Dateisystem & FHS — der Verzeichnisbaum erklärt

Der Filesystem Hierarchy Standard (FHS) ist ein Dokument der Linux Foundation, das beschreibt, welches Verzeichnis wofür da ist — in welchem Ordner Konfigurationen liegen müssen, wohin Logs gehören, wo Benutzerprogramme installiert werden.

Die erste Version erschien 1994, die aktuelle (Version 3.0) ist von 2015. Praktisch alle Linux-Distributionen halten sich daran. Das hat einen großen Vorteil:

Drei Leitprinzipien des FHS

1. Trennung von „statisch“ und „variabel“. Software liegt in Bereichen, die sich nicht ständig ändern (/usr). Daten und Logs in Bereichen, die wachsen (/var).
2. Trennung von „shareable“ und „unshareable“. Dinge, die mehrere Rechner per Netz teilen können (/usr, /home) werden anders behandelt als reine Lokal-Daten (/etc, /var/run).
3. Trennung von „Boot-relevant“ und „Rest“. Was schon vor dem Mount von /usr nutzbar sein muss, liegt direkt unter / (z.B. /bin, /sbin).

Eine der radikalen Ideen aus den Bell Labs der 1970er war: auch Geräte und Kommunikationskanäle sollen wie Dateien aussehen. Damit kann man auf eine Festplatte, einen Drucker, eine USB-Maus, ja sogar auf das Netzwerk mit denselben Befehlen zugreifen wie auf eine Textdatei.

Was ist auf Linux alles eine „Datei“?

Demonstration: die Tastatur als Datei lesen

# /dev/random ist eine Datei voller Zufallszahlen
head -c 16 /dev/random | xxd

# /dev/null ist die berühmte "Mülltonne" — was rein geht, ist weg
echo "Geheim" > /dev/null

# /dev/zero liefert unendlich viele Null-Bytes
head -c 1024 /dev/zero | wc -c

Alles unter Linux hängt an einer einzigen Wurzel: / (gesprochen „Slash“ oder „Root“). Es gibt KEINE Laufwerksbuchstaben wie C: oder D:. Eine zweite Festplatte wird einfach irgendwo in den Baum gemountet.

Diese vier Verzeichnisse beherbergen die ausführbaren Programme. Der Unterschied erklärt sich aus zwei Achsen: User vs. Admin und Boot-essenziell vs. Rest.

/etc (von et cetera, „und so weiter“) enthält die systemweiten Konfigurationsdateien. Wenn du irgendwo auf einem Linux-Server etwas konfigurieren willst, fängst du in /etc an zu suchen.

Wichtige Dateien und Unterordner

/home enthält die Heimatverzeichnisse aller normalen User. Jeder User tn01 bekommt automatisch /home/tn01/. Dort liegen seine Dateien, sein Browser-Profil, seine Mailbox.

/root ist eine Ausnahme: das Home-Verzeichnis des root-Users liegt direkt unter der Wurzel, nicht in /home. Begründung: /home könnte ein gemountetes Netzwerk-Volume sein (NFS, AD-Profile). Wenn der Mount fehlschlägt, soll root sich trotzdem einloggen und reparieren können.

Was liegt im Home?

Typischerweise versteckte Konfigurationsdateien („Dotfiles“, beginnen mit Punkt) und sichtbare User-Ordner:

/var (von variable) ist der Container für alle Daten, die sich während des laufenden Betriebs ändern. Wenn dein System gerade einfriert, liegt der Fehler statistisch wahrscheinlich in einem überlaufenden /var.

Wichtige Unterverzeichnisse

/tmp ist der Mülleimer für kurzlebige Daten. Jeder User darf dort schreiben. Bei Rocky/RHEL ist /tmp ein sogenanntes tmpfs — ein RAM-basiertes Dateisystem:

• Liegt im Arbeitsspeicher, nicht auf der Disk
• Wird beim Reboot vollständig geleert
• Standard-Größe: meist die Hälfte des verfügbaren RAM
• Schnell, weil RAM, aber begrenzt

# Anschauen ob /tmp tmpfs ist
findmnt /tmp

# Sieht etwa so aus:
# TARGET SOURCE FSTYPE OPTIONS
# /tmp   tmpfs  tmpfs  rw,nosuid,nodev,size=...

Wenn du Software installierst, die nicht aus dem Paketmanager kommt, hast du zwei traditionelle Orte:

Diese drei Verzeichnisse existieren auf der Disk gar nicht. Sie werden vom Kernel zur Laufzeit gefüllt — wie virtuelle Fenster ins Innere des Systems.

/dev — Gerätedateien

Jedes Gerät, das der Kernel kennt, hat eine Datei in /dev:

/proc — Prozess- und Kernel-Infos

/proc ist ein virtuelles Dateisystem (procfs), das den aktuellen Zustand von Prozessen und Kernel als „Dateien“ ausgibt:

cat /proc/cpuinfo       # alles über deine CPU
cat /proc/meminfo       # alles über den RAM
cat /proc/version       # Kernel-Version
cat /proc/uptime        # wie lange läuft das System?

# Jeder Prozess hat ein Unterverzeichnis mit seiner PID:
ls /proc/1/             # alles über Prozess 1 (systemd)
cat /proc/1/cmdline     # mit welchen Argumenten wurde systemd gestartet?

/sys — Hardware-Informationen

/sys (sysfs) zeigt die Hardware-Sicht des Kernels. Du kannst z.B. einzelne CPU-Kerne aus- und einschalten:

# Block-Devices anschauen
ls /sys/block/

# Netzwerk-Interfaces
ls /sys/class/net/

# Aktueller CPU-Takt
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq

/boot enthält alles, was zum Starten des Systems nötig ist:

• Kernel-Images (vmlinuz-…) — der Linux-Kernel selbst
• initramfs (initramfs-…) — RAM-Disk mit Boot-Treibern
• GRUB-Konfiguration (grub2/) — Bootloader-Menü
• auf UEFI-Systemen: /boot/efi/ mit EFI-Bootloadern

Linux kennt keine Laufwerksbuchstaben. Eine zweite Festplatte oder ein USB-Stick wird gemountet — also an einer Stelle in den Baum eingehängt. Zwei Standard-Punkte gibt es dafür:

# Alle aktuell gemounteten Dateisysteme anzeigen
mount

# Übersichtlicher
df -h

# Tree-Ansicht der Mounts
findmnt

Jetzt selbst schauen, bevor wir in Kapitel 8 mit Navigation richtig einsteigen. Tipp die Befehle ab — bitte nichts ändern, nur lesen.

# Top-Level-Verzeichnisse ansehen
ls /

# Mit Long-Listing — siehst du die Symlinks (l) und Verzeichnisse (d)?
ls -l /

# Was ist in /etc?
ls /etc/

# Welche Distro läuft hier?
cat /etc/os-release

# Wer kann sich einloggen?
cat /etc/passwd

# Wie viel RAM hat das System?
cat /proc/meminfo | head

# Welche Disks sind angeschlossen?
ls /dev/sd*  2>/dev/null
ls /dev/nvme* 2>/dev/null

1. Wofür steht das Akronym FHS und wozu ist es da?
2. Erkläre die Unix-Philosophie „alles ist eine Datei“ in einem Satz.
3. Was ist der Unterschied zwischen / und /root?
4. Was steht in /etc?
5. Warum gibt es /bin und /usr/bin — und was hat sich daran auf modernen Distros geändert?
6. Was ist /proc und wo liegen die Dateien dort physisch?
7. Welcher Unterschied besteht zwischen /tmp und /var/tmp?
8. Wann nutzt man /opt, wann /usr/local?