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

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

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Linux von Johannes Plötner, Steffen Wendzel
Das umfassende Handbuch
Buch: Linux

Linux
Rheinwerk Computing
1282 S., 5., aktualisierte Auflage 2012, geb., mit 2 DVDs
49,90 Euro, ISBN 978-3-8362-1822-1
Pfeil 28 Dateisysteme
Pfeil 28.1 Aufbau von Speichermedien
Pfeil 28.1.1 Physische Struktur
Pfeil 28.1.2 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 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 cfdisk
Pfeil 28.5.7 mkfs
Pfeil 28.5.8 tune2fs
Pfeil 28.5.9 fsck
Pfeil 28.6 Neue Festplatten integrieren
Pfeil 28.6.1 Formatieren
Pfeil 28.6.2 Mountpoint festlegen
Pfeil 28.7 USB-Sticks und -Platten, Digitalkameras und Co.
Pfeil 28.8 Zusammenfassung
Pfeil 28.9 Aufgaben

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28.4 InodesZur nächsten 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 kann der Kernel dann auf den Inode-Eintrag der jeweiligen Datei und damit letztlich auf ihre Eigenschaften 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 MetadatenZur 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 Struktur dabei auf ihre wichtigsten Bestandteile gekürzt:

Listing 28.19 struct stat

struct stat
{
dev_t st_dev; /* Gerät */
ino_t st_ino; /* Inode-Nummer */
mode_t st_mode; /* Zugriffsrechte */
nlink_t st_nlink; /* Link-Count */
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;
...
};

Aus diesen Auf"|listungen 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-Count,
  • 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 ihrer letzten Statusänderung.

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 KonzepteZur vorigen Überschrift

Inodes sind also ein Konzept, um 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 eine solche 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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