tài liệu Mã nguồn mở

1. 1
Hệ thống tệp Linux
Chương 3
Nội dung
• Khái niệm về hệ thống tệp logic
• Các thao tác với thư mục
• Các thao tác với tệp
• inode
2
Hệ thống tệp logic
3
Một số khái niệm
• Khái niệm: Một hệ thống tập tin (file system) là các phương
pháp và cấu trúc dữ liệu mà một hệ điều hành sử dụng để lưu
trữ các thông tin của các tập tin hay phần chia trên đĩa
• Một/Nhiều cây phân cấp thư mục và các tệp
– Tệp nhóm các bít
– Một thư mục dùng để tạo nhóm các tệp dữ liệu và thư mục
• Thư mục gốc (/) là điểm vào đầu tiên cho cả cây thư mục
• Các tệp là các nút lá
4
Một số khái niệm
• Hệ thống tập tin Ext2
- Hệ thống tập tin Ext2 (Second Extended File System – Ext2fs)
hỗ trợ các kiểu tập tin chuẩn của Unix: các tập tin thường, thư
mục, các tập tin dành riêng thiết bị và các symbolic link.
- Ext2fs có khả năng quản lý những hệ thống tập tin được tạo trên
những phần
- Ext2fs hỗ trợ tên tập tin dài. Chiều dài tên tập tin tối đa là 255
ký tự. Giới hạn này có thể được mở rộng lên tới 1012 nếu cần.
- Ext2fs dành riêng một số khối cho người dùng cao cấp (root),
thông thường là 5%
5
Một số khái niệm
• Hệ thống tập tin Ext2
- Ext2fs cho phép quản trị hệ thống chọn lựa kích thước khối
(block) logic khi tạo hệ thống tập tin. Kích thước khối có thể là
1024, 2048,... Sử dụng những kích thước khối lớn có thể tăng
tốc độ nhập/xuất.
- Ext2fs thực thi các symbolic link nhanh. Một symbolic link
không sử dụng bất kỳ khối dữ liệu nào trên hệ thống tập tin.
Nội dung của tập tin liên kết được lưu trong i-node của bản
thân nó
- Ext2fs lưu dữ vết của trạng thái hệ thống tập tin. Một trường
đặc biệt trong superblock (siêu khối) được sử dụng bởi mã
nhân hệ điều hành chỉ ra trạng thái của hệ thống tập tin
6

2. 2
Cấu trúc vật lý
• Tất cả các cấu trúc dữ liệu được đặt kích cỡ dựa trên kích
thước một khối (block). Kích thước của khối phụ thuộc vào
kích thước của hệ thống tập tin.
- Thí dụ, đối với đĩa mềm, kích thước khối là 1KB (2 sectors),
kích thước khối trên phần chia 10GB là 4KB hay 8KB.
• Hệ thống tập tin được chia thành những nhóm khối (block
group).
• Tại đầu của mỗi nhóm khối có chứa các thông tin xác định vị
trí, số khối và của các thông tin mô tả trạng thái hệ thống tập
tin hiện hành, bao gồm các thông tin sau:
1) superblock. Chứa các thông tin cơ bản nhất và các thuộc tính
của hệ thống tập tin, thí dụ như tổng số i-node, tổng số khối,
trạng thái hệ thống tập tin …
7
Cấu trúc vật lý
• Thông tin mô tả trạng thái hệ thống tập tin hiện hành, bao
gồm các thông tin sau:
2) group descriptors. Là một mảng cấu trúc, mỗi cấu trúc mô tả
một nhóm khối, vị trí bảng i-node của nó, bản đồ khối và i-
node ….
3) block bitmap. Block Bitmap được thường đặt tại khối đầu tiên
của nhóm khối. Mỗi bit đại diện cho trạng thái hiện hành của
khối trong nhóm khối
4) i-node bitmap. I-node Bitmap có chức năng tương tự như
block bitmap, mỗi bit đại diện cho một i-node trong bảng i-
node (i-node table). Mỗi một nhóm khối có một i-node bitmap
8
Cấu trúc vật lý
• Thông tin mô tả trạng thái hệ thống tập tin hiện hành, bao
gồm các thông tin sau:
5) i-node table. Bảng i-node được sử dụng để lưu vết tất cả các
tập tin; vị trí, kích thước, kiểu và các quyền truy nhâp của tập
tin đều được lưu trữ trong các i-node. Mỗi một nhóm khối có
chứa một bảng i-node. Mỗi i-node có chứa thông tin về một
tập tin vật lý riêng rẽ trên hệ thống.
Vì vậy i-node có thể được xem như là một khối thông tin có liên
quan đến một mục từ, mô tả vị trí của nó trên đĩa, kích thước
và chủ nhân của nó.
6) data block. Được sử dụng để lưu trữ nội dung của các tập tin,
bao gồm danh sách các thư mục, các thuộc tính mở rộng, các
symbolic link …
9
Cấu trúc vật lý
10
Cấu trúc vật lý
11
I-node
• Mỗi tập tin được đại diện bởi một i-node. I-node là một bảng
có kích thước cố định được sử dụng để lưu trữ tất cả các thông
tin về một tập tin, và mỗi tập tin chỉ có một i-node duy nhất.
Những thông tin này bao gồm: chủ nhân của tập tin, thời điểm
thay đổi nội dung tập tin, thời gian tập tin được truy nhập sau
cùng, kích thước, các quyền trên tập tin, số lượng tập tin liên
kết v.v…
• Địa chỉ của các khối dữ liệu đã cấp phát cho một tập tin được
lưu giữ trong i-node của nó. I-node có chứa một tập hợp các
con trỏ, những con trỏ này trỏ tới các khối dữ liệu của tập tin.
Cấu trúc vật lý
12Sơ đồ cấu trúc của Inode

3. 3
Cấu trúc vật lý
13
• Thư mục
Hình: Cấu trúc của thư mục
Cấu trúc vật lý
14
• Ví dụ: các bước tìm kiếm tập tin /usr/ast/mbox trong hệ thống
tập tin ext2:
•
Cấu trúc vật lý
15
• Hệ thống tệp ext3: Là sự cải tiến của hệ tệp ext2, có cải tiến
thêm một số đặc tính: Tính sẵn có, toàn ven dữ liệu, tốc độ
truy nhập
- Hệ tệp ext3 có từ phiên bản Red Hat Linux 7.2
Đối với Linux, không có khái niệm các ổ đĩa khác nhau.
Toàn bộ các thư mục và tập tin được “gắn” lên (mount) và tạo
thành một hệ thống tập tin thống nhất, bắt đầu từ gốc ‘/’
/-----+
!-------/bin
!-------/sbin
!-------/usr------/usr/bin
! !------/usr/sbin
! !------/usr/local
! !------/usr/doc
!
!-------/etc
!-------/lib
!-------/var-------/var/adm
!-------/var/log
!-------/var/spool
!-------/mnt  “Mount point” Nơi gắn các t/b
! 16
Cấu trúc hệ thống tệp
17
Thư mục /dev
Thư mục /dev có chứa những mục từ hệ thống tập tin đại diện cho
các thiết bị được gắn với hệ thống. Những tập tin này là cần thiết
cho sự hoạt động của hệ thống.
Thư mục /etc
Thư mục /etc được dành cho các tập tin cấu hình của các dịch vụ
trên máy tính. Không có tập tin thi hành nhị phân nào được đặt trong
/etc. Bất kỳ tập tin nhị phân nào trước kia được đặt trong /etc bây
giờ đều được chuyển sang thư mục /sbin hay thư mục /bin.
Thư mục /lib
Thư mục /lib chứa những thư viện cần thiết để thi hành các tập tin
nhị phân được chứa đựng trong các thư mục /bin và /sbin. Những
ảnh thư viện được chia sẻ (dùng chung) này là rất quan trọng để
khởi động hệ thống và thi hành các lệnh trong hệ thống tập tin root.
Cấu trúc hệ thống tệp
18
Thư mục /mnt
Thư mục /mnt tham chiếu đến các hệ thống tập tin được gắn
(mount) tạm thời vào hệ thống tập tin, thí dụ như là CD-ROM và
đĩa mềm.
Thư mục /proc
Thư mục /proc có chứa những 'tập tin' đặc biệt. Những tập tin này
đại diện cho trạng thái hiện tại của nhân hệ điều hành.
Thư mục /sbin
Thư mục /sbin là thư mục có chứa các tập tin thi hành dành riêng
cho người dùng root sử dụng. /sbin có chứa các tập tin cơ bản để
khởi động hệ thống thêm vào cùng với các tập tin nhị phân có
trong thư mục /bin.
Cấu trúc hệ thống tệp

4. 4
19
Thư mục /usr
Thư mục /usr chứa các tập tin có thể được dùng chung trên toàn
hệ thống. Thư mục /usr thường được cài đặt riêng trên một phần
chia độc lập và được gắn vào thư mục root với quyền chỉ đọc.
Trong /usr có chứa nhiều thư mục con: thư mục bin chứa các tập
tin thi hành, doc chứa tài liệu, etc chứa các tập tin cấu hình, games
dành cho các trò chơi, include có chứa các tập tin C header,….
Thư mục /usr/local
Thư mục /usr/local được dành cho người quản trị hệ thống sử dụng
khi cài đặt phần mềm một cách cục bộ. Thư mục này cần được bảo
vệ để tránh bị ghi đè lên khi phần mềm hệ thống được cập nhật. Nó
có thể được sử dụng cho các chương trình và dữ liệu cho phép
dùng chung trên mạng
Cấu trúc hệ thống tệp
20
Thư mục /var
Thư mục /var chứa các tập tin dữ liệu khả biến. Nó chứa các tập
tin và thư mục 'đường ống', dữ liệu nhật ký, quản trị, các tập tin
tạm.
Các tập tin nhật ký hệ thống như là messages và lastlog được
chứa trong /var/log. Thư mục /var/lib/rpm cũng có chứa các cơ
sở dữ liệu của hệ thống RPM. Các tập tin khoá được chứa trong
/var/lock. Thư mục /var/spool có các thư mục con dành cho các
hệ thống khác nhau cần thiết để lưu trữ các tập tin dữ liệu.
Cấu trúc hệ thống tệp
21
Tên phần chia hệ thống
Mọi phần chia trong Red Hat Linux đều tham chiếu qua các
tập tin, với tên tập tin được đặt theo định dạng sau:
/dev/xxyN
Trong đó:
/dev/ là tên của thư mục chứa tất cả các tập tin thiết bị. Do
các phần chia nằm trên đĩa cứng, và đĩa cứng là một loại
thiết bị, vì vậy, tất cả các tập tin đại diện cho các phần chia
sẽ nằm trong thư mục /dev/.
Cấu trúc hệ thống tệp
22
Tên phần chia hệ thống
xx : Hai chữ cái đầu tiên của tên phần chia chỉ ra kiểu
của thiết bị mà phần chia nằm trên đó. Tên của một số thiết
bị thông thường bao gồm:
hd - ổ đĩa cứng IDE
sd - ổ đĩa cứng SCSI
sr - ổ đĩa CD-ROM SCSI
fd - ổ đĩa mềm
sb- ổ USB
cdrom - liên kết tới tập tin thiết bị CD-ROM
floppy - liên kết tới tập tin thiết bị ổ đĩa mềm
Cấu trúc hệ thống tệp
23
Tên phần chia hệ thống
y : Chữ cái này xác định thiết bị mà phần chia nằm trên đó:
a – là ổ đĩa cứng thứ nhất, master
b – là ổ đĩa cứng thứ nhất, slave
c – là ổ đĩa cứng thứ hai, master
d – là ổ đĩa cứng thứ hai, slave …
Thí dụ: /dev/hda là ổ đĩa IDE thứ nhất;
/dev/sdb là ổ đĩa SCSI thứ hai
N: Số cuối cùng biểu thị cho phần chia. Các số từ 1 đến 4 xác
định bốn phần chia đầu tiên (primary hay extended). Các phần
chia logic được đánh số bắt đầu từ 5.
Thí dụ, /dev/hda3 là phần chia thứ 3 trên ổ đĩa IDE đầu tiên;
/dev/sdb6 là phần chia logic thứ hai trên ổ đĩa SCSI thứ hai.
Cấu trúc hệ thống tệp Tệp Linux vs. tệp Windows
• Giống nhau
– độ dài tối đa cho tên tệp là 255
– Chấp nhận tất cả các kí tự để đặt tên tệp (nhưng nên tránh
sử dụng các kí tự đặc biệt như * ? [ ] & để tránh sự nhập
nhằng trong câu lệnh sử dụng sau này)
• Tính đặc thù của Linux
– Quản lý dưới một khung nhìn của tệp cho cả thư mục và
các loại tài nguyên hệ thống (ngoại vi, bảng phân chương
đĩa)
– Không có khái niệm phần mở rộng của tên tệp (kí tự '.'
trong tên tệp được đối xử như mọi kí tự khác
– Không dùng ổ đĩa logic trong cây thư mục
– '/' được dùng thay cho '' trong đường dẫn thư mục
24

5. 5
Thư mục đặc biệt
• Truy cập tệp và thư mục cần dùng các đường
dẫn
• Đường dẫn có thể có mốc từ các thư mục đặc
biệt
– / : thư mục gốc
– ~/ : thư mục nhà
– . : thư mục hiện tại
– .. : thư mục cha
25
Lệnh cơ bản quản lý thư mục
• pwd
• cd
• ls –la [tên thư mục]
• mkdir [-p] [tên thư mục mới]
• rmdir [tên thư mục rỗng]
26
Quản lý thư mục
• pwd: hiển thị đường dẫn tuyệt đối của thư mục hiện tại
• cd: thay đổi vị trí thư mục hiện tại
– $ cd /home/tuananh 
– $ cd tuananh 
• ls: liệt kê các tệp trong một thư mục
– $ ls 
– $ ls /home/tuananh
– $ ls –la tuananh
• tuỳ chọn -a cho phép hiển thị cả các tệp ẩn
• tuỳ chọn -l cho phép hiển thị thuộc tính cho mỗi tệp (kiểu, quyền, liên kết,
chủ sở hữu, nhóm sở hữu, kích thước, ngày sửa đổi)
• mkdir: tạo một thư mục rỗng
• rmdir: xoá một thư mục rỗng
27
Câu lệnh ls
28
Kiểu của tệp
• Tệp thư mục là một thư mục trong đường dẫn phân loại (vd.,
/usr, /home,…)
• Tệp thông thường là một tệp chứa dữ liệu hoặc tệp chương
trình (vd., /bin/passwd, /etc/passwd, …)
• Tệp đặc biệt là một tệp thiết bị tương ứng với thiết bị ngoại vi
hoặc các tệp tự sinh bởi HĐH. Có thể có tệp ký tự hoặc tệp
block
• Liên kết
• Các tệp biểu diễn các kênh vào ra
29
Các kiểu tệp
• Các ký hiệu dưới đây được sử dụng để biểu diễn các kiểu
tệp
– - : tệp thông thường
– d : thư mục
– b : tệp đặc biệt (block)
– c : tệp đặc biệt (ký tự)
– l : link
– S sockect
– p : đường ống
30

6. 6
Tên đặc biệt
• « . » : thư mục hiện tại
• « .. » : thư mục cha
• « ~ » : thư mục cá nhân
• « .xxx » : tệp ẩn (e.g., /home/tuananh/.bashrc)
31
Ví dụ
$ cd ~
$ pwd
/home/tuananh
$ ls -la
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 2451 Feb 7 07:30 .bashrc
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 4025 Feb 10 19:12 linux.ppt
drwxr-xr-- 2 tuananh user1 512 Feb 10 19:12 linux
$ mkdir vanban
$ cd vanban
$ pwd
/home/tuananh/vanban
$ cd ..
$ pwd
$ rmdir vanban
32
Các siêu kí tự
– * dùng để thay thế cho một chuỗi kí tự bất kì bao
gồm cả xâu rỗng
– ? thay thế cho một kí tự bất kì
– [ ] được thay thế bởi một kí tự trong một tập kí tự
cho trước
– [! ] được thay thế bởi một kí tự không có trong một
tập kí tự cho trước
33
Ví dụ
$ ls -l *.[c,h]
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 2451 Feb 7 07:30 myprog.c
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 2451 Feb 7 07:30 myprog.h
$ ls -l *prog
drwxr-xr-- 2 tuananh user1 512 Feb 10 19:12 c_prog
drwxr-xr-- 2 tuananh user1 512 Feb 10 19:12 java_prog
$ ls -l .*
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 451 Feb 7 07:30 .bashrc
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 225 Feb 7 07:30 .bash_profile
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 351 Feb 7 07:30 .bash_logout
34
Quản lý tệp
• $cp file1 […] dir
– sao chép một hoặc nhiều tệp vào một thư mục
• $mv file1 […] dir
– di chuyển một hoặc nhiều tệp đến một thư mục
• $rm file1 […]
– xoá một hoặc nhiều tệp
• tuỳ chọn -R (recursive)
– cho phép sao chép/di chuyển/xoá toàn bộ thư mục bao gồm
cả các thư mục con
35
Quản lý tệp
• cat: nối các tệp tin
• more: xem từng dòng
• less: xem từng trang
• tail: xem cuối tệp
• head: xem đầu tệp
• touch: tạo tệp mới, cập nhật tệp cũ
• echo > [tên tệp]
36

7. 7
Ví dụ
$ ls -l
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 16 Feb 10 19:12 test.txt
drwxr-xr-- 2 tuananh user1 512 Feb 10 19:14 vanban
$ cp test.txt vanban
$ ls -l vanban
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 16 Feb 12 20:03 test.txt
$ rm –R vanban
$ ls -l
-rw-r--r-- 1 tuananh user1 16 Feb 10 19:12 test.txt
$ rm test.txt
$ ls -l
$
37
Tìm kiếm file
$ find tên_thư_mục expressions
– Cho phép tìm kiếm các file trong một thư mục (ngầm định là trong thư
mục hiện tại) với một số điều kiện hoặc các lệnh thực thi trên tập các
file tìm được.
• Các điều kiện
– Tên : -name tên
– Quyền truy cập : -perm quyền_truy_cập
– Kiểu : -type d/f/...
– Kích thước : -size N
– Thời gian : -atime N, -mtime N, -ctime N
• Các lệnh thực thi trên tạp các file tìm được
– -print
– -exec câu_lệnh
38
Ví dụ
• $find /usr -name toto -print
– Tìm kiếm file tên là toto trong thư mục /usr (bao gồm cả
các thư mục con của /usr)
• $find /usr -name " *.c " -print
– Đưa ra danh sách các file kết thúc bằng « .c »
• $find / -mtime 3 -print
– Tìm tất cả các file có thay đổi trong 3 ngày gần đây
• $find / -size 2000 -print
– Tìm tất cả các file có kích thước lớn hơn 1 GB (= 2000
block 512 KB)
• $find / -type f -user olivier -perm 755 -print
– Tìm tất cả các file thuộc về người sử dụng olivier, đồng
thời có quyền truy cập là 755
39
Bài tập
• Sử dụng các câu lệnh quản lý tệp
• Sử dụng các câu lệnh quản lý thư mục
• Sử dụng các câu lệnh tìm kiếm tệp find/locate
40