File System

Definizione

Da Wikipedia:
In informatica, un file system è, informalmente, un meccanismo con il quale i file sono immagazzinati e organizzati su un dispositivo di archiviazione, come un disco rigido o un CD-ROM. Più formalmente, un file system è l'insieme dei tipi di dati astratti necessari per la memorizzazione, l'organizzazione gerarchica, la manipolazione, la navigazione, l'accesso e la lettura dei dati. Di fatto, alcuni file system (come NFS) non interagiscono direttamente con i dispositivi di archiviazione.

Denominazione dei dischi fissi

Linux indica i dischi fissi collegati nel sistema in questo modo:

• hdX se si tratta di un disco IDE (usando versioni meno recenti del kernel)
• sdX se si tratta di un disco SATA (oppure, con le ultime versioni di Linux, anche i dischi IDE)

dove X è una lettera dell'alfabeto. Al primo disco del sistema sarà assegnata la lettera a (hda oppure sda) e via via saranno assegnate tutte le lettere che servono.
Le partizioni di ogni disco vengono indicate con dei numeri progressivi:

• 1-4 indicano le partizioni primarie
• da 5 in poi sono le partizioni logiche

Nota Non è possibile creare più di 4 partizioni primarie su un dispositivo, pertanto se si ha la necessità di creare più di 4 partizioni dovranno essere create al più 3 partizioni primarie, poiché in caso contrario risulterà impossibile creare partizioni logiche.

Ad esempio:

• sda1 è la prima partizione primaria del nostro primo disco SATA
• hdc5 è la prima partizione logica del nostro terzo disco IDE

Tutti i dischi presenti nel sistema vengono "elencati" sotto la directory /dev. Perciò il "nome completo" dei due dischi visti nell'esempio precedente sarà:

• /dev/sda1
• /dev/hdc5

Si noti quindi come i supporti di memorizzazione vengono identificati tramite file.

Struttura

Il filesystem linux è strutturato a partire dalla sua radice (indicata con / e chiamata root) e tutti i dischi e i dispositivi removibili vengono "agganciati" (l'operazione si chiama montaggio, in inglese mount) in una directory sotto /.
Una comune struttura di filesystem Linux è la seguente (si digiti ad esempio ls -hl /):

 /
 |
 |-- bin/ (file eseguibili di base)
 |
 |-- boot/ (file necessari all'avvio)
 |
 |-- dev/ (file che rappresentano le periferiche hardware collegate al sistema)
 |
 |-- etc/ (file di configurazione del sistema e dei servizi)
 |
 |-- home/ (file personali degli utenti)
 |    |
 |    |- ferdy (file personali di ferdy)
 |    |- cesca (file personali di cesca)
 |
 |-- media/ (periferiche esterne montate in automatico dal sistema)
 |
 |-- mnt/ (contenitore per le periferiche che vogliamo montare)
 |
 |-- opt/ (file e programmi opzionali, ad es. giochi)
 |
 |-- root/ (la home directory dell'utente root)
 |
 |-- sbin/ (file eseguibili solo dall'utente root)
 |
 |-- tmp/ (file temporanei)
 |
 |-- usr/ (i programmi installati sul sistema)
 |    |
 |    |- bin/ (gli eseguibili dei programmi installati)
 |
 |-- var/ (dati variabili. Ad es. database, caselle di posta, etc)

È importante sottolineare che ciascun elemento del filesystem può fisicamente risiedere su un differente disco rigido, o perfino risorsa remota, in altre parole un utente ha la possibilità di distribuire qualsiasi directory (di sistema comprese) tra i vari supporti fisici come meglio crede.

Preparazione dei supporti fisici

Ogni supporto fisico prima di poter essere utilizzato deve essere partizionato e formattato; applicativi come fdisk e parted permettono sia di partizionare che formattare, anche se solo in un numero limitato di file system.
mkswap è un comando che permette di formattare un area di swap, mentre mkfs permette di formattare secondo un elevato numero di file system.

Rendere accessibili i dispositivi

Una volta definite le partizioni e formattatele non rimane che agganciarle al file system della macchina in uso. Si tratta in primis di creare un punto di mount, banalmente una directory, secondariamente di agganciare il file system a tale directory attraverso l'applicativo mount.

Il file /etc/fstab

Questo utilissimo file di configurazione permette di definire quali risorse, locali o remote non fa differenza, montare automaticamente all'avvio del computer. Si tratta di un file testuale organizzato su sei colonne:

1. Per prima cosa si indica il dispositivo da montare, o attraverso il suo percorso (es.: /dev/sdc) oppure attraverso il suo UUID, un codice alfanumerico che lo identifica univocamente. Tale codice può essere determinato attraverso blkid, la cui sintassi è

   blkid /dev/miodevice

L'utilizzo dello UUID è limitato ai soli dispositivi presenti in /dev/, quindi le risorse di rete possono essere identificate solo attraverso il loro percorso di rete.

1. La seconda colonna definisce il punto di montaggio della risorsa precedentemente specificata, come sempre deve trattarsi di una directory già esistente e VUOTA.
2. In terza posizione si specificano i filesystem (in genere uno solo).
3. Quarto si indicano tutte le opzioni relative al filesystem, avendo cura di separare ognuna con una virgola. L'elenco di tale opzioni è lungo, pertanto non si può evitare di fare riferimento al manuale di mount.
4. In quinta e sesta colonna possono essere indicati dei valori numerici rispettivamente utili per dump e fsck. Di norma basta specificare un valore zero per entrambi, se necessario fare riferimento al manuale di mount.

Di seguito alcune righe d'esempio per il suddetto file:

UUID=XXXXXXXX-XXXX-XXXX-XXXX-XXXXXXXXXXXX     /home            ext4           defaults,acl              0     2
/dev/scd0                                     /media/cdrom1    udf,iso9660    user,noauto               0     0
//mioserver/miacartella                       /mnt/samba       cifs            _netdev,credentials=/percorso_file/credenziali,uid=1000,gid=1000,file_mode=0777,dir_mode=0775    0   0
mioserver:/                                   /mnt/nfs         nfs           _netdev,auto,hard,intr    0     0

ATTENZIONE /etc/fstab mal tollera i nomi e i percorsi non standard, pertanto ove possibile evitare di scegliere nomi dei percorsi delle risorse contenenti spazi o altri caratteri speciali (tipicamente per le risorse remote).

Qualora proprio non se ne potesse fare a meno è possibile indicare i caratteri speciali in forma ottale (se tutti o solo alcuni non è dato saperlo); ad esempio una cartella di nome prova &del  % dovrebbe essere indicata come prova\040\046del\040%; si noti che mentre la "e commerciale" e lo spazio devono essere indicati in forma ottale, il simbolo "percento" può essere indicato normalmente.
NB: NON è detto che fstab accetti qualsiasi carattere speciale.
A quest'indirizzo è disponibile una tabella di conversione per i primi 256 caratteri ASCII.

Linux VS Windows

In ambiente Windows ogni nuovo disco e ogni nuova partizione installati nel sistema si vedono attribuiti la lettera dell'alfabeto successiva all'ultima utilizzata. Ad esempio, se installassimo un nuovo disco fisso in un sistema Windows che utilizza:

• A: per il floppy
• C: per il disco di sistema
• D: per un secondo disco di dati
• E: per il masterizzatore

al nuovo disco verrebbe automaticamente assegnata la lettera F:. Un utente che in windows aprisse esplora risorse vedrebbe quindi subito tutti i dispositivi fisici installati con le relative cartelle e poco più sotto l'icona delle risorse di rete.
In ambiente Linux le cose funzionano diversamente, infatti si vedono solo file e directory essedo i dispositivi fisici non immediatamente visibili; in genere questo è l'aspetto più traumatico per un utente abituato con windows, tuttavia come già scritto un tale approccio permette di distribuire le directory, di sistema comprese, come meglio si crede, mentre in windows le cartelle \Programmi e \Windows devono obbligatoriamente risiedere sul disco fisico identificato con la lettera C:.
In sintesi la rappresentazione linux della struttura di file e cartelle in linux esclude a priori i dispositivi fisici; è come se in windows da esplora risorse si vedesse semplicemente un albero di questo tipo (le lettere tra parentesi indicano in modo del tutto arbitrario il dispositivo fisico dove ciascuna cartella risiede effettivamente):

Desktop (C:)
|
| -- Computer
|       |
|       | -- Programmi\ (C:)
|       |       | -- Microsoft\ (C:)
|       |       | -- Office\    (F:)
|       | -- Windows\   (C:) 
|       |       | -- System\    (C:)
|       |       | -- System32\  (D:)
|       | -- Utenti\    (D:)
|       | -- Cartella1\ (D:)
|       |       | -- CartellaN\ (F:)
|       | -- Cartella2\ (D:)
|       | -- Cartella3\ (F:)
| -- Rete

Approfondimenti

Sitografia

Wikipedia

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