Размещение компонентов системы: Стандарт FHS

Попробуем более подробно разобраться, как устроено дерево каталогов Linux и где что в нём можно найти. Фрагмент дерева каталогов типичной файловой системы Linux (Some Linux, которую использует Мефодий) приведён на рис. dir-tree. Мефодий решил обследовать свою файловую систему, начиная с корневого каталога: Гуревич посоветовал использовать для этого команду ls каталог, где каталог — это полный путь к каталогу: утилита ls выведет список всего, что в этом каталоге содержится.

[methody@localhost methody]$ ls /

bin dev home mnt root tmp var

boot etc lib proc sbin usr

[methody@localhost methody]$

Пример 2. Стандартные каталоги в/

Утилита ls вывела список подкаталогов корневого каталога. Этот список будет таким же или почти таким же в любом дистрибутиве Linux. В корневом каталоге Linux-системы обычно находятся только подкаталоги со стандартными именами. Более того, не только имена, но и тип данных, которые могут попасть в тот или иной каталог, также регламентированы этим стандартом. Этот стандарт называется Filesystem Hierarchy Standard («стандартная структура файловых систем»).

Опишем кратко, что находится в каждом из подкаталогов корневого каталога. Мы не будем приводить полные списки файлов для каждого описываемого каталога, а Мефодий сможет просмотреть их при помощи команды ls имя каталога.

/bin

Название этого каталога происходит от слова «binaries» («двоичные», «исполняемые»). В этом каталоге находятся исполняемые файлы самых необходимых утилит. Сюда попадают такие программы, которые могут понадобиться системному администратору или другим пользователям для устраненения неполадок в системе или при восстановлении после сбоя.

/boot

«Boot» — загрузка системы. В этом каталоге находятся файлы, необходимые для самого первого этапа загрузки: загрузки ядра и, обычно, само ядро. Пользователю практически никогда не требуется непосредственно работать с этими файлами.

/dev

В этом каталоге находятся все имеющиеся в системе файлы-дырки: файлы особого типа, предназначенные для обращения к различным системным ресурсам и устройствам (англ. «devices» — «устройство», отсюда и сокращённое название каталога). Например, файлы /dev/tty N соответствуют виртуальным консолям, где N — номер виртуальной консоли. Данные, введённые пользователем на первой виртуальной консоли, система считывает из файла /dev/tty1, в этот же файл записываются данные, которые нужно вывести пользователю на эту консоль. В файлах-дырках в действительности не хранятся никакие данные, при их помощи данные передаются. Подробнее о принципе работы с файлами-дырками речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.

/etc

Каталог для системных конфигурационных файлов. Здесь хранится информация о специфических настройках данной системы: информация о зарегистрированных пользователях, доступных ресурсах, настройках различных программ. Подробно системные конфигурационные файлы будут рассмотрены в лекции Конфигурационные файлы.

/home

Здесь расположены каталоги, принадлежащие пользователям системы — домашние каталоги, отсюда и название «home». Отделение всех файлов, создаваемых пользователями, от прочих системных файлов даёт очевидное преимущество: серьёзное повреждение системы или необходимость обновления не затронет наиболее ценной информации — пользовательских файлов.

/lib

Название этого каталога — сокращение от «libraries» (англ. «библиотеки»). Библиотеки — это собрания наиболее стандартных функций, необходимых многим программам: операций ввода/вывода, рисования элементов графического интерфейса и проч. Чтобы не включать эти функции в текст каждой программы, используются стандартные функции библиотек — это значительно экономит место на диске и упрощает написание программ. В этом каталоге содержатся библиотеки, необходимые для работы наиболее важных системных утилит (размещённых в /bin и /sbin).

/mnt

Каталог для монтирования (от англ. «mount») — временного подключения файловых систем, например, на съёмных носителях (CD-ROM и др.). Подробно о монтировании файловых систем речь пойдёт в лекции Работа с внешними устройствами.

/proc

В этом каталоге все файлы «виртуальные» — они располагаются не на диске, а в оперативной памяти. В этих файлах содержится информация о программах (процессах), выполняемых в данный момент в системе.

/root

Домашний каталог администратора системы — пользователя root. Смысл размещать его отдельно от домашних каталогов остальных пользователей состоит в том, что /home может располагаться на отдельном устройстве, которое не всегда доступно (например, на сетевом диске), а домашний каталог root должен присутствовать в любой ситуации.

/sbin

Каталог для важнейших системных утилит (название каталога — сокращение от «system binaries»): в дополнение к утилитам /bin здесь находятся программы, необходимые для загрузки, резервного копирования, восстановления системы. Полномочия на исполнение этих программ есть только у системного администратора.

/tmp

Этот каталог предназначен для временных файлов: в таких файлах программы хранят промежуточные данные, необходимые для работы. После завершения работы программы временные файлы теряют смысл и должны быть удалены. Обычно каталог /tmp очищается при каждой загрузке системы.

/usr

Каталог /usr — это «государство в государстве». Здесь можно найти такие же подкаталоги bin, etc, lib, sbin, как и в корневом каталоге. Однако в корневой каталог попадают только утилиты, необходимые для загрузки и восстановления системы в аварийной ситуации, все остальные программы и данные располагаются в подкаталогах /usr. Прикладных программ в современных системах обычно установлено очень много, поэтому этот раздел файловой системы может быть очень большим.

/var

Название этого каталога — сокращение от «variable» («переменные» данные). Здесь размещаются те данные, которые создаются в процессе работы разными программами и предназначены для передачи другим программам и системам (очереди печати и электронной почты и др.) или для сведения системного администратора (системные журналы, содержащие протоколы работы системы). В отличие от каталога /tmp сюда попадают те данные, которые могут понадобиться после того, как создавшая их программа завершила работу.

Стандарт FHS регламентирует не только перечисленные каталоги, но и их подкаталоги, а иногда даже приводит список конкретных файлов, которые должны присутствовать в определённых каталогах⁸. Этот стандарт последовательно соблюдается во всех Linux-системах, хотя и не без горячих споров между разработчиками при выходе каждой новой его версии.

Стандартное размещение файлов позволяет и человеку, и даже программе предсказать, где находится тот или иной компонент системы. Для человека это означает, что он сможет быстро сориентироваться в любой системе Linux (где файловая система организована в соответствии со стандартом) и найти то, что ему нужно. Для программ стандартное расположение файлов — это возможность организации автоматического взаимодействия между разными компонентами системы.

Мефодий уже успел воспользоваться некоторыми премимуществами, которые даёт использование стандартного расположения файлов: на предыдущих лекциях он запускал утилиты, не указывая полный путь к исполняемому файлу, например, cat вместо /bin/cat. Командная оболочка «знает», что исполняемые файлы располагаются в каталогах /bin, /usr/bin и т. д. — именно в этих каталогах она ищет исполняемый файл cat. Благодаря этому каждая вновь установленная в системе программа немедленно оказывается доступна пользователю из командной строки, для этого не требуется ни перезагружать систему, ни запускать никаких процедур — достаточно просто поместить исполняемый файл в один из соответствующих каталогов.

Рекомендации стандарта по размещению файлов и каталогов основываются на принципе разносить в разные подкаталоги файлы, которые по-разному используются в системе. По типу использования файлов их можно разделить на следующие группы:

пользовательские/системные файлы

Пользовательские файлы — это все файлы, созданные пользователем и не принадлежащие ни одному из компонентов системы. О пользе разграничения пользовательских и системных файлов речь уже шла выше.

изменяющиеся/неизменные файлы

К неизмененным файлам относятся все статические компоненты программного обеспечения: библиотеки, исполняемые файлы и др. — всё, что не изменяется само без вмешательства системного администратора. Изменяющиеся — это те, которые изменяются без вмешательства человека в процессе работы системы: системные журналы, очереди печати и пр. Выделение неизменных файлов в отдельную структуру (например, /usr) позволяет использовать соответствующую часть файловой системы в режиме «только чтение», что уменьшает вероятность случайного повреждения данных и позволяет использовать для хранения этой части файловой системы CD-ROM и другие носители, доступные только для чтения.

разделяемые/неразделяемые файлы

Это разграничение становится полезным, если речь идёт о сети, в которой работает несколько компьютеров. Значительная часть информации при этом может храниться на одном из компьютеров и использоваться всеми остальными по сети (к такой информации относятся, например, многие программы и домашние каталоги пользователей). Однако часть файлов нельзя разделять между системами (например, файлы для начальной загрузки системы).