Linux操作系統(tǒng)文件系統(tǒng)基礎(chǔ)知識詳解

 一 、Linux文件結(jié)構(gòu)

文件結(jié)構(gòu)是文件存放在磁盤等存貯設(shè)備上的組織方法。主要體現(xiàn)在對文件和目錄的組織上。

目錄提供了管理文件的一個(gè)方便而有效的途徑。

Linux使用標(biāo)準(zhǔn)的目錄結(jié)構(gòu)，在安裝的時(shí)候，安裝程序就已經(jīng)為用戶創(chuàng)建了文件系統(tǒng)和完整而固定的目錄組成形式，并指定了每個(gè)目錄的作用和其中的文件類型。

/根目錄

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bin home dev etc lib sbin tmp usr var

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rc.d cron.d X11R6 src lib local man bin

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init.d rc0.d rc1.d rc2.d …… linux bin lib src

Linux采用的是樹型結(jié)構(gòu)。最上層是根目錄，其他的所有目錄都是從根目錄出發(fā)而生成的。微軟的DOS和windows也是采用樹型結(jié)構(gòu)，但是在DOS和 windows中這樣的樹型結(jié)構(gòu)的根是磁盤分區(qū)的盤符，有幾個(gè)分區(qū)就有幾個(gè)樹型結(jié)構(gòu)，他們之間的關(guān)系是并列的。但是在linux中，無論操作系統(tǒng)管理幾個(gè)磁盤分區(qū)，這樣的目錄樹只有一個(gè)。從結(jié)構(gòu)上講，各個(gè)磁盤分區(qū)上的樹型目錄不一定是并列的。

如果這樣講不好理解的話，我來舉個(gè)例子：

有一塊硬盤，分成了4個(gè)分區(qū)，分別是/;/boot;/usr和windows下的fat

對于/和/boot或者/和/usr，它們是從屬關(guān)系;對于/boot和/usr，它們是并列關(guān)系。

如果我把windows下的fat分區(qū)掛載到/mnt/winc下，(掛載??哦，別急，呵呵，一會(huì)就講，一會(huì)就講。)那么對于/mnt/winc和/usr或/mnt/winc和/boot來說，它們是從屬于目錄樹上沒有任何關(guān)系的兩個(gè)分支。

因?yàn)閘inux是一個(gè)多用戶系統(tǒng)，制定一個(gè)固定的目錄規(guī)劃有助于對系統(tǒng)文件和不同的用戶文件進(jìn)行統(tǒng)一管理。但就是這一點(diǎn)讓很多從windows轉(zhuǎn)到linux的初學(xué)者感到頭疼。下面列出了linux下一些主要目錄的功用。

/bin 二進(jìn)制可執(zhí)行命令

/dev 設(shè)備特殊文件

/etc 系統(tǒng)管理和配置文件

/etc/rc.d 啟動(dòng)的配置文件和腳本

/home 用戶主目錄的基點(diǎn)，比如用戶user的主目錄就是/home/user，可以用~user表示

/lib 標(biāo)準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)庫，又叫動(dòng)態(tài)鏈接共享庫，作用類似windows里的.dll文件

/sbin 系統(tǒng)管理命令，這里存放的是系統(tǒng)管理員使用的管理程序

/tmp 公用的臨時(shí)文件存儲(chǔ)點(diǎn)

/root 系統(tǒng)管理員的主目錄(呵呵，特權(quán)階級)

/mnt 系統(tǒng)提供這個(gè)目錄是讓用戶臨時(shí)掛載其他的文件系統(tǒng)。

/lost+found 這個(gè)目錄平時(shí)是空的，系統(tǒng)非正常關(guān)機(jī)而留下“無家可歸”的文件(windows下叫什么.chk)就在這里

/proc 虛擬的目錄，是系統(tǒng)內(nèi)存的映射。可直接訪問這個(gè)目錄來獲取系統(tǒng)信　　息。

/var 某些大文件的溢出區(qū)，比方說各種服務(wù)的日志文件

/usr 最龐大的目錄，要用到的應(yīng)用程序和文件幾乎都在這個(gè)目錄。其中包　　含：

/usr/X11R6 存放X window的目錄

/usr/bin 眾多的應(yīng)用程序

/usr/sbin 超級用戶的一些管理程序

/usr/doc linux文檔

/usr/include linux下開發(fā)和編譯應(yīng)用程序所需要的頭文件

/usr/lib 常用的動(dòng)態(tài)鏈接庫和軟件包的配置文件

/usr/man 幫助文檔

/usr/src 源代碼，linux內(nèi)核的源代碼就放在/usr/src/linux里

/usr/local/bin 本地增加的命令

/usr/local/lib 本地增加的庫

二 、linux文件系統(tǒng)

文件系統(tǒng)指文件存在的物理空間，linux系統(tǒng)中每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結(jié)構(gòu)。linux會(huì)將這些分屬不同分區(qū)的、單獨(dú)的文件系統(tǒng)按一定的方式形成一個(gè)系統(tǒng)的總的目錄層次結(jié)構(gòu)。一個(gè)操作系統(tǒng)的運(yùn)行離不開對文件的操作，因此必然要擁有并維護(hù)自己的文件系統(tǒng)。

Llinux文件系統(tǒng)使用索引節(jié)點(diǎn)來記錄文件信息，作用像windows的文件分配表。

索引節(jié)點(diǎn)是一個(gè)結(jié)構(gòu)，它包含了一個(gè)文件的長度、創(chuàng)建及修改時(shí)間、權(quán)限、所屬關(guān)系、磁盤中的位置等信息。一個(gè)文件系統(tǒng)維護(hù)了一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)的數(shù)組，每個(gè)文件或目錄都與索引節(jié)點(diǎn)數(shù)組中的唯一一個(gè)元素對應(yīng)。系統(tǒng)給每個(gè)索引節(jié)點(diǎn)分配了一個(gè)號碼，也就是該節(jié)點(diǎn)在數(shù)組中的索引號，稱為索引節(jié)點(diǎn)號。

linux文件系統(tǒng)將文件索引節(jié)點(diǎn)號和文件名同時(shí)保存在目錄中。所以，目錄只是將文件的名稱和它的索引節(jié)點(diǎn)號結(jié)合在一起的一張表，目錄中每一對文件名稱和索引節(jié)點(diǎn)號稱為一個(gè)連接。

對于一個(gè)文件來說有唯一的索引節(jié)點(diǎn)號與之對應(yīng)，對于一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)號，卻可以有多個(gè)文件名與之對應(yīng)。因此，在磁盤上的同一個(gè)文件可以通過不同的路徑去訪問它。

可以用ln命令對一個(gè)已經(jīng)存在的文件再建立一個(gè)新的連接，而不復(fù)制文件的內(nèi)容。連接有軟連接和硬連接之分，軟連接又叫符號連接。它們各自的特點(diǎn)是：

硬連接：原文件名和連接文件名都指向相同的物理地址。

目錄不能有硬連接;硬連接不能跨越文件系統(tǒng)(不能跨越不同的分區(qū))

文件在磁盤中只有一個(gè)拷貝，節(jié)省硬盤空間;

由于刪除文件要在同一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)屬于唯一的連接時(shí)才能成功，因此可以防止不必要的誤刪除。

符號連接：用ln -s命令建立文件的符號連接符號連接是linux特殊文件的一種，作為一個(gè)文件，它的數(shù)據(jù)是它所連接的文件的路徑名。類似windows下的快捷方式。

可以刪除原有的文件而保存連接文件，沒有防止誤刪除功能。

這一段的的內(nèi)容過于抽象，又是節(jié)點(diǎn)又是數(shù)組的，我已經(jīng)盡量通俗再通俗了，又不好加例子作演示。大家如果還是云里霧里的話，我也沒有什么辦法了，只有先記住，日后在實(shí)際應(yīng)用中慢慢體會(huì)、理解了。這也是我學(xué)習(xí)的一個(gè)方法吧。

三 、掛載文件系統(tǒng)

由上一節(jié)知道，linux系統(tǒng)中每個(gè)分區(qū)都是一個(gè)文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結(jié)構(gòu)。linux會(huì)將這些分屬不同分區(qū)的、單獨(dú)的文件系統(tǒng)按一定的方式形成一個(gè)系統(tǒng)的總的目錄層次結(jié)構(gòu)。這里所說的“按一定方式”就是指的掛載。[!--empirenews.page--]

將一個(gè)文件系統(tǒng)的頂層目錄掛到另一個(gè)文件系統(tǒng)的子目錄上，使它們成為一個(gè)整體，稱為掛載。把該子目錄稱為掛載點(diǎn)。

舉個(gè)例子吧：

根分區(qū)：

/根目錄

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bin home dev etc lib sbin tmp usr var

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rc.d cron.d

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init.d rc0.d rc1.d rc2.d ……

/usr分區(qū) ：

usr

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X11R6 src lib local man bin

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linux bin lib src

掛載之后就形成了文章開始時(shí)的那個(gè)圖。像不像掛上去的?

注意：1、掛載點(diǎn)必須是一個(gè)目錄。

2、一個(gè)分區(qū)掛載在一個(gè)已存在的目錄上，這個(gè)目錄可以不為空，但掛載后這個(gè)目錄下以前的內(nèi)容將不可用。

對于其他操作系統(tǒng)建立的文件系統(tǒng)的掛載也是這樣。但是需要理解的是：光盤、軟盤、其他操作系統(tǒng)使用的文件系統(tǒng)的格式與linux使用的文件系統(tǒng)格式是不一樣的。光盤是ISO9660;軟盤是fat16或ext2;windows NT是fat16、NTFS;windows98是fat16、fat32;windows2000和windowsXP是fat16、fat32、 NTFS。掛載前要了解linux是否支持所要掛載的文件系統(tǒng)格式。

掛載時(shí)使用mount命令：

格式：mount [-參數(shù)] [設(shè)備名稱] [掛載點(diǎn)]

其中常用的參數(shù)有

-t 指定設(shè)備的文件系統(tǒng)類型，常見的有：

minix linux最早使用的文件系統(tǒng)

ext2 linux目前常用的文件系統(tǒng)

msdos MS-DOS的fat，就是fat16

vfat windows98常用的fat32

nfs 網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)

iso9660 CD-ROM光盤標(biāo)準(zhǔn)文件系統(tǒng)

ntfs windows NT 2000的文件系統(tǒng)

hpfs OS/2文件系統(tǒng)

auto 自動(dòng)檢測文件系統(tǒng)

-o 指定掛載文件系統(tǒng)時(shí)的選項(xiàng)。有些也可用在/etc/fstab中。常用的　　有

codepage=XXX 代碼頁

iocharset=XXX 字符集

ro 以只讀方式掛載

rw 以讀寫方式掛載

nouser 使一般用戶無法掛載

user 可以讓一般用戶掛載設(shè)備

提醒一下，mount命令沒有建立掛載點(diǎn)的功能，因此你應(yīng)該確保執(zhí)行mount命令時(shí)，掛載點(diǎn)已經(jīng)存在。(不懂?說白了點(diǎn)就是你要把文件系統(tǒng)掛載到哪，首先要先建上個(gè)目錄。這樣OK?)

例子：windows98裝在hda1分區(qū)，同時(shí)計(jì)算機(jī)上還有軟盤和光盤需要掛載。

# mk /mnt/winc

# mk /mnt/floppy

# mk /mnt/cdrom

# mount -t vfat /dev/hda1 /mnt/winc

# mount -t msdos /dev/fd0 /mnt/floppy

# mount -t iso9660 /dev/cdrom /mnt/cdrom

現(xiàn)在就可以進(jìn)入/mnt/winc等目錄讀寫這些文件系統(tǒng)了。

要保證最后兩行的命令不出錯(cuò)，要確保軟驅(qū)和光驅(qū)里有盤。(要是硬盤的磁盤片也可以經(jīng)常隨時(shí)更換的話，我想就不會(huì)犯這樣的錯(cuò)誤了 :-> )

如果你的windows98目錄里有中文文件名，使用上面的命令掛載后，顯示的是一堆亂碼。這就要用到 -o 參數(shù)里的codepage iocharset選項(xiàng)。codepage指定文件系統(tǒng)的代碼頁，簡體中文中文代碼是936;iocharset指定字符集，簡體中文一般用cp936或 gb2312。

當(dāng)掛載的文件系統(tǒng)linux不支持時(shí)，mount一定報(bào)錯(cuò)，如windows2000的ntfs文件系統(tǒng)。可以重新編譯linux內(nèi)核以獲得對該文件系統(tǒng)的支持。關(guān)于重新編譯linux內(nèi)核，就不在這里說了。

四 、自動(dòng)掛載

每次開機(jī)訪問windows分區(qū)都要運(yùn)行mount命令顯然太煩瑣，為什么訪問其他的linux分區(qū)不用使用mount命令呢?

其實(shí)，每次開機(jī)時(shí)，linux自動(dòng)將需要掛載的linux分區(qū)掛載上了。那么我們是不是可以設(shè)定讓linux在啟動(dòng)的時(shí)候也掛載我們希望掛載的分區(qū)，如windows分區(qū)，以實(shí)現(xiàn)文件系統(tǒng)的自動(dòng)掛載呢?

這是完全可以的。在/etc目錄下有個(gè)fstab文件，它里面列出了linux開機(jī)時(shí)自動(dòng)掛載的文件系統(tǒng)的列表。我的/etc/fstab文件如下：

/dev/hda2 / ext3 defaults 1 1

/dev/hda1 /boot ext3 defaults 1 2

none /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0

none /proc proc defaults 0 0

none /dev/shm tmpfs defaults 0 0

/dev/hda3 swap swap defaults 0 0

/dev/cdrom /mnt/cdrom iso9660 noauto,codepage=936,iocharset=gb2312 0 0

/dev/fd0 /mnt/floppy auto noauto,owner,kudzu 0 0

/dev/hdb1 /mnt/winc vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0

/dev/hda5 /mnt/wind vfat defaults,codepage=936,iocharset=cp936 0 0

在/etc/fstab文件里，第一列是掛載的文件系統(tǒng)的設(shè)備名，第二列是掛載點(diǎn)，第三列是掛載的文件系統(tǒng)類型，第四列是掛載的選項(xiàng)，選項(xiàng)間用逗號分隔。第五六列不知道是什么意思，還望高手指點(diǎn)。

在最后兩行是我手工添加的windows下的C;D盤，加了codepage=936和iocharset=cp936參數(shù)以支持中文文件名。參數(shù)defaults實(shí)際上包含了一組默認(rèn)參數(shù)：

rw 以可讀寫模式掛載

suid 開啟用戶ID和群組ID設(shè)置位

dev 可解讀文件系統(tǒng)上的字符或區(qū)塊設(shè)備

exec 可執(zhí)行二進(jìn)制文件

auto 自動(dòng)掛載

nouser 使一般用戶無法掛載

async 以非同步方式執(zhí)行文件系統(tǒng)的輸入輸出操作

大家可以看到在這個(gè)列表里，光驅(qū)和軟驅(qū)是不自動(dòng)掛載的，參數(shù)設(shè)置為noauto。