Операционные системы хранят данные на диске при помощи файловых систем. Классическая файловая система представляет данные в виде вложенных друг в друга каталогов (их ещё называют папками), в которых содержатся файлы1. Один из каталогов является «вершиной» файловой системы (а выражаясь технически — «корнем»2), в нём содержатся (или, если угодно, из него растут) все остальные каталоги и файлы.
Если жёсткий диск разбит на разделы, то на каждом разделе организуется отдельная файловая система с собственным корнем и структурой каталогов (ведь разделы полностью изолированы друг от друга).
В Linux корневой каталог называется весьма лаконично — «/». Полные имена (пути) всех остальных каталогов получаются из «/», к которому дописываются справа имена последовательно вложенных друг в друга каталогов. Имена каталогов в пути также разделяются символом «/» («слэш»). Например, запись /home обозначает каталог «home» в корневом каталоге («/»), а /home/user — каталог «user» в каталоге «home» (который, в свою очередь, в корневом каталоге)3. Перечисленные таким образом каталоги, завершающиеся именем файла составляют полный путь к файлу.
Относительный путь строится точно так же, как и полный — перечислением через «/» всех названий каталогов, встретившихся при движении к искомому каталогу или файлу. Между полным путём и относительным есть только одно существенное различие: относительный путь начинается от текущего каталога, в то время как полный путь всегда начинается от корневого каталога. Относительный путь любого файла или каталога в файловой системе может иметь любую конфигурацию: чтобы добраться до искомого файла можно двигаться как по направлению к корневому каталогу, так и от него. Linux различает полный и относительный пути очень просто: если имя объекта начинается на «/» — это полный путь, в любом другом случае — относительный.
Корневой каталог в Linux всегда только один, а все остальные каталоги в него вложены, т. е. для пользователя файловая система представляет собой единое целое4. В действительности, разные части файловой системы могут находиться на совершенно разных устройствах: разных разделах жёсткого диска, на разнообразных съёмных носителях (лазерных дисках, дискетах, флэш-картах), даже на других компьютерах (с доступом через сеть). Для того, чтобы соорудить из этого хозяйства единое дерево с одним корнем, используется процедура монтирования.
Монтирование — это подключение в один из каталогов целой файловой системы, которая находится где-то на другом устройстве. Эту операцию можно представить как «прививание» ветки к дереву. Для монтирования необходим пустой каталог — он называется точкой монтирования. Точкой монтирования может служить любой каталог, никаких ограничений на этот счёт в Linux нет. При помощи специальной команды (mount) мы объявляем, что в данном каталоге (пока пустом) нужно отображать файловую систему, доступную на таком-то устройстве или же по сети. После этой операции в каталоге (точке монтирования) появятся все те файлы и каталоги, которые находятся на соответствующем устройстве. В результате пользователь может даже и не знать, на каком устройстве какие файлы располагаются.
Подключённую таким образом («смонтированную») файловую систему можно в любой момент отключить — размонтировать (для этого имеется специальная команда umount), после чего тот каталог, куда она была смонтирована, снова окажется пустым.
Одно из устройств для Linux является самым важным — это корневая файловая система (root filesystem). Именно к ней затем будут подключаться (монтироваться) все остальные файловые системы на других устройствах. Обратите внимание, что корневая файловая система тоже монтируется, но только не к другой файловой системе, а к «самой Linux», причём точкой монтирования служит «/» (корневой каталог). Поэтому при загрузке системы прежде всего монтируется корневая файловая система, а при останове она размонтируется (в последнюю очередь).
Пользователю обычно не требуется выполнять монтирование и размонтирование вручную: при загрузке системы будут смонтированы все устройства, на которых хранятся части файловой системы, а при останове (перед выключением) системы все они будут размонтированы. Файловые системы на съёмных носителях (лазерных дисках, дискетах и пр.) также монтируются и размонтируются автоматически — либо при подключении носителя, либо при обращении к соответствующему каталогу.
В корневом каталоге Linux-системы обычно находятся только подкаталоги со стандартными именами. Более того, не только имена, но и тип данных, которые могут попасть в тот или иной каталог, также регламентированы стандартом5. Этот стандарт довольно последовательно соблюдается во всех Linux-системах: так, в любой Linux вы всегда найдёте каталоги /etc, /home, /usr/bin и т. п. и сможете довольно точно предсказать, что именно в них находится.
Стандартное размещение файлов позволяет и человеку, и даже программе предсказать, где находится тот или иной компонент системы. Для человека это означает, что он сможет быстро сориентироваться в любой системе Linux (где файловая система организована в соответствии со стандартом) и найти то, что ему нужно. Для программ стандартное расположение файлов — это возможность организации автоматического взаимодействия между разными компонентами системы.
1Файл — область данных, имеющая собственное имя.
2Такой каталог называют корневым каталогом, поскольку он служит корнем дерева файловой системе (в математическом смысле слов «дерево» и «корень»).
3Весьма похожий способ записи полного пути используется в системах DOS и Windows, с той разницей, что корневой каталог обозначается литерой устройства с последующим двоеточием, а в качестве разделителя используется символ «\» («обратный слэш»).
4Это отличается от технологии, применяемой в Windows или Amiga, где для каждого устройства, на котором есть файловая система, используется свой корневой каталог, обозначенный литерой, например «a», «c», «d» и т. д.
5Этот стандарт называется Filesystem Hierarchy Standard («стандартная структура файловых систем»). Стандарт FHS регламентирует не только перечисленные каталоги, но и их подкаталоги, а иногда даже приводит список конкретных файлов, которые должны присутствовать в определённых каталогах. Краткое описание стандартной иерархии каталогов Linux можно получить, отдав команду man hier. Полный текст и последнюю редакцию стандарта FHS можно найти в пакете fhs или прочесть по адресу http://www.pathname.com/fhs/.