućnost za podršku velikim prostorima - do 1 sqmb. Struktura Linux datotečnog sustava ove vrste također se razlikuje na sljedeći način: prisutnost kontinuiranih područja diskovnog prostora, online defragmentacija, mogućnost odgode dodjele prostora itd. Ovdje je također osigurana izravna kompatibilnost s prethodnim razvojem. Uzajamnost će biti ograničena (u nedostatku mogućnosti kontinuiranog prostora na disku).
  • Reiser4

    Koja se datoteka sustava Linux krije pod tim imenom? Ovo je prvi pokušaj stvaranja novog generacijskog sustava za ovaj OS. Predstavljen je svijetu 2004. godine. Dodijelite sljedeće značajke:
  • Transakcije.
  • ​​
  • Sposobnost odgode dodjele prostora.
  • Ugrađena kompresija podataka i šifriranje podataka.
  • Programer novosti - Hans Reiser (zapravo, datotečni sustav i imenovan je u čast svog tvorca). Predložio je korisniku "Linux"koristite svoju zamisao kao bazu podataka s poboljšanim metapodacima. Nažalost, sudbina naprednog Reisera4 bila je povezana sa sudbinom njegovog tvorca. 2008. godine Hans Reiser je osuđen na smrt. Nakon tog događaja sustav datoteka je poželjno biti zaboravljen.

    UPD: Btrfs

    Nastavljamo rastavljati datotečne sustave "Linux", "Windows". Treba napomenuti da je ovaj projekt izvorno pokrenuo Oracle Corporation. Kasnije je podržan i za sustave "Linux". Mnogi korisnici razlikuju ovaj datotečni sustav kao odgovor na ZFS. Evo nekih ključnih značajki Btrfs-a:
  • podrška za tehnologiju kopiranja na pisanje. Njegova glavna prednost je da vam omogućuje snimanje snimki područja diska - takozvane snimke. Njihova vrijednost je da su vrlo korisni u obnovi sustava.
  • Praćenje integriteta podataka kao i metapodataka.
  • Sažimanje podataka.
  • Optimizirani način posebno dizajniran za korisnike SSD diskova, koji se mogu postaviti tijekom instalacije.
  • Mogućnost prebacivanja na Btrfs iz ext3.
  • U budućnosti (od kolovoza 2008.) sustav je objavljen pod GNU GPL.

    Tux 2 i Tux 3

    Tux 2 - drugi datotečni sustav pod "Linux". Osobitost razvoja je da je ona široko poznata, ali ne i javno objavljena. Tvorac sustava je Daniel Philips. Osobitost njegova stvaralaštva je da se struktura temelji na "stablu datoteka", što pouzdano štiti sustav od kvarova. Usput, takva misija nosi i registraciju i registraciju. Organiziran kao ext 2. Dodavanje na sljedeći razvoj - Tux 3. Mnogi primjećuju da je toizdana kao vrijedna alternativa Btrfs-u. Važna značajka: stvorena na temelju Filesystem u Userspace (tzv. Poseban modul za razvoj FS-a na * nix platformama). Svrha ovog projekta: da se riješi uobičajenog novinarstva, umjesto da mu ponudi obnovu verzije (za određeno vremensko razdoblje). Prednost Linux verzije ovog datotečnog sustava (Windows se ovdje ne spominje) je da postoji novi način opisivanja promjena. U čemu je njezina bit? Za svaku datoteku sustava kreira se ažurirana kopija. Umjesto ponovnog pisanja trenutne verzije. Osim toga, takva promjena je da vam omogućuje fleksibilno upravljanje trenutnim verzijama.

    UPD: Xiafs

    Koja je razlika između ovog Linux Mint sustava datoteka? Pogledajmo ključne značajke. Kao ideja, a razvoj ovog otkrića je ideja Franka Xie. Baza za sustav je MINIX. Danas se razvoj smatra zastarjelim, praktički neprimjenjivim. U jednom trenutku, stvoren je kao alternativa široko rasprostranjenoj opremi. Krajem 1993. Xiafs je dodao standardni Linux kernel. Odlikuje ga pristojna stabilnost, a manji dio prostora na disku pod kontrolom. Međutim, praksa je pokazala neospornu činjenicu: razvoj je bio slabiji od ext 2. Zbog sljedećih ograničenja: maksimalna veličina particije i datoteke, kao i mogućnosti za daljnje širenje.

    UPD: ZFS

    Koji će sustav datoteka Linux biti u našoj završnoj priči? Razgovarat ćemo o Zettabyte datotečnom sustavu. Razvijen od strane korporacije Sun Microsystems. Moram reći da je izvorno za ovaj datotečni sustav razvijenpoznata 2005., operativna struktura "Solaris". Ostanimo na osobitostima razvoja:
  • Nedostatak takve fragmentacije informacija.
  • Dostupnost kontrole snimaka i spremišta pohrane.
  • Različite veličine blokova.
  • Dostupnost 64-bitnih kontrolnih zbrojeva.
  • Najvažnija izvrsna značajka: mogućnost adresiranja 128 bita podataka.
  • Što se Linuxa tiče, ovdje se razvoj može obaviti pomoću FUSE-a.

    Osnove korištenja uslužnog programa fsck

    Kako mogu provjeriti datotečni sustav Linuxa? Za to preporučujemo da kontaktirate korisni uslužni program fsck. Za korijensku sekciju, ona se automatski uključuje. Ali ova izjava se ne odnosi na druge dijelove. Automatska reprodukcija nije moguća čak i ako je onemogućite u postavkama. Osim toga, fsck je ljuska za druge uslužne programe koji ciljaju određeni datotečni sustav. Ako je korijenska particija oštećena, uslužni program se pokreće s vanjskog medija (na primjer, s diska). U suprotnom, sustav se uključuje u oporavku. Zatim se uslužni program pokreće s root particije. Kako mogu provjeriti datotečni sustav Linuxa? Prva stvar koju trebate upoznati s korisnim uslužnim programom uslužnog programa je:
  • Ne pokrećite sljedeću verziju fscka za vaš tvrdi disk dok se ne dovrši.
  • Definiranje korisničkih tipova datotečnih sustava koje je potrebno provjeriti. Uređaj je opcionalan, budući da je moguće odrediti provjeru s jednom naredbom, što označava traženi tip FS-a.
  • Provjerite sve datotečne sustave. Ovdje je također moguće postaviti prioritet. Prvo, naravno, provjerava se korijen. Obično se koristi na početku sustava.
  • Prikazivanje napretka u provjeri struktura datoteka.
  • Zanemarite provjeru je li datotečni sustav već montiran.
  • Nemojte poduzimati nikakve radnje kako biste dokazali da je test bio uspješan.
  • Zanemari provjeru particije root datotečnog sustava.
  • Navedite što je moguće više detalja.
  • Nemojte prikazivati ​​sam program.
  • Također postoji skup dodatnih opcija koje korisnici ne koriste tako često, ali su vrlo zanimljivi za gledanje:
  • Prilikom provjere prema zadanim postavkama, ispravite sve otkrivene pogreške bez sistemskih problema. Opcija je zastarjela, tako da je stručnjaci ne preporučuju.
  • Izvođenje provjere datotečnog sustava bez ispravljanja pogrešaka.
  • Zatražite od korisnika da popravi svaku pogrešku koju otkrije uslužni program.
  • Automatski odgovori na sve zahtjeve za ispravljanje pogrešaka sustava pozitivno. U biti, ovo je moderna verzija prve stavke s ovog popisa.
  • Pronađite i pošaljite u crni popis sve blokove pronađene na tvrdom disku. Nije dostupno za sve vrste datotečnih sustava.
  • Prisilno provjeravanje određenog datotečnog sustava. Čak i ako časopis bude čist.
  • Postavite novu adresu superbloka ako je prethodna bila oštećena.
  • Automatsko provjeravanje i ispravljanje pogrešaka.
  • ProvjeraLinux system datotečni sustav

    Hajdemo sada na praktične korake. Predstavimo čitatelju nekoliko mogućih metoda provjere:
  • Provjera čistog FS: $ sudo fsck -fy /dev /sda1.
  • Provjera svih FS-ova koji su spojeni na računalo. Pomaže u pridruživanju A-timu. Evo kako to izgleda: $ sudo fsck -A -y.
  • Ako je prethodna metoda bila nemoćna (prikladna je samo za rad u oporavku), preporučujemo da pogledate sljedeću kombinaciju "provjere": $ sudo fsck -AR -y.
  • Provjera s izuzetkom ugrađenih sustava datoteka: $ sudo fsck -M -y.
  • Ako ne morate provjeravati sve dostupne datotečne sustave, ali trebate samo dijagnostiku ext4 što učiniti u ovom slučaju? Predlažemo da koristite sljedeću kombinaciju: $ sudo fsck -A -t ext4 -y.
  • Međutim, provjera ugrađenih sustava datoteka ne savjetuje stručnjake. Međutim, ako je to vitalno, onda postoji jedan izlaz. Da biste to učinili, morate obnoviti FS u posebnoj verziji "Samo za čitanje". Test se zatim implementira na sljedeći način: $ sudo mount -o remount, ro /dev /sdb1. Na kraju, pogledajmo kako provjeriti FS u takozvanom prisilnom standardu: $ sudo fsck -fy /dev /sdb1.

    Vraćanje FS-a

    Opišite kako obnoviti Linux sustav Mint Serena. Prva stvar koju trebate pokrenuti putem LiveCD-a ili aktiviranjem načina za oporavak. Uslužni program bi trebao biti automatski preuzet na sve distribucije, zašto ga nije potrebno sami preuzimati i instalirati. Prema zadanim postavkama FS se može pronaći u odjeljku /dev /sda1. Morate učiniti sljedeće: $ sudo fsck -y/dev /sda1. Stručnjaci savjetuju da ne označite opciju U. U suprotnom, sustav će vam postaviti mnoga pitanja na koja treba odgovoriti dosljedno. Neki se korisnici pitaju što učiniti u slučaju oštećenja superbloka. Nažalost, takav ozbiljan kvar ne pomaže uvijek uslužnom programu. Superblock djeluje kao početak datotečnog sustava Linux sustava. Prema tome, bez nje, ona neće moći raditi. No, stručnjaci kažu da nije vrijedno žurbe reći zbogom čak iu ovom slučaju. Unesite sljedeću naredbu: $ sudo mkfs -t ext4 -n /dev /sda1. Sustav će stvoriti novi datotečni sustav. Umjesto ext4 umetnite onu u kojoj ste oblikovali ovaj odjeljak. Istodobno se veličina bloka podudara s vraćanjem. Kao rezultat toga, bit će šest rezervnih dodatnih adresa super-blokova. U tom slučaju možete pokušati oporaviti datotečni sustav pomoću svakog od njih. Ovdje je jedna od opcija oporavka: $ sudo fsck -b 98304 /dev /sda1. Sada znate važne informacije o Linux datoteci sustava, o njegovim vrstama, postojećim do danas, modernim i zastarjelim. Za razliku od popularnih "vjetrova", ovaj je OS još prikladniji za napredne korisnike. Gore navedeno potvrđuju algoritmi provjere oporavka datotečnog sustava.

    Povezane publikacije