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Capitolo 91. Archiviazione e compressione

L'archiviazione e la compressione sono le fasi attraverso le quali si realizzano delle copie di sicurezza, oppure si preparano i dati prima di una trasmissione. La tabella 91.1 elenca i programmi a cui si accenna in questo capitolo.

Tabella 91.1. Riepilogo dei programmi per l'archiviazione e la compressione di file e directory.

Programma	Descrizione
`cpio`	Archivia e recupera.
`tar`	Archivia e recupera.
`gzip`	Comprime e decomprime.
`bzip2`	Comprime e decomprime.

91.1 Archiviazione

L'archiviazione è quel procedimento con cui si impacchettano file o rami di directory in modo da facilitarne la conservazione all'interno di unità di memorizzazione senza file system. Per lo stesso motivo, l'archiviazione è il modo con cui si possono trasferire agevolmente i dati attraverso piattaforme differenti.

L'archiviazione pura e semplice non ottiene alcun risparmio nello spazio utilizzato dai dati. Per questo si utilizza la compressione che permette di ridurre questo utilizzo.

L'archiviazione pura e semplice è ottenuta normalmente attraverso il programma tar o il programma cpio. Questi due sono equivalenti, almeno a livello teorico. In pratica, è l'utilizzatore che sceglie quello che per qualche motivo gli è più simpatico, specializzandosi nell'uso delle sue opzioni particolari.

Questo argomento viene ripreso anche nel capitolo dedicato alle copie di sicurezza (412).

91.1.1 Utilizzo di Cpio

Il programma di servizio cpio ⁽¹⁾ copia file da e verso archivi cpio o tar:

cpio -o [opzioni] [< elenco_nomi] [> archivio]

cpio -i [opzioni] [modello] [< archivio]

cpio -p [opzioni] directory_di_destinazione [< elenco_nomi]

L'archivio può essere un file su disco, un nastro magnetico o una pipe. Le tre sintassi indicate rappresentano le tre modalità operative del comando.

copy-out (archiviazione)

Dallo standard input viene letto un elenco di nomi di file (uno per riga) e l'archivio di questi file viene generato ed emesso attraverso lo standard output.
copy-in (lettura di un archivio)

Dallo standard input viene letto il contenuto di un archivio dal quale si possono estrarre i file in esso contenuti.
copy-pass (copia)

Dallo standard input viene letto un elenco di nomi di file (uno per riga) e questi file (con il loro contenuto) vengono copiati nella directory di destinazione.

Si può consultare il documento info cpio, oppure la pagina di manuale cpio(1) per maggiori dettagli sull'uso di questo programma.

Tabella 91.2. Alcune opzioni per il «copy-out».

Opzione	Descrizione
`-o` `--create`	Funziona in modalità copy-out.
`-A` `--append`	Aggiunge dati a un archivio esistente che deve essere specificato con l'opzione `-O`.
`-L` `--dereference`	Quando incontra dei collegamenti simbolici, copia i file a cui questi puntano, invece di copiare semplicemente i collegamenti.
`-O nome_archivio`	Specifica il nome dell'archivio da creare o incrementare, invece di utilizzare lo standard output.

Tabella 91.3. Alcune opzioni per il «copy-in».

Opzione	Descrizione
`-i` `--extract`	Funziona in modalità copy-in.
`-d` `--make-directories`	Crea le directory necessarie.
`-E file` `--pattern-file=file`	Legge il modello che esprime i nomi dei file da estrarre, o l'elenco dei nomi stessi, dal file indicato come argomento dell'opzione.
`-f` `--nomatching`	Copia soltanto i file che non corrispondono al modello indicato.
`-I archivio`	Permette di specificare il nome dell'archivio da usare, invece di riceverlo dallo standard input.
`-t` `--list`	Elenca il contenuto dell'archivio.

Tabella 91.4. Alcune opzioni per il «copy-pass».

Opzione	Descrizione
`-p` `--pass-through`	Funziona in modalità copy-pass.
`-d` `--make-directories`	Crea le directory necessarie.
`-l` `--link`	Se possibile, crea dei collegamenti invece di copiare i file.
`-L` `--dereference`	Quando incontra dei collegamenti simbolici, copia i file a cui questi puntano, invece di copiare semplicemente i collegamenti.

Segue la descrizione di alcuni esempi:

$ cpio -o < elenco > /tmp/archivio.cpio[Invio]

Archivia i file e le directory elencati nel file elenco generando il file /tmp/archivio.cpio.
$ ls *.sgml | cpio -o > /tmp/archivio.cpio[Invio]

Archivia i file e le directory corrispondenti al modello *.sgml generando il file /tmp/archivio.cpio.
$ find lavoro -print | cpio -o > /tmp/archivio.cpio[Invio]

Archivia la directory lavoro/ e tutto il suo contenuto, generando il file /tmp/archivio.cpio.
$ cpio -i -t < /tmp/archivio.cpio[Invio]

Elenca il contenuto dell'archivio /tmp/archivio.cpio.
$ cpio -i < /tmp/archivio.cpio[Invio]

estrae l'archivio /tmp/archivio.cpio a partire dalla directory corrente.
$ cat elenco | cpio -pd /tmp/prova[Invio]

Copia i file e le directory elencati nel file elenco, a partire dalla directory /tmp/prova/.

91.1.2 Utilizzo di Tar

Il programma di servizio tar ⁽²⁾ (Tape archive) è un programma di archiviazione nato originariamente per essere usato con i nastri:

tar opzione_di_funzionamento [opzioni] file...

Il primo argomento deve essere una delle opzioni che ne definisce il funzionamento. Alla fine della riga di comando vengono indicati i nomi dei file o delle directory da archiviare. Se non viene specificato diversamente con le opzioni, l'archivio viene emesso attraverso lo standard output.

Il tar tradizionale ammette l'uso di opzioni senza il trattino anteriore (-) consueto. Questa tradizione è stata mantenuta anche nel tar GNU a cui si vuole fare riferimento qui, ma tale forma deve essere usata consapevolmente e con prudenza. Negli esempi viene mostrato in che modo potrebbero essere usate tali opzioni senza trattino.

Per la descrizione completa di questo programma, conviene consultare il documento info tar, oppure la pagina di manuale tar(1).

Tabella 91.5. Opzioni di funzionamento per rappresentare l'operazione da compiere. Di queste, può e deve esserne utilizzata una sola. Di solito, data la loro importanza, queste opzioni appaiono all'inizio degli argomenti di tar.

Opzione	Descrizione
`A` `-A` `--catenate` `--concatenate`	Aggiunge dei file `tar` a un archivio già esistente.
`c` `-c` `--create`	Crea un nuovo archivio.
`d` `-d` `--diff` `--compare`	Trova le differenze tra l'archivio e i file esistenti effettivamente.
`--delete`	Cancella dall'archivio i file indicati. Non può essere usato per un archivio su nastro.
`r` `-r` `--append`	Aggiunge dati a un archivio già esistente.
`t` `-t` `--list`	Elenca il contenuto di un archivio.
`u` `-u` `--update`	Aggiunge solo i file più recenti rispetto a quanto già contenuto nell'archivio.
`x` `-x` `--extract` `--get`	Estrae i file da un archivio.

Tabella 91.6. Altre opzioni.

Opzione	Descrizione
`--atime-preserve`	Fa in modo che la data di accesso dei file che vengono archiviati non venga modificata.
`-f file` `--file=file`	Emette l'archivio nel file o nel dispositivo. Se si tratta di un file normale, questo viene creato.
`-h` `--dereference`	Non copia i collegamenti simbolici, ma i file a cui questi fanno riferimento.
`-k` `--keep-old-files`	In fase di estrazione da un archivio, non sovrascrive i file eventualmente già esistenti.
`-l` `--one-file-system`	Quando viene creato un archivio, resta in un solo file system: quello di partenza.
`-L Kibyte` `--tape-length=Kibyte`	Definisce la dimensione massima dei vari segmenti di copia multivolume.
`-m` `--modification-time`	In fase di estrazione da un archivio, non viene ripristinata la data di modifica dei file.
`-M` `--multi-volume`	Permette di creare, elencare o estrarre, un archivio multivolume.
`-N data` `--after-date=data` `--newer data`	Archivia solo i file la cui data è più recente di quella indicata come argomento.
`-O` `--to-stdout`	Estrae i file emettendoli attraverso lo standard output.
`-p` `--same-permissions` `--preserve-permissions`	Estrae tutti i permessi associati ai file. Se non viene usata questa opzione, i file ottengono i permessi predefiniti, anche in funzione della maschera dei permessi dell'utente che esegue l'operazione.
`-P` `--absolute-path`	Estrae i file utilizzando i percorsi assoluti, cioè senza eliminare la prima barra (`/`) che appare nei nomi di percorso (pathname).
`--remove-files`	In fase di creazione di un nuovo archivio, elimina i file archiviati.
`--same-owner`	Durante l'estrazione da un archivio, assegna ai file estratti gli utenti e i gruppi proprietari originali.
`-v` `--verbose`	Elenca i file che vengono elaborati.
`-W` `--verify`	Cerca di verificare la validità dell'archivio dopo averlo creato.
`-Z` `--compress` `--uncompress`	Filtra l'archivio attraverso il programma di compressione `compress`.
`-z` `--gzip` `--ungzip`	Filtra l'archivio attraverso il programma di compressione `gzip`.
`-j` `--bzip2`	Filtra l'archivio attraverso il programma di compressione `bzip2` (sia per la compressione che per l'estrazione).
`--use-compress-program programma`	Filtra l'archivio attraverso il programma di compressione indicato nell'argomento. Questo programma di compressione deve riconoscere l'opzione `-d`, come fa `gzip`, allo scopo di decomprimere i dati.

Segue la descrizione di alcuni esempi.

# tar -c -f /dev/fd0 -L 1440 -M -v /usr[Invio]

Archivia la directory /usr/ con tutto il suo contenuto, comprese le sottodirectory, utilizzando i dischetti (da 1 440 Kibyte).

Con la copia multivolume, come in questo caso, non è possibile utilizzare la compressione automatica attraverso l'opzione -z o -Z.
# tar cf /dev/fd0 -L 1440 -M -v /usr[Invio]

Esattamente come nell'esempio precedente, con la differenza che le opzioni -c e -f sono indicate senza il trattino iniziale.
# tar cvf /dev/fd0 -L 1440 -M /usr[Invio]

Esattamente come nell'esempio precedente.

# tar -cfv /dev/fd0 -L 1440 -M /usr[Invio]

# tar cfv /dev/fd0 -L 1440 -M /usr[Invio]

Questi due esempi sono identici ed errati ugualmente. Non è possibile accodare lettere di altre opzioni dopo la «f», dal momento che questa richiede un argomento.

In molti documenti su tar si vedono esempi errati di questo tipo. Possono anche funzionare, ma sono errati concettualmente ed è molto probabile incontrare un programma tar che in tali situazioni faccia qualcosa di diverso da quello che ci si aspetterebbe.

$ tar -t -f /dev/fd0 -L 1440 -M -v[Invio]

Visualizza l'elenco del contenuto dell'archivio fatto su dischetti.

$ tar -x -f /dev/fd0 -L 1440 -M -v -p --same-owner[Invio]

Estrae il contenuto dell'archivio su dischetti a partire dalla posizione corrente.

È probabile che l'opzione --same-owner sia già predefinita all'interno di tar, ma in generale vale la pena di ricordarsene. Tuttavia, in questi esempi, dal momento che si tratta di un utente comune (lo si vede dal dollaro che viene indicato come invito), non ha significato, dal momento che l'utente comune non ha la possibilità di assegnare a un altro la proprietà dei file che crea.

$ tar xpvf /dev/fd0 -L 1440 -M --same-owner[Invio]

Come nell'esempio precedente, aggregando alcune opzioni e togliendo il trattino iniziale di queste.
$ tar -c -f /tmp/archivio.tgz -z -v /usr[Invio]

Archivia il contenuto della directory /usr/ nel file /tmp/archivio.tgz dopo averlo compresso con gzip.
$ tar czvf /tmp/archivio.tgz /usr[Invio]

Come nell'esempio precedente.

91.2 Compressione

La compressione dei dati è una tecnica che consente di risparmiare senza perdere informazioni. L'operazione avviene di norma in modo sequenziale, per cui può essere gestita attraverso dei programmi filtro, che alle volte permettono di rendere trasparente l'operazione. Data la facilità con cui nei sistemi Unix si possono combinare assieme delle tecniche di questo genere, in tali ambienti si tende a preferire l'archiviazione seguita da una compressione complessiva.

91.2.1 Utilizzo di «gzip», «gunzip» e «zcat»

Il programma di servizio gzip ⁽³⁾ viene usato per comprimere ogni file indicato negli argomenti:

gzip [opzioni] [file...]

gunzip [opzioni] [file...]

zcat [opzioni] [file...]

Il programma gzip è in grado di comprimere solo file normali, in modo singolo: per ogni file ne viene generato un altro con l'estensione .gz o un'altra se specificato diversamente con le opzioni. Se non viene indicato alcun file o se si utilizza espressamente un trattino isolato (-), lo standard input viene compresso e il risultato viene emesso attraverso lo standard output.

Il nome gunzip è un collegamento a gzip. Se gzip viene avviato con il nome gunzip si comporta come se fosse stata utilizzata l'opzione -d.

Il nome zcat è un collegamento a gzip. Se gzip viene avviato con il nome zcat si comporta come se fossero state utilizzate simultaneamente le opzioni -d e -c. In alcuni sistemi, invece di zcat potrebbe essere presente il collegamento gzcat.

Si può consultare il documento info gzip, oppure la pagina di manuale gzip(1) per maggiori dettagli sull'uso di questo programma.

Tabella 91.7. Alcune opzioni.

Opzione	Descrizione
`-c` `--stdout` `--to-stdout`	Emette il risultato attraverso lo standard output. Il programma utilizza automaticamente questa opzione quando viene eseguito con il nome `zcat`.
`-d` `--decompress` `--uncompress`	Decomprime un file compresso. Il programma utilizza automaticamente questa opzione quando viene eseguito con il nome `gunzip`.
`-r` `--recursive`	Se tra i nomi indicati nella riga di comando appaiono delle directory, vengono compressi o decompressi tutti i file in esse contenuti.
`-t` `--test`	Controlla l'integrità dei file compressi.
`-1` `-2` `-3` `-4` `-5` `-6` `-7` `-8` `-9`	Permette di definire il livello di compressione: `-1` rappresenta la compressione minima, che in compenso richiede meno elaborazione; `-9` rappresenta la compressione massima, a scapito del tempo di elaborazione. Se non viene specificata questa opzione, si utilizza un livello intermedio, corrispondente a `-6`.

Segue la descrizione di alcuni esempi:

$ gzip *.sgml[Invio]

Comprime i file *.sgml, utilizzando un livello intermedio di compressione, sostituendo i file originali con quelli compressi: *.sgml.gz.
$ gzip -d *.sgml.gz[Invio]

Espande i file corrispondenti al modello *.sgml.gz, togliendo loro l'estensione .gz.
$ cat pippo | gzip -9 > pippo.gz[Invio]

Genera il file pippo.gz come risultato della compressione di pippo. In particolare, viene utilizzato il livello di compressione massima e il file originale non viene cancellato.
$ cat pippo.gz | gzip -d > pippo[Invio]

Fa l'opposto dell'esempio precedente: espande il file pippo.gz generando pippo, senza cancellare il file originale.

91.2.2 Utilizzo di «bzip2» e «bunzip2»

Il programma di servizio bzip2 ⁽⁴⁾ è un programma di compressione funzionalmente analogo a gzip, nel senso che viene creato un file compresso per ogni file indicato negli argomenti:

bzip2 [opzioni] [file...]

bunzip2 [opzioni] [file...]

Il programma bzip2, come gzip, è in grado di comprimere solo file normali, in modo singolo, dove per ogni file ne viene generato un altro con l'estensione .bz2. Se non viene indicato alcun file o se si utilizza espressamente un solo trattino isolato (-), lo standard input viene compresso e il risultato viene emesso attraverso lo standard output.

Il programma bzip2 utilizza un algoritmo di compressione differente, rispetto a gzip, con un carico di elaborazione maggiore, che diventa efficace solo in presenza di file di grandi dimensioni. In generale, per garantire la massima portabilità di un archivio compresso, conviene utilizzare gzip, salvo quando le dimensioni dell'archivio sono tali da rendere realmente conveniente l'utilizzo di bzip2.

La sintassi di bzip2 è molto simile a quella di gzip, anche se non è del tutto identica. Prima di decidere di utilizzare bzip2 per archiviare i propri dati, conviene leggere la documentazione originale: il documento info bzip2, oppure la pagina di manuale bzip2(1), in modo da poter valutare correttamente.

Il nome bunzip2 è un collegamento a bzip2, il quale, se avviato con questo nome, utilizza implicitamente l'opzione -d per decomprimere i file indicati alla fine della riga di comando.

Tabella 91.8. Alcune opzioni.

Opzione	Descrizione
`-c` `--stdout`	Comprime o decomprime emettendo il risultato attraverso lo standard output. La decompressione ammette l'emissione di più file, mentre in caso di compressione, se ne può emettere solo uno.
`-d` `--decompress`	Forza la modalità di decompressione dei dati. Questo è il comportamento predefinito, quando il programma viene eseguito con il nome `bunzip2`.
`-f` `--compress`	Forza la modalità di compressione dei dati. Serve a imporre la compressione, indipendentemente dal nome utilizzato per avviare `bzip2`.
`-t` `--test`	Controlla l'integrità dei file compressi.
`-1` `-2` `-3` `-4` `-5` `-6` `-7` `-8` `-9`	Permette di definire il livello di compressione: `-1` rappresenta la compressione minima, che in compenso richiede blocchi più piccoli (100 Kibyte) e meno elaborazione; `-9` rappresenta la compressione massima, a scapito della dimensione dei blocchi che aumenta in modo considerevole (900 Kibyte) e del tempo di elaborazione.

91.2.3 Copie di sicurezza

Quello che segue è l'esempio di uno script molto semplice per l'archiviazione di una serie di file e directory attraverso la coppia tar e gzip.

#!/bin/sh
###
### salva DIRECTORY_DI_DESTINAZIONE  < ELENCO
###
### Archiviazione di tutti i file e directory indicati attraverso lo
### standard input, utilizzando <directory-di-destinazione> come luogo
### di destinazione degli archivi.
###
### Gli archivi vengono generati in formato .tgz, cioè tar+gzip.
###
##
## Variabili.
##
#
# L'elenco dei file e delle directory da archiviare proviene dallo
# standard input.
#
ELENCO_DA_ARCHIVIARE=`cat`
#
# Directory di destinazione.
#
DESTINAZIONE=$1
##
## Funzioni.
##
#
# Visualizza la sintassi corretta per l'utilizzo di questo script.
#
function sintassi () {
    echo ""
    echo "cat elenco | $0 <directory-di-destinazione>"
    echo ""
}
##
## Inizio.
##
#
# Verifica la quantità di argomenti.
#
if [ $# != 1 ]
then
    #
    # La quantità di argomenti è errata. Richiama la funzione
    # «sintassi» e termina l'esecuzione dello script restituendo
    # un valore corrispondente a «falso».
    #
    sintassi
    exit 1
fi
#
# Verifica se esiste la directory di destinazione.
#
if [ -e $DESTINAZIONE ]
then
    #
    # Qualcosa con quel nome esiste già.
    # Si deve verificare che si tratti di una directory.
    #
    if [ ! -d $DESTINAZIONE ]
    then
        #
        # Non si tratta di una directory.
        #
        echo "Non è possibile procedere con l'archiviazione"
        echo "perché $DESTINAZIONE esiste e non è una directory."
        #
        # Lo script termina restituendo un valore corrispondente
        # a «falso».
        #
        exit 1
    fi
else
    #
    # La directory non esiste.
    # Si tenta di crearla.
    #
    if ! mkdir $DESTINAZIONE
    then
        #
        # Non è stato possibile creare la directory
        #
        echo "Non è possibile creare la directory"
        echo "$DESTINAZIONE"
        #
        # Lo script termina restituendo un valore corrispondente
        # a «falso».
        #
        exit 1
    fi
fi
#
# Giunti a questo punto, dovrebbe esistere la directory
# di destinazione.
# Inizia il ciclo di archiviazione.
#
for DA_ARCHIVIARE in $ELENCO_DA_ARCHIVIARE
do
    #
    # Estrae il nome del file o della directory senza il suo
    # percorso.
    #
    BASE_NAME=`basename $DA_ARCHIVIARE`
    #
    # Comprime il file o il contenuto della directory ottenendo un
    # file compresso con lo stesso nome e l'aggiunta
    # dell'estensione «.tgz».
    # Si utilizza «tar» specificando in particolare l'opzione «z»
    # che permette di comprimere automaticamente l'archivio
    # attraverso «gzip»;
    #
    tar czvf $DESTINAZIONE/$BASE_NAME.tgz $DA_ARCHIVIARE
done
#
# L'operazione di archiviazione e' terminata.
#
echo "L'archiviazione e' terminata."
##
## Fine.
##

1) GNU cpio GNU GPL

2) GNU tar GNU GPL

3) Gzip GNU GPL

4) Bzip2 software libero con licenza speciale

Dovrebbe essere possibile fare riferimento a questa pagina anche con il nome archiviazione_e_compressione.html

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