Infos zu Linuxguides: Dateisysteme

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Inhaltsverzeichnis
Übersicht
Erforderliche Vorkenntnisse
Verzeichnisstruktur

Einige Befehle​

Formate
Hilfe und Support
Empfehlungen/Erfahrungen des Autors
Feedback, Kritik, Wünsche
Änderungen
TODO-Liste

Übersicht

Dieser Thread enthält tiefergehende Informationen zum Thema Dateisystem und stellt eine Erweiterung des Inhalts aus dem Meta-Guide dar. Für eine kurze Übersicht zum Thema siehe die entsprechenden Abschnitte im Meta-Guide.

Erforderliche Vorkenntnisse

Für Einsteiger ist das Lesen des kompletten Meta-Guides vor diesem Thread empfehlenswert. Hierfür gelten dieselben Vorkenntnisse wie im Meta-Guide, zusätzlich ist die Bereitschaft nötig, sich mit dem Terminal und einigen Befehlen dazu auseinanderzusetzen.

Verzeichnisstruktur

Unter dem Rootverzeichnis befinden sich diverse Unterverzeichnisse, welche im Grossen und Ganzen ähnlich sind, jedoch gibt es Unterschiede zwischen den Distributionen. Hier werden einige der Verzeichnisse und deren Bedeutung genauer erläutert.

'/home/' - Enthält die Konfigurationen und persönlichen Daten der vorhandenen Benutzer auf dem System. Jeder Benutzer hat ein eigenes Unterverzeichnis, welches gleich wie der Benutzername heisst. In diesen Verzeichnissen befinden sich sowohl Konfigurationen als auch Dokumente, Bilder und weitere Daten eines Benutzers. Für ein Backup ist dieses Verzeichnis also besonders interessant.
'/etc/' - Hier befinden sich globale, systemweite Konfigurationen, welche für alle Benutzer gültig sind. Je nach Applikation speichern diese im jeweiligen HOME-Verzeichnis nutzerspezifische Einstellungen, welche denen von '/etc/' vorgezogen werden.
'/root/' - Das HOME-Verzeichnis des Benutzers root.
'/usr' - Enthält die meisten Systemressourcen, darunter ausführbare Dateien und dazu nötige Bibliotheken.
'/bin/' + '/usr/bin/' - In diesen Verzeichnissen sind ausführbare Dateien (analog der .exe-Dateien unter Windows) vorhanden.
'/tmp/' - Enthält temporäre Dateien, sollte nach jedem Systemneustart automatisch gelöscht werden.
'/dev/' - Enthält Daten zu Hardware und Peripherie. Unter Linux ist generell alles eine Datei, also auch die Geräte im System. Dieses Paradigma stammt von UNIX und lebt auch in Linux weiter: https://en.wikipedia.org/wiki/Everything_is_a_file

Mehr Infos dazu: https://de.wikipedia.org/wiki/Filesystem_Hierarchy_Standard

Jedes Verzeichnis enthält ausserdem die speziellen Verzeichnisse '.' und '..'.
'.' - Link zum aktuellen Verzeichnis
'..' - Link zum übergeordneten Verzeichnis

Einige Befehle

Zum arbeiten in den Verzeichnissen existieren diverse Befehle. Einige wichtige sind:

• ls - Listet Dateien und Unterverzeichnisse des aktuellen Verzeichnisses auf
• pwd - Aktuelles Arbeitsverzeichnis ausgeben
• cd - Zu neuem Verzeichnis navigieren
• mkdir - Neues Verzeichnis anlegen
• rm - Datei(en) löschen
• rmdir - Verzeichnis löschen

Formate

Unter Linux sind unterschiedliche Dateisystemformate im Einsatz. Hier werden die am häufigsten genutzten aufgelistet.

Format	Beschreibung	Vorteile	Nachteile
ext4 https://de.wikipedia.org/wiki/Ext4	Standard bei vielen Systemen, von allen Distributionen unterstützt und am weitesten verbreitet	+ Sehr etabliert Stabil Guter Datendurchsatz Unterstützt Verschlüsselung	- Schützt nicht vor Bit rot
btrfs https://de.wikipedia.org/wiki/Btrfs	Möglicher Nachfolger von ext4, im allgemeinen mehr auf Datensicherheit fokussiert als dieses.	+ Integriertes Volumen- und RAID Management + Mechanismen zum detetektieren von Bit rots	- Noch bestehende Probleme mit Datenverlust bei RAID 5/6
ZFS https://en.wikipedia.org/wiki/OpenZFS	Ähnliche Feature wie btrfs, bereits etwas ausgereifter, allerdings nicht im Kernel enthalten.	+ Integriertes Volumen- und RAID Management Mechanismen zum detetektieren von Bit rots Ausgereifter als btrfs	- Aufgrund von Lizenrechtlicher Inkompatibilität nicht im Linuxkernel
XFS https://de.wikipedia.org/wiki/XFS_(Dateisystem)	XFS ist ein älteres Dateisystem, das sich durch seinen hohen Datendurchsatz auszeichnet	+ Bereits ausgereift und stabil + Von den meisten Distributionen unterstützt	- Einige Funktionen nicht mehr zeitgemäss oder aufwändig - Datensicherheit nicht immer gewährleistet (z.B. Stromausfall)

Bei den meisten Desktopdistributionen wird standardmässig ein ext4-Dateisystem erstellt, weshalb dieses Format im Desktop auch am häufigsten vorkommt. Neueinsteigern sei, sofern sie zur Wahl gestellt werden, dieses Format nahegelegt.

Hilfe und Support

• man-Pages online: https://linux.die.net/man/
• Übersicht Dateisysteme: https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Dateisystemen#Linux

Empfehlungen/Erfahrungen des Autors

Für den Einstieg mögen einige Informationen nicht nötig sein, allerdings ist ein Verständnis des Dateisystems unentbehrlich, wenn sich jemand mit Linux tiefer beschäftigen will. Ich empfehle daher, sich mit den Themen dazu gut vertraut zu machen.

Feedback, Kritik, Wünsche

Für Feedback/Wünsche zu diesem Beitrag: Hier rein. Für Verbesserungsvorschläge: Bitte zuerst die TODO-Liste prüfen, ob das Thema bereits vorhanden ist. Wollt ihr selber ein Kapitel für das Thema schreiben oder überarbeiten, bitte ich um Kontaktaufnahme per PN.
Der Thread wird von mir nach bestem Wissen und Gewissen erstellt. Es ist möglich, dass einige Information nicht 100% korrekt oder unvollständig sind, für Hinweise bin ich dankbar, auch gerne per PN wenn ihr nicht direkt hier posten wollt.

Änderungen

• 23.05.2020 - Thema erstellt
• 28.05.2020 - Tabellenform für Formate, mit Vor- und Nachteilen

TODO-Liste

• Feedback abwarten
• Kapitel über Partitionen (ggf. eigenes Thema?)
• Vor/Nachteile der Formate

 

[madmax2010]

Zu ZFS kann ich gern helfen wenn du magst.
Zu BTRFS Ist der talk super und kann sicher gut zu weiteren Inhalten anregen: https://media.ccc.de/v/froscon2015-1549-btrfs_das_dateisystem_der_zukunft
Allgemein macht sicher auch Sinn inodes zu erklären - die sind bei klassischen Unix*oiden Dateisystemen ja schon irgendwie echt relevant

 

[HisN]

Und nicht DAS geniale Fuse vergessen :-)

 

[Thermi]

XFS nicht vergessen. Ist bei jeder CentOS-7-Installation das Standard-FS. Btw, man hier zeigt dir die Man-Page für die Dateisystemhierarchie an.

 

[madmax2010]

Und nicht DAS geniale Fuse vergessen :-)

Uff. DAS fuse. Guter

 

[XXXBold]

Danke für die Vorschläge. Für die neuen, vorgeschlagenen Dateisysteme wäre ich froh, wenn ihr selbst einige Eigenschaften und ein paar Vor-und Nachteile dazu nennen könntet. Muss nicht viel sein, 2-3 Sätze als Beschreibung dazu reichen aus.

 

[Iapetos]

Zu ZFS kann ich gern helfen wenn du magst.
Zu BTRFS Ist der talk super und kann sicher gut zu weiteren Inhalten anregen: https://media.ccc.de/v/froscon2015-1549-btrfs_das_dateisystem_der_zukunft
Allgemein macht sicher auch Sinn inodes zu erklären - die sind bei klassischen Unix*oiden Dateisystemen ja schon irgendwie echt relevant

Danke für den Link! Ich spiele seit einiger Zeit mit dem Gedanken, wegen der Datenprüfsummen auf btrfs-raid1 zu wechseln. Metadatenprüfsummen funktionieren ja nun schon auch auf xfs und ext4, die genügen aber nicht gegen Bitrot...

Habe es bisher in einer VM getestet, bisher scheint Fedora damit recht gut zurecht zu kommen. Leider liest man immer dann Schlechtes (Datenverlust bzw. Dateisystemkorruption) über btrfs, wenn man explizit nach Erfahrungsberichten sucht.

 

[madmax2010]

Jo, ist bei dateisystemen in ihren ersten jahren immer so.. Wenn man man an die alten ext / die frühen tage von zfs@solaris denkt..

 

[Piktogramm]

@Iapetos
BTRFS ist stable, da halten sich leider viele Erzählungen aus alter Zeit. Das Einzige Problem ist das Writehole in der Raid 5/6 Konfiguration. Ein Problem welches jedoch ebenso mit Raid 5/6 über mdadm auftreten kann und besondere Voraussetzungen benötigt (https://www.mail-archive.com/linux-btrfs@vger.kernel.org/msg79535.html).
ZFS kann diesen Sonderfall abfangen.

 

[Iapetos]

Danke für die Info.

Raid5 und 6 sind für mich sowieso uninteressant, da ich keinen Storage-Server betreibe. Mir geht es in erster Linie darum, meine gesammelten Daten konsistent zu halten und vor gekippten Bits zu bewahren. OpenZFS kommt für mich leider nicht infrage, weil ich keine Lust habe, nach jedem Kernel-Upgrade das DKMS-Modul neu zu signieren; das selbe gilt für Reiser4. Die Flexibiltät von btrfs, gerade bzgl. Snapshots und (inkrementelle) Backups (btrfs-send) ist außerdem verlockend, dazu kommt, dass es sowieso dem Kernel beiliegt.

Zudem beobachte ich noch bcachefs als kleine, ressourcenschonende Alternative mit stabilem Kern.