Linux

文件系統是linux的一個十分基礎的知識，同時也是學習linux的必備知識。

本文將站在一個較高的視圖來了解linux的文件系統，主要包括了linux磁盤分區和目錄、掛載基本原理、文件存儲結構、軟鏈接硬鏈接、和常見目錄的介紹。相信有了這些知識對于深入的學習linux會有一定的幫助。文章例子主要是基于Ubuntu發行版。

如有不對之處請大家多多指出。

1.Linux磁盤分區和目錄

Linux發行版本之間的差別很少，差別主要表現在系統管理的特色工具以及軟件包管理方式的不同。目錄結構基本上都是一樣的。Windows的文件結構是多個并列的樹狀結構，最頂部的是不同的磁盤（分區），如：C，D，E，F等。

Linux的文件結構是單個的樹狀結構.可以用tree進行展示。在Ubuntu下安裝tree（sudo apt-get install tree）,并可通過命令來查看。

每次安裝系統的時候我們都會進行分區，Linux下磁盤分區和目錄的關系如下：

–任何一個分區都必須掛載到某個目錄上。

–目錄是邏輯上的區分。分區是物理上的區分。

–磁盤Linux分區都必須掛載到目錄樹中的某個具體的目錄上才能進行讀寫操作。

–根目錄是所有Linux的文件和目錄所在的地方，需要掛載上一個磁盤分區。

以下是我們可能存在的一種目錄和分區關系：

圖1：目錄和分區關系

Q:如何查看分區和目錄及使用情況？

–fdisk查看硬盤分區表

–df：查看分區使用情況

–du:查看文件占用空間情況

Q:為什么要分區，如何分區？

–可以把不同資料，分別放入不同分區中管理，降低風險。

–大硬盤搜索范圍大，效率低

–磁盤配合只能對分區做設定

–/home /var /usr/local經常是單獨分區，因為經常會操作，容易產生碎片

2.Mount掛載和NFS簡介

掛載的概念：當要使用某個設備時，例如要讀取硬盤中的一個格式化好的分區、光盤或軟件等設備時，必須先把這些設備對應到某個目錄上，而這個目錄就稱為“掛載點（mount point）”，這樣才可以讀取這些設備，而這些對應的動作就是“掛載”。將物理分區細節屏蔽掉。用戶只有統一的邏輯概念。所有的東西都是文件。Mount命令可以實現掛載：

mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir

Q：所有的磁盤分區都必須被掛載上才能使用，那么我們機器上的硬盤分區是如何被掛載的？

A：這主要是它利用了/etc/fstab文件。每次內核加載它知道從這里開始mount文件系統。每次系統啟動會根據該文件定義自動掛載。若沒有被自動掛載，分區將不能使用。如下是我的/etc/fstab的定義，主要是根據裝機的分區來的：

# <file system> <mount point><type><options><dump><pass>

PRoc/procprocdefaults00

#/dev/sda1被自動掛載到/

UUID=cb1934d0-4b72-4bbf-9fad-885d2a8eeeb1 /ext3relatime,errors=remount-ro 01

# /dev/sda5被自動掛載到分區/home

UUID=c40f813b-bb0e-463e-aa85-5092a17c9b94 /homeext3relatime02

#/dev/sda7被自動掛載到/work

UUID=0f918e7e-721a-41c6-af82-f92352a568af /workext3relatime02

#分區/dev/sda6被自動掛載到swap

UUID=2f8bdd05-6f8e-4a6b-b166-12bb52591a1f noneswapsw00

Q：移動硬盤如何掛載？如何掛載一個新的分區？

移動硬盤有驅動模塊會自動掛載，如果有個新硬盤，要先進行分區，并通過mount命令掛載到某個文件夾。如果要自動掛載則可以修改/etc/fstab文件.

NFS簡介：NFS相信在很多地方都有廣泛使用，是一個非常好的文件共享方式。我們公司所使用的上傳服務就是把文件上傳到某臺網絡服務器上，中間就是通過NFS實現。

使用NFS客戶端可以透明的地訪問服務器端的文件。NFS也是通過mount來實現，底層是通過NFS通信協議實現?；驹恚?/p>

圖2：NFS基本原理

Ubuntu下面Ubuntu下的例子

服務端:

$apt-get install nfs-kernel-server

vi /etc/exports添加nfs目錄: /personal/nfs_share

10.1.60.34(rw,sync,no_root_squash)

$sudo exportfs -r

$sudo /etc/init.d/portmap start

$sudo /etc/init.d/nfs-kernel-server start

客戶端:

$sudo apt-get install nfs-common

$sudo mount 10.19.34.76:/personal/nfs_share ~/nfsshare例子：

3.文件類型

Linux下面的文件類型主要有：

a)普通文件：C語言元代碼、SHELL腳本、二進制的可執行文件等。分為純文本和二進制。

b)目錄文件：目錄，存儲文件的唯一地方。

c)鏈接文件：指向同一個文件或目錄的的文件。

d)特殊文件：與系統外設相關的，通常在/dev下面。分為塊設備和字符設備。

可以通過ls –l, file, stat幾個命令來查看文件的類型等相關信息。

4.文件存儲結構

Linux正統的文件系統(如ext2、ext3)一個文件由目錄項、inode和數據塊組成。

目錄項:包括文件名和inode節點號。

Inode：又稱文件索引節點，是文件基本信息的存放地和數據塊指針存放地。

數據塊：文件的具體內容存放地。

Linux正統的文件系統(如ext2、3等)將硬盤分區時會劃分出目錄塊、inode Table區塊和data block數據區域。一個文件由一個目錄項、inode和數據區域塊組成。Inode包含文件的屬性(如讀寫屬性、owner等，以及指向數據塊的指針)，數據區域塊則是文件內容。當查看某個文件時，會先從inode table中查出文件屬性及數據存放點，再從數據塊中讀取數據。

站在2w英尺視圖,文件存儲結構大概如下：

圖3：文件存儲結構2w英尺視圖

其中目錄項的結構如下(每個文件的目錄項存儲在改文件所屬目錄的文件內容里)：

圖4：目錄項結構

其中文件的inode結構如下（inode里所包含的文件信息可以通過stat filename查看得到）：

圖5：inode結構

以上只反映大體的結構，linux文件系統本身在不斷發展。但是以上概念基本是不變的。且如ext2、ext3、ext4文件系統也存在很大差別，如果要了解可以查看專門的文件系統介紹。

5.軟連接、硬鏈接

軟鏈接和硬鏈接是我們常見的兩種概念：

硬連接：是給文件一個副本，同時建立兩者之間的連接關系。修改其中一個，與其連接的文件同時被修改。如果刪除其中[color=red]任意一個[/color]其余的文件將不受影響。

軟連接:也叫符號連接,他只是對源文件在新的位置建立一個“快捷（借用一下wondows常用詞）”，所以，當源文件刪除時，符號連接的文件將成為無源之水->僅僅剩下個文件名了，當然刪除這個連接，也不會影響到源文件，但對連接文件的使用、引用都是直接調用源文件的。

具體關系可以看下圖：

圖5：軟鏈接和硬鏈接

從圖上可以看出硬鏈接和軟鏈接的區別：

1：硬鏈接原文件和新文件的inode編號一致。而軟鏈接不一樣。

2：對原文件刪除，會導致軟鏈接不可用，而硬鏈接不受影響。

3：對原文件的修改，軟、硬鏈接文件內容也一樣的修改，因為都是指向同一個文件內容的。

6.文件目錄管理命令

磁盤和文件空間

fdisk df du

文件目錄與管理

cd pwd mkdir rmdir ls cp rm mv

查看文件內容

cat:cat [file]查看文件的內容。全程式concatenate的意思，將文件內容連續輸出到屏幕上。第一行到最后一行顯示。tac:tac [file]和cat剛好相反 是從最后一行到第一行的方式查看。

cat有個比較不好的地方時當文件比較大時候沒辦法看清楚，這個時候可以用more或者Less命令。

more:more [file]如果使用grep或者find等命令時，可以配合使用more一頁一頁的查看。如果看到一半想退出，則敲入’q’即可退出。less:less [file]less比more更有彈性，可以上下翻頁。

如果只想讀取文件的頭幾行或者文件的末尾幾行，可以用head或tail.head –n [file]：讀取文件的前n行。tail –n [file]：讀取文件末尾n行。

以上命令都是用于查看字符文件，二進制文件出來的都是亂碼，要看二進制文件的內容，可以用od命令,如查看一個MP3文件里面的內容:od shijiemori.mp3

文件目錄與權限

chmod chown chgrp umask

文件查找

which:which [filename]該命令用于查詢通過PATH路徑到該路徑內查找可執行文件。如：Which passwd:查找可執行文件passwdwhereis:whereis [-bmsu] [keyWord]該命令用于把相關字的文件和目錄都列出來。(Linux 會將文件都記錄在一個文件數據庫里面，該命令式從數據庫去查詢，所以速度比較快,Linux每天會更新該數據庫)

locate:locate [filename]該命令用于把相關字的文件和目錄都列出來。查找數據特別快，也是通過數據庫方式來查詢。但是數據庫一周更新一次，所以可能有些存在數據查不到?？梢匀バ薷呐渲梦募?。

find:find [path] [參數] [keyword]該命令用于在指定路徑下查找文件。不是通過數據來查詢，所以速度會比較慢。

7.常見目錄解釋

Linux各種發行版的目錄結構基本一致，各個目錄簡單介紹如下：