Nghiên cứu tìm hiểu về hệ thống tệp tin trên hệ điều hành Linux

ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN MÔN HỌC:NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống tệp tin HĐH LINUX Giáo viên: Ths Nguyễn Tuấn Tú Nhóm số : 10 Lớp: IT6025.3– K14 Hà Nội, 2021 ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống tệp tin HĐH LINUX Giảng viên hướng dẫn: ThS.Nguyễn Tuấn Tú Nhóm thực hiện: Nhóm 10 Sinh viên thực : Hà Nội,2021 MỤC LỤC Trang LỜI NÓI ĐẦU Chương I: TỔNG QUAN VỀ LINUX 1.1.Giới thiệu Linux 1.1.1 Khái niệm 1.1.2.Các phân phối Linux Chương II: QUẢN LÍ HỆ THỐNG FILE TRÊN LINUX 2.1 Cơ file thư mục 2.1.1 Khái niệm 2.1.2 Tên file Linux 2.2 Các hệ thống file sử dụng Linux 2.3.Gắn kết hệ thống file 2.3.1.Giới thiệu 10 2.3.2.Cách mount thiết bị 10 2.3.3.Về mount point 11 2.3.4.Cách unmount thiết bị 11 2.3.5.Lỗi thực mount thiết bị 12 2.4 Một số lệnh quản lý 12 2.4.1.Tạo thư mục 12 2.4.2.Chuyển thư mục 12 2.4.3.Copy files 12 2.4.4 Move rename file 13 2.4.5 Xóa files thư mục 13 2.5 Quyền hạn File 13 2.5.1.Sơ lược quyền 13 2.5.2.Thay đổi quyền 14 2.5.3 Quyền mặc định 16 KẾT LUẬN 17 LỜI MỞ ĐẦU Hệ điều hành chương trình quản lý phần cứu máy tính Nó cung cấp tảng cho chương trình ứng dụng đóng vai trị trung gian giao tiếp người dùng máy tính phần cứng máy tính Nó giúp máy tính dễ sử dụng hơn, thuận lợi hiệu Tài nguyên máy tính mà điển hình hệ sở liệu (Database System) có ảnh hưởng nhiều tới tính hiệu việc sử dụng máy tính Mà hệ thống file hệ thống chủ yếu Bởi quản lí hệ thống file có ảnh hưởng lớn trực tiếp tới hiệu sử dụng máy tính Việc quản lí hệ thống file xây dựng tổ chức tùy thuộc vào hệ điều hành - Sau nhóm chúng em xin trình bày vấn đề: Quản lý hệ thống file hệ điều hành Linux - Các tài liệu tham khảo: • Running Linux nhà xuất O’REILLY • Giáo trình nguyên lý hệ điều hànhcủa nhà xuất Hà Nội • The Linux Device File – System tác giả Rechard Gooch • Giáo trình ngun lý hệ điều hành – Trường Đại học Công Nghiệp Hà Nội, Khoa Cơng Nghệ Thơng Tin • Và số trang web trực tiếp khác Chương I: TỔNG QUAN VỀ LINUX 1.1 Giới thiệu Linux 1.1.1 Khái niệm a) UNIX gì? UNIX hệ điều hành coi hệ điều hành hồn chỉnh thứ đến từ nguồn nhà cung cấp b) Linux gì? Linux UNIX viết Linus Torvalds vào năm 1991 Ơng viết lại tồn code dựa ý tưởng UNIX Một cách xác, “Linux” nhân hệ điều hành, tên sử dụng rộng rãi để miêu tả tổng thể hệ điều hành tên GNU/Linux Hệ điều hành tạo việc đóng gói nhân Linux với thư viện cơng cụ GNU Linux có nhiều phân phối, phân phối với GUI (Graphical User Interface) 1.1.2 Các phân phối Linux Hiện Linux có nhiều phân phối khác nhau, phần tính chất “mã nguồn mở” Linux Bảng 1.1: Một số Linux phổ biến Tên phân phối Ubuntu Fedora Manjaro Linux Elementary Knoppix Debian GNU/Linux Mint Phiên 20.04.2.0 LTS 33 17.1.8 5.1.4 8.6 10 20.01 Trang web https://ubuntu.com https://getfedora.org https://manjaro.org/ https://elementary.io https://knoppix.com https://debian.org https://linuxmint.com Chương II: QUẢN LÍ HỆ THỐNG FILE TRÊN LINUX 2.1 Cơ file thư mục 2.1.1 Khái niệm : Hệ thống file sở liệu file thư mục, đính kèm vào thư mục gốc thư mục hệ thống file khác đính kèm trước Việc đính kèm hệ thống file gọi mount Mỗi phân vùng hệ thống file Đĩa CD hay USB hệ thống file Linux quản lý tất phân vùng hệ thống file khác dạng thư mục, có gốc thư mục / Một hệ thống file mà chưa mountthì khơng thể truy cập file thư mục Khơng giống Windows, Linux khơng có khái niệm ổ đĩa logic C hay D Tất điều "treo" lên (đặt sau thư mục gốc), gọi "cây thư mục" Mọi thư mục khác điều con, cháu gốc (/) Một số thư mục tiêu biểu như: - /: Thư mục root, lưu ý phân biệt với thư mục home user root (/root)! - /bin, /sbin: Chứa lệnh hệ thống - /boot: Chứa kernel files hổ trợ cho kernel (System.map, initrd, ) - /dev: Chứa device files - /etc: Chức file thông tin, cấu hình hệ thống - /home: Thư mục nhà mặc định cho users - /mnt /media: Chứa mount-point cho thiết bị removeable - /lib: Chứa thư viện - /usr: Tương tự thư mục Program Files Windows - /proc: Thư mục ảo, chứa thông tin sử dụng Kernel - /var: Chứa log files spool files Với hệ thống Linux, hệ thống file nằm thiết bị ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, hay đĩa CD (được định dạng để lưu trữ tệp) Hệ thống file tìm thấy ổ đĩa cứng, ổ đĩa mềm, đĩa CD phương tiện lưu trữ cho phép truy cập ngẫu nhiên Hình 2.1 : Sơ đồ mơ tả thư mục 2.1.2 Tên file Linux: - Tên file Linux dài tới 256 ký tự, bao gồm chữ cái, chữ số, dấu gạch nối, gạch chân, dấu chấm Nếu tên file có dấu chấm “.” Thì xâu tên file từ dấu chấm cuối cùngđược gọi phần mở rộng tên fie - Linux lấy 32 hay 64 ký tựđầu tiên tên file (tuỳ theo phiên Linux) file khác ký tự cuối cùng, Linuxđó file trùng tên - Tên files thư mục chứa khoảng trắng số ký tự đặc biệt Một điểm cần lưu ý Linux phân biệt chữ hoa/thường 2.2 Các hệ thống file sử dụng Linux Các định dạng xác mà tệp lưu trữ không quan trọng, hệ thống cung cấp giao diện chung cho tất kiểu hệ thống file mà nhận Trong Linux, kiểu hệ thống file bao gồm ext2, ext2fs, mà sử dụng để lưu trữ tệp tin Linux (ext3 dần phổ biến); hệ thống VFAT cho phép truy cập file nằm phân vùng Windows 95/98/ME đĩa mềm Linux; vài kiểu hệ thống file khác, bao gồm hệ thống file ISO 9660 sử dụng cho CD-ROM Mỗi kiểu hệ thống file có định dạng khác cho việc lưu trữ liệu Tuy nhiên, truy cập hệ thống file Linux, hệ thống hiển thị liệu tệp xếp thành hệ thống thư mục, với tên người sở hữu nhóm nhận dạng (ID), đặc tính khác mà quen thuộc Trên thực tế, thông tin quyền sở hữu files, quyền hạn truy cập, cung cấp kiểu hệ thống files mà sử dụng để lưu trữ tệp tin Linux Đối với kiểu hệ thống file không lưu trữ thơng tin này, trình điểu khiển nhân Kernel sử dụng để truy cập hệ thống tệp tin “làm giả” thông tin Bảng 2.2: Liệt kê kiểu filesystem hỗ trở nhân Linux phiên 2.4.10 Hệ thống file Extended file system Second Extended filesystem Third Extended filesystem Fourth extended file system Minix filesystem ROM filesystem CRAM filesystem Network file system UMSDOS filesystem DOS-FAT filesystem VFAT filesystem NT filesystem Các kiểu hệ thống file Linux Kiểu Mô tả ext Đinh dạng file hệ thống thiết kế dành riêng cho linux ext2 Là hệ thống file kế thừa từ thuộc tính hệ thống file cũ ext3 Là ext2 kèm với journaling Có tính tương thích ngược với ext2 ext4 Là định dạng phổ biến Ext4 giảm bớt tượng phân mảnh Thích hợp với ổ SSD ext3, tốc độ nhanh phiên ext trước Minix Hệ thống file gốc Minix, sử dụng Romfs Một hệ thống file đọc, chủ yếu sử dụng cho nhớ RAM Cramfs Một hệ thống file nén đọc, thường sử dụng PDA NFS Cho phép truy cập tệp từ xa mạng Umsdos Cài đặt Linux phân vùng MS-DOS Msdos Vfat Ntfs Truy cập file MS-DOS Truy cập file Windows 95/98 Truy cập file Windows NT HPFS /proc filesystem Device filesystem Hpfs Proc Devfs ISO 9660 filesystem Joliet filesystem iso9660 UDF filesystem System V filesystem Coherent filesystem UFS filesystem Udf Sysv BFS filesystem EFS filesystem ADFS filesystem AFFS filesystem iso9660 Hệ thống file OS/2 Cung cấp thông tin tiến trình cho ps Một cách đại diện cho tệp thư mục /dev Sử dụng đa số đĩa CD Mở rộng hệ thống file ISO 9660, đọc tên file Unicode Hệ thống file cho CD-ROM Truy cập file từ biến thể System V coherent Truy cập file từ Coherent Ufs Bfs Efs Adfs Affs Truy cập tệp từ hệ thống file UFS, SunOS, BSD hay Tru64 Unix Truy cập file SCO Unixware Truy cập file phiên Irix cũ Truy cập file từ phân vùng Acorn Truy cập file từ phân vùng hệ thống file chuẩn hệ điều hành Amiga Mỗi loại tệp tin hệ thống có thuộc tính riêng giới hạn Khi định dạng lại phân vùng Linux, thấy nhiều lựa chọn cho loại file system Ext4 định dạng mặc định đa số phân phối Linux số đặc điểm Nó phiên nâng cấp ext3 Tuy khơng phải hệ thống tệp tin tiên tiến ổn định chắn hệ thống tệp tin khác Trong tương lai, phân phối Linux dần chuyển sang BtrFS BtrFS có nhiều vượt trội thấy phát triển Tuy nhiên bạn không nên dùng định dạng tệp tin cịn tiềm ẩn nhiều nguy bị hỏng liệu số vấn đề liên quan đến tốc độ 2.3 Gắn kết hệ thống file Khơng giống Windows, để truy cập liệu lưu trữ USB, đĩa CD/DVD, file ISO, phân vùng ổ cứng, tài nguyên chia sẻ qua mạng (gọi chung thiết bị)… Linux trước hết thiết bị gắn kết (mount) vào thư mục trống (gọi mount point) tồn sẵn thư mục Và muốn tháo gỡ thiết bị hoạt động khỏi hệ thống phải ngắt kết nối (unmount) thiết bị với mount point trước cụ: mount umount giúp thực công việc gắn kết tháo gỡ cơng 2.3.1 Giới thiệu Ngày nay, lưu trữ liệu nhiều thiết bị lưu trữ vật lý khác như: CD/DVD, ổ cứng, USB, thẻ nhớ… Trong thiết bị có filesystem khác như: – FAT16, FAT32, NTFS: thường gặp Windows – EXT2, EXT3, EXT4:thường gặp Linux – iso9660: định dạng đĩa CD/DVD file ISO … Hiểu đơn giản filesystem quy chuẩn về: cách thức cấp phát không gian lưu trữ cho file, quản lý thuộc tính file; cách tổ chức, xếp liệu thiết bị cho việc tìm kiếm, truy cập tới liệu mau chóng thuận tiện… Việc truy cập tới filesystem Windows dễ dàng, chuyển sang sử dụng Linux khơng thể truy cập vào thiết bị Rất chưa thực việc mount cho thiết bị Tức là, thiết bị phải gắn vào thư mục trống có sẵn thư mục trước truy cập tới Thư mục trống mà gắn với thiết bị kể gọi mount point Sau mount thiết bị, truy cập tới liệu thiết bị cách truy cập vào mount point Cần thực thao thác unmount để hủy gắn kết thiết bị với hệ thống không cần truy cập tới thiết bị 2.3.2 Cách mount thiết bị Linux có khả tự nhận biết filesystem kết nối với hệ thống Tuy nhiên, để sử dụng filesystem này, bắt buộc phải làm công việc gọi mount Có thể sử dụng lệnh mount để mount filesystem, mount tự động thơng qua file cấu hình /etc/fstab Các tham số lệnh mount file /etc/fstab tương tự, số điểm cần lưu ý mount là: Những thiết bị khơng có mặt file /etc/fstab có root mount Người dùng bình thường mount thiết bị có file /etc/fstab thiết bị phải có tùy chọn user bật lên Khi mount, cần định thiết bị cần mount vị trí mount point Ví dụ để mount ổ CD sử dụng lệnh: $ mount /dev/cdrom /media/cdrom Trong đó, /dev/cdrom đường dẫn tới ổ CD-ROM cần mount /media/cdrom mount point 10 Bây giờ, truy cập tới thư mục /media/cdrom thực truy cập nội dung đĩa CD 2.3.3 Về mount point Thông thường mount point tạo thư mục /mnt (đối với phân vùng ổ cứng IDE SCSI) /media (đối với thiết bị lưu trữ di động ổ CD/DVD/USB) Tên thư mục làm mount point không quan trọng VD: /mnt/uit-usb, /media/ my-cd,… chấp nhận Mặc dù nhiều phân phối Linux có thư mục làm mount point mặc định với ổ CD-ROM /mnt/cdrom, cịn ổ đĩa mềm /mnt/floppy… Trong trường hợp có sẵn mount point mặc định lệnh mount cần cung cấp thông tin: đường dẫn tới thiết bị cần mount mount point mặc định thiết bị Ví dụ lệnh sau tương đương với lệnh $ mount /dev/cdrom mnt/cdrom $ mount /dev/cdrom $ mount /mnt/cdrom Các mount point mặc định cho thiết bị cấu hình file /etc/fstab 2.3.4 Cách unmount thiết bị Sử dụng lệnh umount (chú ý: unmount) để ngắt kết nối thiết bị khỏi hệ thống Ví dụ để gỡ bỏ ổ CD-ROM gõ lệnh: $ umount /mnt/cdrom $ umount /dev/cdrom Nếu bạn rút trực tiếp thiết bị khỏi máy tính mà khơng unmount trước liệu thiết bị bị lỗi tệ làm hỏng thiết bị! Để xem chi tiêt cách sử dụng lệnh mount gõ lệnh: $ man mount Điều quan trọng cần lưu ý phương tiện di động, bao gồm đĩa mềm đĩa CD, không nên bỏ khỏi ổ đĩa đổi chỗ cho ổ đĩa khác gắn kết Điều làm cho thông tin hệ thống thiết bị khơng đồng với thực dẫn đến rắc rối Khi muốn chuyển đổi đĩa mềm đĩa CD-ROM, ngắt gắn kết trước, sử dụng lệnh umount, cho đĩa vào, sau gắn kết nối thiết bị Tất nhiên, với đĩa CD đĩa mềm bảo vệ chống ghi, khơng có cách thiết bị tự khỏi đồng bộ, gặp vấn đề khác Ví dụ, số ổ đĩa CD-ROM khơng cho phép đẩy đĩa ngắt gắn kết Đọc ghi vào hệ thống file đĩa mềm đưa vào vùng đệm Điều có nghĩa đọc ghi liệu vào đĩa mềm, khơng có 11 hoạt động ổ đĩa xảy Hệ thống xử lý I/O đĩa mềm không đồng đọc ghi liệu thật cần thiết Vì vậy, chép tập tin nhỏ vào đĩa mềm, đèn ổ đĩa khơng sáng, bình tĩnh, liệu viết vào sau Có thể sử dụng lệnh sync để buộc hệ thống phải viết tất hệ thống file vùng đệm vào đĩa, gây việc ghi vật lý liệu đệm Ngắt gắn kết hệ thống file làm cho điều xảy tốt 2.3.5 Lỗi thực mount thiết bị Nếu máy tính có cài đặt hệ điều hành Linux song song với Windows, việc mount thiết bị có định dạng NTFS linux dẫn đến lỗi "Unable to mount location - can't mount file" Windows bật chết độ fast startup Để khắc phục lỗi này, tắt chức fast startup windows chạy lệnh $ntfsfix trước thực mount thiết bị Ví dụ, ổ dev/sda1 có định dạng NTFS, bị lỗi mount chạy lệnh sau: $ntfsfix /dev/sda1 2.4 Một số lệnh quản lý 2.4.1 Tạo thư mục - Cú pháp: mkdir [options] dir_names Ví dụ: Tạo thư mục dir2: mkdir -p /home/user2/dir1/dir2 2.4.2 Chuyển thư mục - Cú pháp:cd dir_name Ví dụ: Chuyển /etc/init.d: cd /etc/init.d 2.4.3 Copy files - Cú pháp:cp [options] file1 file2 - Options: Một số tùy chọn thường dùng: • i : Hỏi trước overwrite (thường dùng copy với quyền root) • f : Hverwrite mà khơng cần hỏi (thường dùng copy với quyền user thường) • r : Copy đệ qui, copy thư mục con, cháu, • p : Copy theo thơng tin inode (modify time, quyền hạn, ) 12 2.4.4 Move rename file -Cú pháp: mv [options] file1 file2 Ví dụ: mv file.txt newfile.txt mv file.txt dir1/file.txt 2.4.5 Xóa files thư mục -Cú pháp : rm [options] files - Options: số tùy chọn thường dùng: • f : xóa khơng cần hỏi (thường dùng xóa với quyền user thường) • I : hỏi trước xóa (thường dùng xóa với quyền root) • r : xóa files thư mục 2.5 Quyền hạn File 2.5.1 Sơ lược quyền Trên Linux, quyền files thư mục ghi vào inode (nơi lưu trữ thông tin file thư mục file thư mục đó) Để dễ quản lý, Linux xem thứ file.Để xem quyền, sử dụng lệnh "ls -l" hình sau: Hình 2.3: Lệnh “1s –l” Cột kết lệnh ls -l thể cho quyền hạn Phần bao gồm 10 bit: • bit 1: thể kiểu file (ví dụ: "-" file thường, "d" thư mục, ) • bit cịn lại chia làm nhóm, nhóm có bit: - user (người dùng): quyền truy cập nhóm áp dụng cho người sở hữu tập tin - group (nhóm người dùng): quyền truy cập nhóm áp dụng cho nhóm gắn với tập tin 13 - other (những người khác): quyền truy cập nhóm áp dụng cho tất người lại Trong nhóm (3 bit) thể cho quyền đọc (r), ghi (w), thực thi (x) Nếu nơi quyền ghi denied (-) Bảng 2.4: Quyền đọc (r), ghi (w), thực thi (x) file thư mục Ký File hiệu Khơng có quyền R Quyền xem nội dung tập tin mở tập tin Có thể đọc file, ví dụ dùng lệnh cat, more, W Quyền ghi sửa lại nội dung tập tin xoá tập tin, thêm, bớt nội dung file X Thư mục Khơng có quyền Quyền xem nội dung tập tin thư mục Có thể xem nội dung thư mục, ví dụ dùng lệnh ls Quyền sửa lại nội dung tập tin thư mục, tạo thêm xóa file thư mục thư mục Quyền gắn với tập tin Quyền vào thư mục Có lệnh Có thể thực thi file này, thể truy cập thư mục dùng trường hợp program script Ví dụ: dùng lệnh cd vào thư mục 2.5.2 Thay đổi quyền Chỉ có user có quyền root (/), user chủ sở hữu file thay đổi quyền file Lệnh chuyển quyền: chmod mode file Trong mode viết theo cách: symbolic mode octal mode • Symbolic mode 14 Hình 2.5 : Symbolic mode Trong mode thêm (+), bớt (-), gán (=) quyền (r w x) cho nhóm (u g o) cho nhóm (a) Ưu điểm mode kế thừa quyền • Octal mode Các quyền hệ thống Linux mơ tả qua số từ đến hệ thập phân Ví dụ user hay group có quyền R (read), W (write), E (execute) file/folder kí hiệu 1, ngược lại khơng có quyền tương ứng (-) Và với phép chuyển từ số nhị phân sang thập phân có bảng giá trị sau: Bảng 2.6 : Các quyền Linux tương ứng với giá trị số thập phân nhị phân Hệ số 10 Hệ số Quyền tương ứng 000 001 x 010 -w3 011 -wx 100 r-5 101 r-x 110 rw7 111 rwx Quyền tính tổng nhóm Ví dụ: r (4) + -w-(2) + x(1)= Khi gán quyền phải gán cho nhóm (user, group, other nhóm chiếm bit) 15 Khi dùng octal mode không kế thừa quyền củ, bù lại chúng ngắn gọn dễ dùng 2.5.3 Quyền mặc định Khi tạo file thư mục, hệ thống gán cho quyền mặc định, đó: - Đối với file: 666 rw- rw- rw- - Đối với thư mục: 777 rwx rwx rwx Để thay đổi quyền mặc định tạo file thư mục, hệ thống cung cấp cho cơng cụ umask Như vậy, tạo file thư mục, quyền mặc định tính sau: - File: 666 - umask - Thư mục: 777 – umask Ta dùng lệnh sau để gán quyền truy cập: $ umask 066 $ touch test.txt Ví dụ: Quyền truy cập mặc định: 666 = 110 110 110 Giá trị umask: 123 = 001 010 011 Lấy nghịch đảo giá trị umask: ➔ NOT (Giá trị umask) = NOT (001 010 011) = 110 101 100 Quyền truy cập cho phép: 110 110 110 AND 110 101 100 = 110 100 100( = 644 số 10) Ví dụ: Nếu umask=022 quyền mặc định file thư mục (644) (755) 16 -THE ENDKẾT LUẬN Trong BTL này, chúng em khái niệm Linux, cách quản lý hệ thống tệp tin , sử dụng files Linux cách gắn kết hệ thống lệnh Mặc dù cố gắng hạn chế thời gian, trình độ nên chắn viết khơng tránh khỏi sai sót khách quan Chúng em mong thầy bạn tận tình bảo để chúng em rút kinh nghiệm Chúng em xin chân thành cám ơn! 17 ... HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI - - KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN BÀI TẬP LỚN MÔN: NGUYÊN LÝ HỆ ĐIỀU HÀNH Đề tài: Nghiên cứu tìm hiểu hệ thống tệp tin HĐH LINUX Giảng viên hướng dẫn: ThS.Nguyễn Tuấn Tú... Một cách xác, ? ?Linux? ?? nhân hệ điều hành, tên sử dụng rộng rãi để miêu tả tổng thể hệ điều hành tên GNU /Linux Hệ điều hành tạo việc đóng gói nhân Linux với thư viện cơng cụ GNU Linux có nhiều... quản lí hệ thống file xây dựng tổ chức tùy thuộc vào hệ điều hành - Sau nhóm chúng em xin trình bày vấn đề: Quản lý hệ thống file hệ điều hành Linux - Các tài liệu tham khảo: • Running Linux nhà