linux 介紹的挺好

  檔案系統是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瞭解linux的檔案系統，主要包括了linux磁碟分割和目錄、掛載基本原理、檔案儲存體結構、軟連結永久連結、和常見目錄的介紹。相信有了這些知識對於深入的學習linux會有一定的協助。文章例子主要是基於ubuntu發行版。

    如有不對之處請大家多多指出。

1.Linux磁碟分割和目錄

  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體包管理方式的不同。目錄結構基本上都是一樣的。 Windows的檔案結構是多個並列的樹狀結構，最頂部的是不同的磁碟（分區），如：C，D，E，F等。

Linux的檔案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）,並可通過命令來查看。

每次安裝系統的時候我們都會進行分區，Linux下磁碟分割和目錄的關係如下：

–      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。

–      磁碟Linux分區都必須掛載到分類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的檔案和目錄所在的地方，需要掛載上一個磁碟分割。

以下是我們可能存在的一種目錄和分區關係：

 圖1：目錄和分區關係

Q:如何查看分區和目錄及使用方式？

–      fdisk查看硬碟分區表

–      df：查看分區使用方式

–      du: 查看檔案佔用空間情況

Q: 為什麼要分區，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。

–      大硬碟搜尋範圍大，效率低

–      磁碟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，容易產生片段

 

2.Mount掛載和NFS簡介

掛載的概念 ：當要使用某個裝置時，例如要讀取硬碟中的一個格式化好的分區、光碟片或軟體等裝置時，必須先把這些裝置對應到某個目錄上，而這個目錄就稱為“掛載點（mount point）”，這樣才可以讀取這些裝置，而這些對應的動作就是“掛載”。 將物理分區細節屏蔽掉。使用者只有統一的邏輯概念。所有的東西都是檔案。Mount命令可以實現掛載：

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

Q：所有的磁碟分割都必須被掛載上才能使用，那麼我們機器上的硬碟分區是如何被掛載的？

A：這主要是它利用了/etc/fstab檔案。每次核心載入它知道從這裡開始mount檔案系統。每次系統啟動會根據該檔案定義自動掛載。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            /proc           proc    defaults        0       0

#/dev/sda1被自動掛載到  /

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

# /dev/sda5 被自動掛載到分區/home

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

#/dev/sda7 被自動掛載到/work

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

#分區 /dev/sda6被自動掛載到swap

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

 

Q：移動硬碟如何掛載？如何掛載一個新的分區？

移動硬碟有驅動模組會自動掛載，如果有個新硬碟，要先進行分區，並通過mount命令掛載到某個檔案夾。如果要自動掛載則可以修改/etc/fstab檔案.

NFS簡介：NFS相信在很多地方都有廣泛使用，是一個非常好的檔案分享權限設定方式。我們公司所使用的上傳服務就是把檔案上傳到某台網路伺服器上，中間就是通過NFS實現。

使用NFS用戶端可以透明的地訪問伺服器端的檔案。NFS也是通過mount來實現，底層是通過NFS通訊協定實現。基本原理：

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

用戶端:

$sudo apt-get install nfs-common

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

3.檔案類型

Linux下面的檔案類型主要有：

a)         普通檔案：C語言元代碼、SHELL指令碼、二進位的可執行檔等。分為純文字和二進位。

b)         目錄檔案：目錄，隱藏檔的唯一地方。

c)         連結檔案：指向同一個檔案或目錄的的檔案。

d)         特殊檔案：與系統外設相關的，通常在/dev下面。分為塊裝置和字元裝置。

可以通過ls –l, file, stat幾個命令來查看檔案的類型等相關資訊。

4.檔案儲存體結構

Linux正統的檔案系統(如ext2、ext3)一個檔案由目錄項、inode和資料區塊組成。

目錄項:包括檔案名稱和inode節點號。

Inode：又稱檔案索引節點，是檔案基本資料的存放地和資料區塊指標存放地。

資料區塊：檔案的具體內容存放地。

 

 

Linux正統的檔案系統(如ext2、3等)將硬碟分區時會劃分出目錄塊、inode Table區塊和data block資料區域。一個檔案由一個目錄項、inode和資料區域塊組成。Inode包含檔案的屬性(如讀寫屬性、owner等，以及指向資料區塊的指標)，資料區域塊則是檔案內容。當查看某個檔案時，會先從inode table中查出檔案屬性及資料存放點，再從資料區塊中讀取資料。

 

站在2w英尺視圖,檔案儲存體結構大概如下：

圖3：檔案儲存體結構2w英尺視圖

 

其中目錄項的結構如下(每個檔案的目錄項儲存在改檔案所屬目錄的檔案內容裡)：

 圖4：目錄項結構 

 

其中檔案的inode結構如下（inode裡所包含的檔案資訊可以通過stat filename查看得到）：

 

 

圖5：inode結構

 

以上只反映大體的結構，linux檔案系統本身在不斷髮展。但是以上概念基本是不變的。且如ext2、ext3、ext4檔案系統也存在很大差別，如果要瞭解可以查看專門的檔案系統介紹。

5.軟串連、永久連結

軟連結和永久連結是我們常見的兩種概念：

硬串連：是給檔案一個副本，同時建立兩者之間的串連關係。修改其中一個，與其串連的檔案同時被修改。如果刪除其中[color=red]任意一個[/color]其餘的檔案將不受影響。

軟串連:也叫符號串連,他只是對源檔案在新的位置建立一個“快捷（借用一下wondows常用詞）”，所以，當源檔案刪除時，符號串連的檔案將成為無源之水->僅僅剩下個檔案名稱了，當然刪除這個串連，也不會影響到源檔案，但對串連檔案的使用、引用都是直接調用源檔案的。

具體關係可以看：

 

圖5：軟連結和永久連結

 

從圖上可以看出永久連結和軟連結的區別：

1：永久連結原檔案和新檔案的inode編號一致。而軟連結不一樣。

2：對原檔案刪除，會導致軟連結不可用，而永久連結不受影響。

3：對原檔案的修改，軟、永久連結檔案內容也一樣的修改，因為都是指向同一個檔案內容的。

 

6.檔案目錄管理命令

磁碟和檔案空間

fdisk df du

檔案目錄與管理

cd pwd mkdir rmdir ls cp rm mv

查看檔案內容

cat:
cat
查看檔案的內容。全程式concatenate的意思，將檔案內容連續輸出到螢幕上。第一行到最後一行顯示。
tac:
tac
和cat剛好相反 是從最後一行到第一行的方式查看。

cat有個比較不好的地方時當檔案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
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
less比more更有彈性，可以上下翻頁。

如果只想讀取檔案的頭幾行或者檔案的末尾幾行，可以用head或tail.
head –n ：讀取檔案的前n行。
tail –n ：讀取檔案末尾n行。

以上命令都是用於查看字元檔案，二進位檔案出來的都是亂碼，要看二進位檔案的內容，可以用od命令,如查看一個MP3檔案裡面的內容:
od shijiemori.mp3

檔案目錄與許可權

chmod chown chgrp umask

檔案尋找

which:
which [filename]
該命令用於查詢通過PATH路徑到該路徑內尋找可執行檔。
如：Which passwd:尋找可執行檔passwd
whereis:
whereis [-bmsu] [keyword]
該命令用於把相關字的檔案和目錄都列出來。(Linux 會將檔案都記錄在一個檔案資料庫裡面，該命令式從資料庫去查詢，所以速度比較快,Linux每天會更新該資料庫)

locate:
locate [filename]
該命令用於把相關字的檔案和目錄都列出來。尋找資料特別快，也是通過資料庫方式來查詢。但是資料庫一周更新一次，所以可能有些存在資料查不到。可以去修改設定檔。

find:
find [path] [參數] [keyword]
該命令用於在指定路徑下尋找檔案。不是通過資料來查詢，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：

 

目錄	描述
/	根目錄
/bin	做為基礎系統所需要的最基礎的命令就是放在這裡。比如 ls、cp、mkdir等命令；功能和/usr/bin類似，這個目錄中的檔案都是可執行檔，普通使用者都可以使用的命令。
/boot	Linux的核心及引導系統程式所需要的檔案，比如 vmlinuz initrd.img 檔案都位於這個目錄中。在一般情況下，GRUB或LILO系統引導管理器也位於這個目錄；啟動裝載檔案存放位置，如kernels,initrd,grub。一般是一個獨立的分區。
/dev	一些必要的裝置,音效卡、磁碟等。還有如 /dev/null. /dev/console /dev/zero /dev/full 等。
/etc	系統的設定檔存放地. 一些伺服器的設定檔也在這裡；比如使用者帳號及密碼設定檔； /etc/opt:/opt對應的設定檔 /etc/X11:Xwindows系統設定檔 /etc/xml:XML設定檔 ……
/home	使用者工作目錄，和個人設定檔，如個人環境變數等，所有的帳號分配一個工作目錄。一般是一個獨立的分區。
/lib	庫檔案存放地。bin和sbin需要的庫檔案。類似windows的DLL。
/media	可拆卸的媒介掛載點，如CD-ROMs、移動硬碟、隨身碟，系統預設會掛載到這裡來。
/mnt	臨時掛載檔案系統。這個目錄一般是用於存放掛載儲存裝置的掛載目錄的，比如有cdrom 等目錄。可以參看/etc/fstab的定義。
/opt	可選的應用程式套件組合。
/proc	作業系統運行時，進程（正在運行中的程式）資訊及核心資訊（比如cpu、硬碟分區、記憶體資訊等）存放在這裡。/proc目錄偽裝的檔案系統proc的掛載目錄，proc並不是真正的檔案系統，它的定義可以參見 /etc/fstab 。
/root	Root使用者的工作目錄
/sbin	和bin類似，是一些可執行檔，不過不是所有使用者都需要的，一般是系統管理所需要使用得到的。
/tmp	系統的臨時檔案，一般系統重啟不會被儲存。
/usr	包含了系統使用者工具和程式。 /usr/bin：非必須的普通使用者可執行命令 /usr/include：標準標頭檔  /usr/lib:/usr/bin/ 和 /usr/sbin/的庫檔案  /usr/sbin:非必須的可執行檔 /usr/src:核心源碼 /usr/X11R6:X Window System, Version 11, Release 6.
/srv	該目錄存放一些服務啟動之後需要提取的資料