Galileo Computing < openbook > Galileo Computing - Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.
Professionelle Bücher. Auch für Einsteiger.

Inhaltsverzeichnis
Vorwort
1 Einleitung
2 Die Installation
3 Erste Schritte
4 Linux als Workstation für Einsteiger
5 Der Kernel
6 Die Grundlagen aus Anwendersicht
7 Die Shell
8 Reguläre Ausdrücke
9 Konsolentools
10 Die Editoren
11 Shellskriptprogrammierung mit der bash
12 Die C-Shell
13 Benutzerverwaltung
14 Grundlegende Verwaltungsaufgaben
15 Netzwerkgrundlagen
16 Anwendersoftware für das Netzwerk
17 Netzwerkdienste
18 Mailserver unter Linux
19 LAMP
20 DNS-Server
21 Secure Shell
22 Die grafische Oberfläche
23 Window-Manager und Desktops
24 X11-Programme
25 Multimedia und Spiele
26 Prozesse und IPC
27 Bootstrap und Shutdown
28 Dateisysteme
29 Virtualisierung und Emulatoren
30 Softwareentwicklung
31 Crashkurs in C und Perl
32 Einführung in die Sicherheit
33 Netzwerksicherheit überwachen
A Lösungen zu den einzelnen Aufgaben
B Kommandoreferenz
C X11-InputDevices
D MBR
E Die Buch-DVDs
F Glossar
G Literatur
Stichwort

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Linux von Johannes Pl&ouml;tner, Steffen Wendzel
Das umfassende Handbuch
Buch: Linux

Linux
geb., mit 2 DVDs
1302 S., 39,90 Euro
Galileo Computing
ISBN 978-3-8362-1704-0
Pfeil 28 Dateisysteme
  Pfeil 28.1 Der Aufbau von Speichermedien
    Pfeil 28.1.1 Die physikalische Struktur
    Pfeil 28.1.2 Die logische Struktur
    Pfeil 28.1.3 Integration ins VFS
  Pfeil 28.2 Dateisysteme
    Pfeil 28.2.1 ext2, ext3, ext4 und reiserfs
    Pfeil 28.2.2 btrfs und ZFS
    Pfeil 28.2.3 FUSE – Filesystem in Userspace
    Pfeil 28.2.4 FFS und UFS/UFS2
    Pfeil 28.2.5 ISO 9660
    Pfeil 28.2.6 Loop-Device und Ramdisk
    Pfeil 28.2.7 Swap
    Pfeil 28.2.8 DevFS und udev
    Pfeil 28.2.9 ProcFS
    Pfeil 28.2.10 NFS
    Pfeil 28.2.11 Ecryptfs
    Pfeil 28.2.12 Weitere Dateisysteme
  Pfeil 28.3 Dateitypen
    Pfeil 28.3.1 Reguläre Dateien
    Pfeil 28.3.2 Verzeichnisse
    Pfeil 28.3.3 Links
    Pfeil 28.3.4 Sockets
    Pfeil 28.3.5 Named Pipes
    Pfeil 28.3.6 Gerätedateien
  Pfeil 28.4 Inodes
    Pfeil 28.4.1 Die Metadaten
    Pfeil 28.4.2 Alternative Konzepte
  Pfeil 28.5 Administration
    Pfeil 28.5.1 qtparted und gparted
    Pfeil 28.5.2 palimpsest
    Pfeil 28.5.3 disklabel
    Pfeil 28.5.4 hdparm
    Pfeil 28.5.5 fdisk und cfdisk
    Pfeil 28.5.6 Das Tool »cfdisk«
    Pfeil 28.5.7 mkfs
    Pfeil 28.5.8 tune2fs
    Pfeil 28.5.9 fsck
  Pfeil 28.6 Praktische Beispiele
    Pfeil 28.6.1 ZIP-Laufwerke
    Pfeil 28.6.2 Neue Festplatten integrieren
    Pfeil 28.6.3 USB-Sticks und -Platten, Digitalkameras und Co.
    Pfeil 28.6.4 Das Device ansprechen
  Pfeil 28.7 Zusammenfassung
  Pfeil 28.8 Aufgaben


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28.4 Inodes  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Abstraktion

Wenn wir von Dateisystemen sprechen, müssen wir zunächst einmal zwei Sichtweisen unterscheiden. Aus Sicht des Anwenderprogramms ist das Dateisystem eine Ansammlung von hierarchisch angeordneten Dateien, auf die es zugreifen kann.

Aus Sicht des Kernels ist dies jedoch schon anders. Die Implementierung des Dateisystems im Kernel führt im Hintergrund, ohne dass das Anwenderprogramm etwas davon mitbekommt, mehrere Operationen durch, um eine Datei zu lesen. Der Kernel »öffnet« eine Datei beispielsweise für ein Userspace-Programm durch den open()-Syscall. Dabei muss zunächst einmal die zugehörige Inode-Nummer der Datei ausgelesen werden. Mit dieser Inode-Nummer kann der Kernel dann auf den entsprechenden Inode-Eintrag der jeweiligen Datei und damit letztlich auf die Eigenschaften der Datei und den Dateiinhalt zugreifen.


Inodes stellen eine Hauptkomponente der Dateiverwaltung unter den Unix-Systemen dar. Jede Datei im Dateisystem verfügt über eine eigene Inode. Die Inode ist der Speicherort für alle Datei-Metadaten und auch für die Dateisystemblöcke, in denen die eigentlichen Dateiinhalte gespeichert sind.


Eine Datei »in« einem Verzeichnis ist durch einen Namen sowie eine eindeutige Inode-Nummer gekennzeichnet. Über diese Inode-Nummer wird auf den jeweiligen Inode-Eintrag des Dateisystems zugegriffen, von welchem dann alle weiteren Informationen der Datei ausgelesen werden können. Der Dateiname selbst ist also nicht Bestandteil eines Inode-Eintrags, denn eine Datei kann mehrmals unter verschiedenen Namen – in Form von Hardlinks – im Dateisystem vorkommen.


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28.4.1 Die Metadaten  Zur nächsten ÜberschriftZur vorigen Überschrift

Informationen einer Inode

Um herauszufinden, welche Informationen genau in einer Inode gespeichert sind, kann man selbstverständlich auf den Quellcode zurückgreifen. Natürlich sind diese Daten von Dateisystem zu Dateisystem etwas unterschiedlich, weshalb wir uns auf die wichtigsten Eigenschaften eines Inode-Eintrags konzentrieren wollen. Schauen wir uns doch einfach einmal die stat-Struktur im OpenBSD-Sourcecode an, die uns die einzelnen Bestandteile eines solchen Inode-Eintrags im UFS-Dateisystem aufzeigt. Wir haben diese Stuktur dabei auf ihre wichtigsten Bestandteile gekürzt:

struct stat
{
dev_t     st_dev;   /* Gerät */
ino_t     st_ino;   /* Inode-Nummer */
mode_t    st_mode;  /* Zugriffsrechte */
nlink_t   st_nlink; /* Link-Counter */
uid_t     st_uid;   /* Eigentümer-UID */
gid_t     st_gid;   /* Gruppen-ID */
...
...
#ifndef _POSIX_SOURCE
...
...
#else
time_t    st_atime;  /* letzter Zugriff */
long      st_atimensec;
time_t    st_mtime;  /* letzte Modifizierung */
long      st_mtimensec;
time_t    st_ctime;  /* letzte Statusänderung */
long      st_ctimensec;
...
...
};

Listing 28.19  struct stat

Aus diesen Auflistungen können Sie nun Rückschlüsse auf die Metadaten einer Datei ziehen. Sie zeigen Ihnen

  • das Gerät, dem die Inode angehört,
  • die Inode-Nummer des Inode-Eintrags,
  • die Zugriffsrechte der Datei,
  • den Link-Counter,
  • die Benutzer-ID des Eigentümers,
  • die Gruppen-ID der Gruppe, der diese Datei zugeordnet ist,
  • den Timestamp des letzten Dateizugriffs,
  • den Timestamp der letzten Modifizierung der Datei und
  • den Timestamp der letzten Statusänderung der Datei.

Diese Daten sind natürlich keine große Überraschung. Jeder Aufruf von ls gibt uns – wenn man denn die -l-Option verwendet – diese Optionen aus. Und Überraschung: Das Programm bekommt diese Informationen natürlich aus der Inode der betreffenden Datei.


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28.4.2 Alternative Konzepte  topZur vorigen Überschrift

Inodes sind also ein Konzept, die Metadaten von Dateien zu speichern. Dieses Konzept ist vor allem bei Dateisystemen aus der Unix-Familie weit verbreitet, darum wurden die Inodes hier auch so ausführlich besprochen. Eine alternative Möglichkeit wäre zum Beispiel eine File Allocation Table, kurz FAT. Diese Tabelle enthielt unter den gleichnamigen DOS/Windows-Dateisystemen alle Metadaten über die im Dateisystem bekannten Dateien.

Jedoch kann diese Tabelle durch Crashes leicht zerstört werden, und bei vielen Metadaten (wie unter Unix üblich) – FAT16/32 kannte dagegen ja keine Benutzer- oder Dateirechte – verliert FAT schnell an Leistung.



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