linux文件系統(tǒng)基礎

一 、linux文件結構

文件結構是文件存放在磁盤等存貯設備上的組織方法。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方便而有效的途徑。
linux使用標準的目錄結構，在安裝的時候，安裝程序就已經為用戶創(chuàng)建了文件系統(tǒng)和完整而固定的目錄組成形式，并指定了每個目錄的作用和其中的文件類型。

/根目錄
┃
┏━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━╋━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
bin home dev etc lib sbin tmp usr var
┃ ┃
┏━┻━┓ ┏━━━━┳━━━┳━━━┳━┻━┳━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
rc.d cron.d X11R6 src lib local man bin
┃ ┃ ┃
┏━━━┳━━━┳━┻━┳━━━━┓ ┃ ┏━━━╋━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
init.d rc0.d rc1.d rc2.d …… linux bin lib src

linux采用的是樹型結構。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也是采用樹型結構，但是在DOS和 windows中這樣的樹型結構的根是磁盤分區(qū)的盤符，有幾個分區(qū)就有幾個樹型結構，他們之間的關系是并列的。但是在linux中，無論操作系統(tǒng)管理幾個磁盤分區(qū)，這樣的目錄樹只有一個。從結構上講，各個磁盤分區(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，我來舉個例子：

有一塊硬盤，分成了4個分區(qū)，分別是/；/boot；/usr和windows下的fat
對于/和/boot或者/和/usr，它們是從屬關系；對于/boot和/usr，它們是并列關系。
如果我把windows下的fat分區(qū)掛載到/mnt/winc下，（掛載？？哦，別急，呵呵，一會就講，一會就講。）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系的兩個分支。

因為linux是一個多用戶系統(tǒng)，制定一個固定的目錄規(guī)劃有助于對系統(tǒng)文件和不同的用戶文件進行統(tǒng)一管理。但就是這一點讓很多從windows轉到linux的初學者感到頭疼。下面列出了linux下一些主要目錄的功用。

/bin 二進制可執(zhí)行命令
/dev 設備特殊文件
/etc 系統(tǒng)管理和配置文件
/etc/rc.d 啟動的配置文件和腳本
/home 用戶主目錄的基點，比如用戶user的主目錄就是/home/user，可以用~user表示
/lib 標準程序設計庫，又叫動態(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 公用的臨時文件存儲點
/root 系統(tǒng)管理員的主目錄（呵呵，特權階級）
/mnt 系統(tǒng)提供這個目錄是讓用戶臨時掛載其他的文件系統(tǒng)。
/lost+found 這個目錄平時是空的，系統(tǒng)非正常關機而留下“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)內存的映射?？芍苯釉L問這個目錄來獲取系統(tǒng)信息。
/var 某些大文件的溢出區(qū)，比方說各種服務的日志文件
/usr 最龐大的目錄，要用到的應用程序和文件幾乎都在這個目錄。其中包含：
/usr/X11R6 存放X window的目錄
/usr/bin 眾多的應用程序
/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)和編譯應用程序所需要的頭文件
/usr/lib 常用的動態(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)中每個分區(qū)都是一個文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結構。linux會將這些分屬不同分區(qū)的、單獨的文件系統(tǒng)按一定的方式形成一個系統(tǒng)的總的目錄層次結構。一個操作系統(tǒng)的運行離不開對文件的操作，因此必然要擁有并維護自己的文件系統(tǒng)。
linux文件系統(tǒng)使用索引節(jié)點來記錄文件信息，作用像windows的文件分配表。
索引節(jié)點是一個結構，它包含了一個文件的長度、創(chuàng)建及修改時間、權限、所屬關系、磁盤中的位置等信息。一個文件系統(tǒng)維護了一個索引節(jié)點的數組，每個文件或目錄都與索引節(jié)點數組中的唯一一個元素對應。系統(tǒng)給每個索引節(jié)點分配了一個號碼，也就是該節(jié)點在數組中的索引號，稱為索引節(jié)點號。
linux文件系統(tǒng)將文件索引節(jié)點號和文件名同時保存在目錄中。所以，目錄只是將文件的名稱和它的索引節(jié)點號結合在一起的一張表，目錄中每一對文件名稱和索引節(jié)點號稱為一個連接。
對于一個文件來說有唯一的索引節(jié)點號與之對應，對于一個索引節(jié)點號，卻可以有多個文件名與之對應。因此，在磁盤上的同一個文件可以通過不同的路徑去訪問它。
可以用ln命令對一個已經存在的文件再建立一個新的連接，而不復制文件的內容。
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拷貝，節(jié)省硬盤空間；
由于刪除文件要在同一個索引節(jié)點屬于唯一的連接時才能成功，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，作為一個文件，它的數據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。

這一段的的內容過于抽象，又是節(jié)點又是數組的，我已經盡量通俗再通俗了，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，日后在實際應用中慢慢體會、理解了。這也是我學習的一個方法吧。

三 、掛載文件系統(tǒng)

由上一節(jié)知道，linux系統(tǒng)中每個分區(qū)都是一個文件系統(tǒng)，都有自己的目錄層次結構。linux會將這些分屬不同分區(qū)的、單獨的文件系統(tǒng)按一定的方式形成一個系統(tǒng)的總的目錄層次結構。這里所說的“按一定方式”就是指的掛載。
將一個文件系統(tǒng)的頂層目錄掛到另一個文件系統(tǒng)的子目錄上，使它們成為一個整體，稱為掛載。把該子目錄稱為掛載點。
舉個例子吧：

根分區(qū)：

/根目錄
┃
┏━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━╋━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┳━━━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
bin home dev etc lib sbin tmp usr var
┃
┏━┻━┓
┃ ┃
rc.d cron.d
┃
┏━━━┳━━━┳━┻━┳━━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃
init.d rc0.d rc1.d rc2.d ……

/usr分區(qū) ：

usr
┃
┏━━━━┳━━━╋━━━┳━━━┳━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃ ┃ ┃
X11R6 src lib local man bin
┃ ┃
┃ ┏━━━╋━━━┓
┃ ┃ ┃ ┃
linux bin lib src

掛載之后就形成了文章開始時的那個圖。像不像掛上去的？

注意：1、掛載點必須是一個目錄。

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

掛載時使用mount命令：
格式：mount [-參數] [設備名稱] [掛載點]

其中常用的參數有
-t<文件系統(tǒng)類型> 指定設備的文件系統(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 網絡文件系統(tǒng)
iso9660 CD-ROM光盤標準文件系統(tǒng)
ntfs windows NT 2000的文件系統(tǒng)
hpfs OS/2文件系統(tǒng)
auto 自動檢測文件系統(tǒng)
-o<選項> 指定掛載文件系統(tǒng)時的選項。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備

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

例子：windows98裝在hda1分區(qū)，同時計算機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，要確保軟驅和光驅里有盤。（要是硬盤的磁盤片也可以經常隨時更換的話，我想就不會犯這樣的錯誤了 :-> ）
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 參數里的codepage iocharset選項。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。

當掛載的文件系統(tǒng)linux不支持時，mount一定報錯，如windows2000的ntfs文件系統(tǒng)?？梢灾匦戮幾glinux內核以獲得對該文件系統(tǒng)的支持。關于重新編譯linux內核，就不在這里說了。

四 、自動掛載

每次開機訪問windows分區(qū)都要運行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，每次開機時，linux自動將需要掛載的linux分區(qū)掛載上了。那么我們是不是可以設定讓linux在啟動的時候也掛載我們希望掛載的分區(qū)，如windows分區(qū)，以實現(xiàn)文件系統(tǒng)的自動掛載呢？
這是完全可以的。在/etc目錄下有個fstab文件，它里面列出了linux開機時自動掛載的文件系統(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)的設備名，第二列是掛載點，第三列是掛載的文件系統(tǒng)類型，第四列是掛載的選項，選項間用逗號分隔。第五六列不知道是什么意思，還望高手指點。

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

rw 以可讀寫模式掛載
suid 開啟用戶ID和群組ID設置位
dev 可解讀文件系統(tǒng)上的字符或區(qū)塊設備
exec 可執(zhí)行二進制文件
auto 自動掛載
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列表里，光驅和軟驅是不自動掛載的，參數設置為noauto。（如果你非要設成自動掛載，你要確保每次開機時你的光驅和軟驅里都要有盤，呵呵。）