Linux 文件系統基礎

文件系統概述

操做系統中與管理文件有關的軟件和數據
Linux文件系統採用的是樹形結構
Linux支持多種文件系統
Linux文件系統提供豐富的文件和目錄操做命令

Linux文件系統的特色

1.Linux文件系統採用樹形結構，從根目錄root（/）開始。
2.Linux的虛擬文件系統容許衆多不一樣類型的文件系統共存，並支持跨文件系統的操做。
3.Linux的文件是無結構字符流式文件，不考慮文件內部的邏輯結構，只把文件簡單地看做是一系列字符的序列。
4.Linux的文件可由文件擁有者或超級用戶設置相應的訪問權限而受到保護。
5.Linux把全部的外部設備都看做文件，可使用與文件系統相同的系統調用和函數來讀寫外部設備。

Linux文件系統的組成

• /home：用戶主目錄的基點目錄，默認狀況每一個用戶主目錄都設在該目錄下，如默認狀況下用戶 user01 的主目錄是 /home/user01 ；
• /lib：存放標準程序設計庫目錄，又叫動態連接共享庫目錄，目錄中文件相似windows裏的.dll文件；
• /etc：存放系統管理和配置文件目錄；
• /dev：存放設備特殊文件目錄，如聲卡文件、磁盤文件等；
• /usr：最龐大的目錄，存放應用程序和文件目錄；
• /proc：虛擬目錄，是系統內存的映射，可直接訪問這個目錄來獲取系統信息；
• /root：系統管理員的主目錄；
• /tmp：存放公用臨時文件目錄。
• /sbin，/usr/sbin：系統級的命令與工具目錄；
• /bin，/usr/bin：用戶級的命令與工具目錄；
• /usr/include：C語言，內核編譯所須要的頭文件存放目錄；
• /lib，/usr/lib：庫文件存放目錄，其中有表態庫和動態庫；
• /usr/src：Linux源代碼目錄，編譯內核時使用；
• /var：一般用來存放一些常常變化的內容，好比各類網絡服務的工做目錄都在這裏；

Linux文件系統類型

EXT文件系統

• Linux的第一個版本是基於Minix文件系統的。當Linux成熟時，引入了擴展文件系統（ext文件系統），ext是第一個專門爲Linux設計的文件系統。但因爲ext文件系統在穩定性，速度和兼容性方面存在很多缺陷，已經不多使用。
• Linux在1994年引入了二級擴展文件系統（second extended file system，ext2），至關高效和穩定，是Linux系統默認使用的文件系統。ext2文件系統是非日誌文件系統，這在關鍵行業的應用是一個致命的弱點。
• ext2文件系統通過逐步改進造成了ext3文件系統，這個新的文件系統在設計時牢記了兩點，一是成爲一個日誌文件系統，二是儘量與原來的ext2文件系統兼容。

目前ext3文件系統很是穩定可靠，該文件系統具備以下特色：

1. 高可用性
   Linux系統使用ext3文件系統後，即便非正常關機，系統也不須要檢查文件系統。
2. 數據的完整性
   ext3文件系統可以極大地提升文件系統的完整性，避免了意外關機對文件系統的破壞。
3. 文件系統的速度
   ext3文件系統的日誌功能對磁盤的驅動器讀寫頭進行了優化。
4. 數據轉換
   由ext2文件系統轉換成ext3文件系統很是容易。另外，ext3文件系統能夠不經任何更改，直接加載成爲ext2文件系統。
5. 多種日誌模式

ext3文件系統有三種日誌模式EXT3三種日誌模式：

1. Journal模式:將全部數據和元數據的改變都記入日誌，這種模式減小丟失每一個文件所做修改的機會，但須要不少額外磁盤訪問，是最安全和最慢的ext3日誌模式；
2. Ordered模式:只有對文件系統元數據的改變才記入日誌，但保證數據在元數據以前被寫入磁盤，是缺省的ext3日誌模式；
3. 寫回（Writeback）模式:只有對文件系統元數據的改變才記入日誌，數據和元數據被寫入磁盤的順序不保證，是在這三種日誌模式中最快的模式。

其餘文件系統

• MS-DOS
  MS-DOS文件系統，DOS、Windows和OS/2操做系統上使用的文件系統。
• UMSDOS
  擴展的MS-DOS文件系統。
• VFAT
  Microsoft擴展的FAT文件系統，被Windows9x /2000 /XP使用。
• Proc
  一種基於內存的僞文件系統，不佔用磁盤空間，只是以文件的方式爲訪問Linux內核數據提供接口。
• ISO9660
  一種針對ISO9660標準的CD-ROM文件系統。
• SYSV
  System V/Coherent在 Linux 平臺上的文件系統。
• NFS
  Sun公司推出的網絡文件系統。
• SMB
  支持SMB協議的網絡文件系統，可用於實現Linux與Windows的文件共享。
• FAT
  它不是一個單獨的文件系統，而是MS-DOS, umsdos 和vfat 文件系統的經常使用部分。
• swap
  swap文件系統用於Linux的交換分區。
• Reiserfs
  是Linux內核2.4.1之後支持的一種全新的日誌文件系統。
• NTFS
  Windows NT文件系統。
• HPFS
  是Microsoft的LAN Manager中的文件系統，同時也是IBM的LAN Server和OS/2的文件系統，稱爲高性能文件系統。

 不一樣版本的Linux系統所支持的文件系統類型和種類都會有所不一樣。Linux 容許衆多不一樣類型的文件系統共存，並支持跨文件系統的操做，這是因爲虛擬文件系統（Virtual File System，簡稱VFS）的存在。
 虛擬文件系統是Linux內核中的一個軟件層，用於給用戶空間的程序提供文件系統接口；它也提供了內核中的一個抽象功能，容許不一樣的文件系統共存。系統中全部的文件系統不但依賴VFS共存，並且也依靠VFS協同工做。

文件和目錄的基本概念

文件

文件是指由建立者定義的，具備文件名的一組相關元素的集合，文件能夠是文本文檔、圖片、程序等。
Linux系統下的文件名長度根據不一樣類型的文件系統有所不一樣，最多可到255個字符。Linux下爲文件取名必須遵照如下規則：

1. 除了「/」外，全部的字符均可以使用；
2. 轉義字符最好不用，這些字符在Linux系統下有特定的含義，如「?」（問號），「*」（星號），「 」（空格），「$」（貨幣符），「&」等；
3. 避免使用「+」、「-」或「.」做爲普通文件名的第一個字符（在Linux下以「.」開頭的文件是隱藏文件）；
4. Linux系統的文件名大小寫敏感，文件Memo和文件memo是兩個不一樣的文件。

Linux操做系統支持多種文件類型，下面介紹常見的幾種。

1. 普通文件
   普通文件也稱爲常規文件，是 Linux 中最通常格式的文件，包括系統文件、用戶文件和庫函數。
2. 目錄文件
   目錄文件是由文件目錄信息構成的特殊文件，目錄文件的內容不是應用程序和數據，而是用來檢索普通文件的目錄信息。
3. 設備文件

在Linux中輸入輸出設備被看作特殊文件，稱爲設備文件。設備文件分兩類，字符設備文件和塊設備文件。設備文件存放在Linux的 /dev 目錄

• 其中/dev/tty是表示終端設備的文件
• 字符串「crw-rw-rw-」的第一個字符「c」表示是字符設備文件
• /dev/sda1表示USB移動存儲設備的文件
• 字符串「brw-rw----」的第一個字符是「b」，表示是塊設備文件，

1. 符號連接文件
   符號連接文件是一種特殊類型的文件，它的內容只是一個字符串，該字符串可能指向一個存在的文件也可能什麼都不指向。

目錄

目錄是Linux文件系統中的一種特殊文件，文件系統利用目錄完成按名存取及對文件信息的共享和保護。
工做目錄與用戶主目錄

• 工做目錄
  工做目錄是用戶在登陸到Linux系統後所處於的目錄，也稱爲當前目錄。
• 用戶主目錄
  是系統管理員增長用戶時建立的（之後也能夠改變），每一個用戶都有本身的主目錄。普通用戶的主目錄在/home下，root用戶做爲系統管理員，由於身份特殊因此有本身的主目錄，在/root下。

用戶剛登陸到系統中時，其工做目錄即是該用戶主目錄，一般與用戶的登陸名相同。如用戶的登陸名爲user，其主目錄一般爲/home/user。

路徑

路徑定義
路徑是指從樹型目錄中的某個目錄層次到某個文件的一條道路。
路徑的構成要素
路徑是由目錄或目錄和文件名構成的，中間用「/」分開。

路徑分爲絕對路徑和相對路徑兩類：

1. 絕對路徑
   Linux系統中，絕對路徑是從「/」（根目錄）開始的，也稱爲徹底路徑，如/home/user01、/usr/bin。
2. 相對路徑
   Linux系統中，相對路徑是從用戶工做目錄或用戶主目錄開始的路徑，如 ./test、../user1、~/test。 其中 . 表示用戶工做目錄， .. 表示工做目錄的上級目錄， ~ 表示用戶主目錄。