TechCodeview

نظام ملفات Linux عبارة عن مجموعة منظمة من الملفات الموجودة على محرك أقراص أو قسم. القسم هو جزء من الذاكرة ويحتوي على بعض البيانات المحددة. في أجهزتنا، يمكن أن يكون هناك أقسام مختلفة من الذاكرة. بشكل عام، يحتوي كل قسم على نظام ملفات.

يحتاج نظام الكمبيوتر للأغراض العامة إلى تخزين البيانات بشكل منهجي حتى نتمكن من الوصول بسهولة إلى الملفات في وقت أقل. يقوم بتخزين البيانات على الأقراص الصلبة (HDD) أو أي نوع تخزين مكافئ. قد تكون هناك أسباب أدناه للحفاظ على نظام الملفات:

• يقوم الكمبيوتر في المقام الأول بحفظ البيانات في وحدة تخزين ذاكرة الوصول العشوائي (RAM)؛ قد تفقد البيانات إذا تم إيقاف تشغيلها. ومع ذلك، هناك ذاكرة وصول عشوائي (RAM) غير متطايرة (Flash RAM وSSD) متاحة للحفاظ على البيانات بعد انقطاع التيار الكهربائي.
• يُفضل تخزين البيانات على محركات الأقراص الثابتة مقارنةً بذاكرة الوصول العشوائي القياسية حيث أن ذاكرة الوصول العشوائي تكلف أكثر من مساحة القرص. تنخفض تكاليف الأقراص الصلبة تدريجياً مقارنة بذاكرة الوصول العشوائي.

ال لينكس يحتوي نظام الملفات على الأقسام التالية:

الذئب أو الثعلب

• الدليل الجذر (/)
• تنسيق تخزين بيانات محدد (EXT3، EXT4، BTRFS، XFS وما إلى ذلك)
• قسم أو وحدة تخزين منطقية لها نظام ملفات معين.

ما هو نظام ملفات لينكس؟

نظام ملفات Linux بشكل عام عبارة عن طبقة مضمنة من ملف نظام التشغيل لينكس تستخدم للتعامل مع إدارة البيانات للتخزين. يساعد على ترتيب الملف على مساحة تخزين القرص. فهو يدير اسم الملف وحجم الملف وتاريخ الإنشاء والمزيد من المعلومات حول الملف.

إذا كان لدينا تنسيق ملف غير مدعوم في نظام الملفات لدينا، فيمكننا تنزيل برنامج للتعامل معه.

هيكل نظام ملفات لينكس

يحتوي نظام ملفات Linux على بنية ملفات هرمية حيث يحتوي على الدليل الجذر والأدلة الفرعية الخاصة به. يمكن الوصول إلى جميع الدلائل الأخرى من الدليل الجذر. عادةً ما يحتوي القسم على نظام ملفات واحد فقط، ولكن قد يحتوي على أكثر من نظام ملفات واحد.

تم تصميم نظام الملفات بطريقة تمكنه من إدارة وتوفير مساحة لبيانات التخزين غير المتطايرة. تتطلب جميع أنظمة الملفات مساحة اسم تمثل منهجية تسمية وتنظيمية. تحدد مساحة الاسم عملية التسمية، أو طول اسم الملف، أو مجموعة فرعية من الأحرف التي يمكن استخدامها لاسم الملف. كما أنه يحدد البنية المنطقية للملفات الموجودة على مقطع الذاكرة، مثل استخدام الدلائل لتنظيم ملفات محددة. بمجرد وصف مساحة الاسم، يجب تحديد وصف البيانات التعريفية لهذا الملف المحدد.

تحتاج بنية البيانات إلى دعم بنية الدليل الهرمية؛ يتم استخدام هذه البنية لوصف مساحة القرص المتاحة والمستخدمة لكتلة معينة. كما أنه يحتوي على تفاصيل أخرى حول الملفات مثل حجم الملف وتاريخ ووقت الإنشاء والتحديث وآخر تعديل.

كما أنه يقوم بتخزين معلومات متقدمة حول قسم القرص، مثل الأقسام ووحدات التخزين.

تحتوي البيانات المتقدمة والهياكل التي تمثلها على معلومات حول نظام الملفات المخزن على محرك الأقراص؛ وهو متميز ومستقل عن البيانات التعريفية لنظام الملفات.

يحتوي نظام ملفات Linux على بنية تنفيذ برامج نظام الملفات المكونة من جزأين. النظر في الصورة أدناه:

يتطلب نظام الملفات واجهة برمجة التطبيقات (واجهة برمجة التطبيقات) للوصول إلى استدعاءات الوظائف للتفاعل مع مكونات نظام الملفات مثل الملفات والدلائل. تسهل واجهة برمجة التطبيقات (API) مهام مثل إنشاء الملفات وحذفها ونسخها. إنه يسهل خوارزمية تحدد ترتيب الملفات على نظام الملفات.

يسمى الجزءان الأولان من نظام الملفات المحدد معًا بـ a نظام الملفات الافتراضي لينكس . يوفر مجموعة واحدة من الأوامر للنواة والمطورين للوصول إلى نظام الملفات. يتطلب نظام الملفات الظاهري هذا برنامج تشغيل النظام المحدد لتوفير واجهة لنظام الملفات.

بنية الدليل

تساعدنا الدلائل على تخزين الملفات وتحديد موقعها عندما نحتاج إليها. أيضًا، تسمى الدلائل مجلدات حيث يمكن اعتبارها مجلدات حيث توجد الملفات في شكل تشبيه فعلي لسطح المكتب. يمكن تنظيم الدلائل في تسلسل هرمي يشبه الشجرة في Linux والعديد من أنظمة التشغيل الأخرى.

إن بنية دليل Linux موثقة جيدًا ومحددة في Linux FHS (معيار التسلسل الهرمي لنظام الملفات). يتم الرجوع إلى هذه الأدلة إذا تم الوصول إليها عبر الأسماء الأعمق التسلسلية للدليل المرتبط بشرطة مائلة للأمام '/' مثل /var/spool/mail و/var/log. وتعرف هذه باسم المسارات.

يقدم الجدول أدناه قائمة قصيرة جدًا ومحددة ومعروفة من أدلة Linux ذات المستوى الأعلى وأغراضها:

/ (نظام الملفات الجذر):إنه دليل نظام الملفات ذو المستوى الأعلى. يجب أن يتضمن كل ملف مطلوب لتشغيل نظام Linux قبل تثبيت نظام ملفات آخر. يتم تثبيت كل نظام ملفات آخر على نقطة تثبيت قياسية ومحددة جيدًا بسبب أدلة نظام الملفات الجذر بعد بدء تشغيل النظام./حذاء طويل:يتضمن تكوين kernel الثابت ومحمل التشغيل والملفات القابلة للتنفيذ اللازمة لبدء تشغيل جهاز كمبيوتر يعمل بنظام Linux./سلة مهملات:يتضمن هذا الدليل ملفات قابلة للتنفيذ للمستخدم./ ديف:ويتضمن ملف الجهاز لجميع الأجهزة المتصلة بالنظام. هذه ليست برامج تشغيل الأجهزة؛ وبدلاً من ذلك، فهي ملفات تشير إلى جميع الأجهزة الموجودة على النظام وتوفر الوصول إلى هذه الأجهزة./إلخ:ويتضمن ملفات تكوين النظام المحلي للنظام المضيف./ليب:ويتضمن ملفات المكتبة المشتركة اللازمة لبدء تشغيل النظام./بيت:تخزين الدليل الرئيسي متاح لملفات المستخدم. جميع المستخدمين لديهم دليل فرعي داخل /home./منت:إنها نقطة تثبيت مؤقتة لأنظمة الملفات الأساسية التي يمكن استخدامها في الوقت الذي يعمل فيه المسؤول أو يقوم بإصلاح نظام الملفات./وسائط:مكان لتركيب أجهزة الوسائط الخارجية القابلة للإزالة مثل محركات أقراص USB المصغرة التي قد تكون مرتبطة بالمضيف./يختار، يقرر:ويحتوي على ملفات اختيارية مثل برامج التطبيقات المقدمة من البائع والتي يجب وضعها هنا./جذر:إنه الدليل الرئيسي للمستخدم الجذر. ضع في اعتبارك أنه ليس نظام الملفات '/' (الجذر)./ تمب:إنه دليل مؤقت يستخدمه نظام التشغيل والعديد من البرامج لتخزين الملفات المؤقتة. كما يمكن للمستخدمين أيضًا تخزين الملفات مؤقتًا هنا. تذكر أنه قد تتم إزالة الملفات دون إشعار مسبق في أي وقت في هذا الدليل./ سبين:هذه هي ملفات النظام الثنائية. وهي ملفات تنفيذية تستخدم لإدارة النظام./سر:وهي ملفات للقراءة فقط وقابلة للمشاركة، بما في ذلك المكتبات القابلة للتنفيذ والثنائيات وملفات الرجل والعديد من أنواع الوثائق./كان:هنا، يتم حفظ ملفات البيانات المتغيرة. يمكن أن يحتوي على أشياء مثل MySQL وملفات السجل وملفات قاعدة البيانات الأخرى وصناديق البريد الإلكتروني وملفات بيانات خادم الويب وغير ذلك الكثير.

مميزات نظام ملفات لينكس

في Linux، يقوم نظام الملفات بإنشاء بنية شجرة. يتم ترتيب جميع الملفات على شكل شجرة وفروعها. الدليل العلوي يسمى دليل الجذر . يمكن الوصول إلى جميع الدلائل الأخرى في Linux من الدليل الجذر.

بعض الميزات الرئيسية لنظام ملفات Linux هي كما يلي:

تحديد المسارات:لا يستخدم Linux الشرطة المائلة العكسية () لفصل المكونات؛ ويستخدم شرطة مائلة للأمام (/) كبديل. على سبيل المثال، كما هو الحال في Windows، قد يتم تخزين البيانات في C: My Documents Work، بينما في Linux، سيتم تخزينها في /home/ My Document/ Work.القسم والدلائل ومحركات الأقراص:لا يستخدم Linux أحرف محركات الأقراص لتنظيم محرك الأقراص كما يفعل Windows. في Linux، لا يمكننا معرفة ما إذا كنا نتعامل مع قسم أو جهاز شبكة أو دليل 'عادي' ومحرك أقراص.حساسية القضية:نظام ملفات Linux حساس لحالة الأحرف. فهو يميز بين أسماء الملفات الصغيرة والأحرف الكبيرة. على سبيل المثال، هناك فرق بين test.txt وTest.txt في Linux. يتم تطبيق هذه القاعدة أيضًا على الدلائل وأوامر Linux.ملحقات الملفات:في Linux، قد يكون للملف الامتداد '.txt'، ولكن ليس من الضروري أن يكون للملف امتداد الملف. أثناء العمل مع Shell، فإنه يخلق بعض المشاكل للمبتدئين في التمييز بين الملفات والأدلة. إذا استخدمنا مدير الملفات الرسومية، فإنه يرمز إلى الملفات والمجلدات.الملفات المخفية:يميز Linux بين الملفات القياسية والملفات المخفية، وفي الغالب تكون ملفات التكوين مخفية في نظام التشغيل Linux. عادةً، لا نحتاج إلى الوصول إلى الملفات المخفية أو قراءتها. يتم تمثيل الملفات المخفية في Linux بنقطة (.) قبل اسم الملف (على سبيل المثال، .ignore). للوصول إلى الملفات، نحتاج إلى تغيير العرض في مدير الملفات أو نحتاج إلى استخدام أمر محدد في الصدفة.

أنواع نظام ملفات لينكس

عندما نقوم بتثبيت نظام التشغيل Linux، يقدم Linux العديد من أنظمة الملفات مثل تحويلة، Ext2، Ext3، Ext4، JFS، ReiserFS، XFS، btrfs، و تبديل .

شجرة ثنائية مقابل BST

دعونا نفهم كل من أنظمة الملفات هذه بالتفصيل:

1. نظام الملفات Ext وExt2 وExt3 وExt4

نظام الملفات Ext يرمز إلى نظام الملفات الموسعة . تم تطويره في المقام الأول من أجل نظام التشغيل مينيكس . يعد نظام الملفات Ext إصدارًا أقدم، ولم يعد يُستخدم بسبب بعض القيود.

تحويلة2 هو أول نظام ملفات Linux يسمح بإدارة 2 تيرابايت من البيانات. تم تطوير Ext3 من خلال Ext2؛ إنها نسخة مطورة من Ext2 وتحتوي على التوافق مع الإصدارات السابقة. العيب الرئيسي في Ext3 هو أنه لا يدعم الخوادم لأن نظام الملفات هذا لا يدعم استرداد الملفات ولقطات القرص.

تحويلة 4 نظام الملفات هو نظام الملفات الأسرع بين جميع أنظمة الملفات Ext. إنه خيار متوافق للغاية مع أقراص SSD (محرك الحالة الصلبة)، وهو نظام الملفات الافتراضي في توزيع Linux.

2. نظام الملفات JFS

JFS لتقف على نظام الملفات الدورية ، وتم تطويره بواسطة IBM لـ AIX Unix . وهو بديل لنظام الملفات Ext. ويمكن استخدامه أيضًا بدلاً من Ext4، حيث يكون الاستقرار مطلوبًا بموارد قليلة. إنه نظام ملفات مفيد عندما تكون طاقة وحدة المعالجة المركزية محدودة.

sharwanand

3. نظام الملفات ReiserFS

ReiserFS هو بديل لنظام الملفات Ext3. لقد تم تحسين الأداء والميزات المتقدمة. في وقت سابق، تم استخدام ReiserFS كنظام الملفات الافتراضي في SUSE Linux، ولكن لاحقًا تم تغيير بعض السياسات، لذلك عاد SUSE إلى Ext3. يدعم نظام الملفات هذا امتداد الملف ديناميكيًا، لكن به بعض العيوب في الأداء.

4. نظام الملفات XFS

تم اعتبار نظام الملفات XFS بمثابة JFS عالي السرعة، والذي تم تطويره لمعالجة الإدخال/الإخراج المتوازية. لا تزال ناسا تستخدم نظام الملفات هذا مع خادم التخزين العالي الخاص بها (خادم 300+ تيرابايت).

5. نظام الملفات Btrfs

Btrfs لتقف علي نظام ملفات الشجرة B . يتم استخدامه لتحمل الأخطاء ونظام الإصلاح والإدارة الممتعة وتكوين التخزين الشامل والمزيد. إنها ليست مناسبة لنظام الإنتاج.

6. مبادلة نظام الملفات

يتم استخدام نظام ملفات المبادلة لترحيل الذاكرة في نظام التشغيل Linux أثناء إسبات النظام. النظام الذي لا يدخل أبدًا في حالة السبات مطلوب منه أن تكون لديه مساحة مبادلة تساوي حجم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) الخاصة به.

ما هو التثبيت في نظام ملفات Linux؟

في لينكس، 'لتحميل' يشير مصطلح نظام الملفات إلى الأيام الأولى للحوسبة عندما يلزم تثبيت قرص قابل للإزالة أو حزمة شريطية فعليًا على جهاز محرك الأقراص الصحيح. على حزمة القرص، سيتم تثبيت نظام الملفات منطقيًا بواسطة نظام التشغيل لجعل المحتويات متاحة للوصول إليها بواسطة برامج التطبيقات ونظام التشغيل والمستخدمين بعد تحديد موقعها فعليًا على محرك الأقراص.

ببساطة، نقطة التثبيت هي دليل تم إنشاؤه كمكون من مكونات نظام الملفات. على سبيل المثال، يتم وضع نظام الملفات الرئيسي في الدليل /home. يمكن وضع أنظمة الملفات على نقاط التثبيت في العديد من أنظمة الملفات غير الجذرية، لكن هذا أقل شيوعًا.

• يتم تثبيت نظام الملفات الجذر لنظام Linux على الدليل / (الدليل الجذر) في وقت مبكر جدًا داخل تسلسل التمهيد.
• يتم تثبيت العديد من أنظمة الملفات لاحقًا بواسطة برامج بدء تشغيل Linux، إما عبر rc على SystemV أو عبر systemd في إصدارات Linux الجديدة.
• يتم التعامل مع تركيب نظام الملفات أثناء بدء التشغيل من خلال ملف التكوين، على سبيل المثال، /etc/fstab .
• طريقة سهلة لفهم أن fstab هو اختصار لـ 'جدول نظام الملفات' ، وهي عبارة عن قائمة نظام الملفات التي سيتم تثبيتها، وخياراتها، ونقاط التثبيت المحددة التي قد تكون مطلوبة لأنظمة ملفات معينة.

يمكن تثبيت أنظمة الملفات على نقطة/دليل تثبيت متاح بمساعدة أمر التحميل. بمعنى آخر، أي دليل يتم تطبيقه كنقطة تحميل يجب ألا يحتوي على ملفات أخرى ويجب أن يكون فارغًا. لن يتجنب Linux المستخدمين من تثبيت نظام ملفات على نظام متاح بالفعل أو على دليل يتضمن ملفات. ستتم تغطية المحتويات الفعلية، وسيكون محتوى نظام الملفات المثبت حديثًا فقط مرئيًا إذا قمنا بتثبيت أي نظام ملفات على أي نظام ملفات أو دليل موجود.