本文將站在一個(gè)較高的視圖來了解linux的文件系統(tǒng)，主要包括了linux磁盤分區(qū)和目錄、掛載基本原理、文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)、軟鏈接硬鏈接、和常見目錄的介紹。相信有了這些知識(shí)對(duì)于深入的學(xué)習(xí)linux會(huì)有一定的幫助。文章例子主要是基于ubuntu發(fā)行版。

    如有不對(duì)之處請(qǐng)大家多多指出。

1.Linux磁盤分區(qū)和目錄

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

Linux的文件結(jié)構(gòu)是單個(gè)的樹狀結(jié)構(gòu).可以用tree進(jìn)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(tǒng)的時(shí)候我們都會(huì)進(jìn)行分區(qū)，Linux下磁盤分區(qū)和目錄的關(guān)系如下：

–      任何一個(gè)分區(qū)都必須掛載到某個(gè)目錄上。

–      目錄是邏輯上的區(qū)分。分區(qū)是物理上的區(qū)分。

–      磁盤Linux分區(qū)都必須掛載到目錄樹中的某個(gè)具體的目錄上才能進(jìn)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(gè)磁盤分區(qū)。

以下是我們可能存在的一種目錄和分區(qū)關(guān)系：

 圖1：目錄和分區(qū)關(guān)系

Q:如何查看分區(qū)和目錄及使用情況？

–      fdisk查看硬盤分區(qū)表

–      df：查看分區(qū)使用情況

–      du: 查看文件占用空間情況

Q: 為什么要分區(qū)，如何分區(qū)？

–      可以把不同資料，分別放入不同分區(qū)中管理，降低風(fēng)險(xiǎn)。

–      大硬盤搜索范圍大，效率低

–      磁盤配合只能對(duì)分區(qū)做設(shè)定

–      /home /var /usr/local經(jīng)常是單獨(dú)分區(qū)，因?yàn)榻?jīng)常會(huì)操作，容易產(chǎn)生碎片

2.Mount掛載和NFS簡(jiǎn)介

掛載的概念 ：當(dāng)要使用某個(gè)設(shè)備時(shí)，例如要讀取硬盤中的一個(gè)格式化好的分區(qū)、光盤或軟件等設(shè)備時(shí)，必須先把這些設(shè)備對(duì)應(yīng)到某個(gè)目錄上，而這個(gè)目錄就稱為“掛載點(diǎn)（mount point）”，這樣才可以讀取這些設(shè)備，而這些對(duì)應(yīng)的動(dòng)作就是“掛載”。 將物理分區(qū)細(xì)節(jié)屏蔽掉。用戶只有統(tǒng)一的邏輯概念。所有的東西都是文件。Mount命令可以實(shí)現(xiàn)掛載：

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

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

A：這主要是它利用了/etc/fstab文件。每次內(nèi)核加載它知道從這里開始mount文件系統(tǒng)。每次系統(tǒng)啟動(dòng)會(huì)根據(jù)該文件定義自動(dòng)掛載。若沒有被自動(dòng)掛載，分區(qū)將不能使用。 如下是我的/etc/fstab的定義，主要是根據(jù)裝機(jī)的分區(qū)來的：

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

proc            /proc           proc    defaults        0       0

#/dev/sda1被自動(dòng)掛載到  /

UUID=cb1934d0-4b72-4bbf-9fad-885d2a8eeeb1 /               ext3    relatime,errors=remount-ro 0       1

# /dev/sda5 被自動(dòng)掛載到分區(qū)/home

UUID=c40f813b-bb0e-463e-aa85-5092a17c9b94 /home           ext3    relatime        0       2

#/dev/sda7 被自動(dòng)掛載到/work

UUID=0f918e7e-721a-41c6-af82-f92352a568af /work           ext3    relatime        0       2

#分區(qū) /dev/sda6被自動(dòng)掛載到swap

UUID=2f8bdd05-6f8e-4a6b-b166-12bb52591a1f none            swap    sw              0       0

Q：移動(dòng)硬盤如何掛載？如何掛載一個(gè)新的分區(qū)？

移動(dòng)硬盤有驅(qū)動(dòng)模塊會(huì)自動(dòng)掛載，如果有個(gè)新硬盤，要先進(jìn)行分區(qū)，并通過mount命令掛載到某個(gè)文件夾。如果要自動(dòng)掛載則可以修改/etc/fstab文件.

NFS簡(jiǎn)介：NFS相信在很多地方都有廣泛使用，是一個(gè)非常好的文件共享方式。我們公司所使用的上傳服務(wù)就是把文件上傳到某臺(tái)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，中間就是通過NFS實(shí)現(xiàn)。

使用NFS客戶端可以透明的地訪問服務(wù)器端的文件。NFS也是通過mount來實(shí)現(xiàn)，底層是通過NFS通信協(xié)議實(shí)現(xiàn)?；驹恚?/span>

圖2：NFS基本原理
 

Ubuntu下面Ubuntu下的例子

服務(wù)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(jìn)制的可執(zhí)行文件等。分為純文本和二進(jìn)制。

b)         目錄文件：目錄，存儲(chǔ)文件的唯一地方。

c)         鏈接文件：指向同一個(gè)文件或目錄的的文件。

d)         特殊文件：與系統(tǒng)外設(shè)相關(guān)的，通常在/dev下面。分為塊設(shè)備和字符設(shè)備。

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

4.文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)

Linux正統(tǒng)的文件系統(tǒng)(如ext2、ext3)一個(gè)文件由目錄項(xiàng)、inode和數(shù)據(jù)塊組成。

目錄項(xiàng):包括文件名和inode節(jié)點(diǎn)號(hào)。

Inode：又稱文件索引節(jié)點(diǎn)，是文件基本信息的存放地和數(shù)據(jù)塊指針存放地。

數(shù)據(jù)塊：文件的具體內(nèi)容存放地。

Linux正統(tǒng)的文件系統(tǒng)(如ext2、3等)將硬盤分區(qū)時(shí)會(huì)劃分出目錄塊、inode Table區(qū)塊和data block數(shù)據(jù)區(qū)域。一個(gè)文件由一個(gè)目錄項(xiàng)、inode和數(shù)據(jù)區(qū)域塊組成。Inode包含文件的屬性(如讀寫屬性、owner等，以及指向數(shù)據(jù)塊的指針)，數(shù)據(jù)區(qū)域塊則是文件內(nèi)容。當(dāng)查看某個(gè)文件時(shí)，會(huì)先從inode table中查出文件屬性及數(shù)據(jù)存放點(diǎn)，再從數(shù)據(jù)塊中讀取數(shù)據(jù)。

站在2w英尺視圖,文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)大概如下：

圖3：文件存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)2w英尺視圖

其中目錄項(xiàng)的結(jié)構(gòu)如下(每個(gè)文件的目錄項(xiàng)存儲(chǔ)在改文件所屬目錄的文件內(nèi)容里)：

 圖4：目錄項(xiàng)結(jié)構(gòu) 

其中文件的inode結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)

以上只反映大體的結(jié)構(gòu)，linux文件系統(tǒng)本身在不斷發(fā)展。但是以上概念基本是不變的。且如ext2、ext3、ext4文件系統(tǒng)也存在很大差別，如果要了解可以查看專門的文件系統(tǒng)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(gè)副本，同時(shí)建立兩者之間的連接關(guān)系。修改其中一個(gè)，與其連接的文件同時(shí)被修改。如果刪除其中[color=red]任意一個(gè)[/color]其余的文件將不受影響。

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

具體關(guān)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(qū)別：

1：硬鏈接原文件和新文件的inode編號(hào)一致。而軟鏈接不一樣。

2：對(duì)原文件刪除，會(huì)導(dǎo)致軟鏈接不可用，而硬鏈接不受影響。

3：對(duì)原文件的修改，軟、硬鏈接文件內(nèi)容也一樣的修改，因?yàn)槎际侵赶蛲粋€(gè)文件內(nèi)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(nèi)容

cat:
cat [file]
查看文件的內(nèi)容。全程式concatenate的意思，將文件內(nèi)容連續(xù)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(gè)比較不好的地方時(shí)當(dāng)文件比較大時(shí)候沒辦法看清楚，這個(gè)時(shí)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(shí)，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。
hail –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(jìn)制文件出來的都是亂碼，要看二進(jìn)制文件的內(nèi)容，可以用od命令,如查看一個(gè)MP3文件里面的內(nèi)容:
od shijiemori.mp3

文件目錄與權(quán)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(nèi)查找可執(zhí)行文件。
如：Which passwd:查找可執(zhí)行文件passwd
whereis:
whereis [-bmsu] [keyword]
該命令用于把相關(guān)字的文件和目錄都列出來。(Linux 會(huì)將文件都記錄在一個(gè)文件數(shù)據(jù)庫里面，該命令式從數(shù)據(jù)庫去查詢，所以速度比較快,Linux每天會(huì)更新該數(shù)據(jù)庫)

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