萬物皆是文件

? ? 在unix里面這是一句很有名的話: 在linux系統(tǒng)的大多數(shù)資源都以文件形式存在，包括文件 目錄 io 管道 套接字 甚至是硬件設(shè)配 等

eg: ruby 每一個io類資源 都有一個打開文件編號(從3開始往后) file = File.open("/dev/null"); file.fileno

linux文件系統(tǒng)

? 文件系統(tǒng)是linux的一個十分基礎(chǔ)的知識，同時也是學(xué)習(xí)linux的必備知識。本文將了解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、文件存儲結(jié)構(gòu)、軟鏈接硬鏈接、和常見目錄的介紹。

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(xiàn)等。

Linux的文件結(jié)構(gòu)是單個的樹狀結(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)的時候我們都會進(jìn)行分區(qū)，Linux下磁盤分區(qū)和目錄的關(guān)系如下：

–??????任何一個分區(qū)都必須掛載到某個目錄上。

–??????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。

–??????大硬盤搜索范圍大，效率低

–??????磁盤配合只能對分區(qū)做設(shè)定

–??????/home /var /usr/local經(jīng)常是單獨(dú)分區(qū)，因為經(jīng)常會操作，容易產(chǎn)生碎片

2.Mount掛載和NFS簡介

掛載的概念：當(dāng)要使用某個設(shè)備時，例如要讀取硬盤中的一個格式化好的分區(qū)、光盤或軟件等設(shè)備時，必須先把這些設(shè)備對應(yīng)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設(shè)備，而這些對應(yīng)的動作就是“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)啟動會根據(jù)該文件定義自動掛載。若沒有被自動掛載，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：

# 文件系統(tǒng) 掛載點 類型

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(qū)/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(qū)?/dev/sda6被自動掛載到swap

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

Q：移動硬盤如何掛載？如何掛載一個新的分區(qū)？

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

nfs簡介:

NFS 是Network File System的縮寫，即網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)。一種使用于分散式文件系統(tǒng)的協(xié)定，由Sun公司開發(fā)，于1984年向外公布。功能是通過網(wǎng)絡(luò)讓不同的機(jī)器、不同的操作系統(tǒng)能夠彼此分享個別的數(shù)據(jù)，讓應(yīng)用程序在客戶端通過網(wǎng)絡(luò)訪問位于服務(wù)器磁盤中的數(shù)據(jù)，是在類Unix系統(tǒng)間實現(xiàn)磁盤文件共享的一種方法。

NFS相信在很多地方都有廣泛使用，是一個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網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器上，中間就是通過NFS實現(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來實現(xiàn)，底層是通過NFS通信協(xié)議實現(xiàn)。基本原理：

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

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，存儲文件的唯一地方。

c)鏈接文件：指向同一個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幾個命令來查看文件的類型等相關(guān)信息。

4.文件存儲結(jié)構(gòu)

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

目錄項:包括文件名和inode節(jié)點號。

Inode：又稱文件索引節(jié)點，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)時會劃分出目錄塊、inode Table區(qū)塊和data block數(shù)據(jù)區(qū)域。一個文件由一個目錄項、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)查看某個文件時，會先從inode table中查出文件屬性及數(shù)據(jù)存放點，再從數(shù)據(jù)塊中讀取數(shù)據(jù)。

站在2w英尺視圖,文件存儲結(jié)構(gòu)大概如下：

圖3：文件存儲結(jié)構(gòu)2w英尺視圖

其中目錄項的結(jié)構(gòu)如下(每個文件的目錄項存儲在改文件所屬目錄的文件內(nèi)容里)：

圖4：目錄項結(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：是給文件一個副本，同時建立兩者之間的連接關(guān)系。修改其中一個，與其連接的文件同時被修改。如果刪除其中[color=red]任意一個[/color]其余的文件將不受影響。

軟連接:也叫符號連接,他只是對源文件在新的位置建立一個“快捷（借用一下wondows常用詞）”，所以，當(dāng)源文件刪除時，符號連接的文件將成為無源之水->僅僅剩下個文件名了，當(dāng)然刪除這個連接，也不會影響到源文件，但對連接文件的使用、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編號一致。而軟鏈接不一樣。

2：對原文件刪除，會導(dǎo)致軟鏈接不可用，而硬鏈接不受影響。

3：對原文件的修改，軟、硬鏈接文件內(nèi)容也一樣的修改，因為都是指向同一個文件內(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有個比較不好的地方時當(dāng)文件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 [file]

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 [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。

tail –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 會將文件都記錄在一個文件數(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。可以去修改配置文件。

find:

find [path] [參數(shù)] [keyword]

該命令用于在指定路徑下查找文件。不是通過數(shù)據(jù)來查詢，所以速度會比較慢。

7.常見目錄解釋

Linux各種發(fā)行版的目錄結(jié)構(gòu)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(chǔ)系統(tǒng)所需要的最基礎(chǔ)的命令就是放在這里。比如?ls、cp、mkdir等命令；功能和/usr/bin類似，這個目錄中的文件都是可執(zhí)行的，普通用戶都可以使用的命令。

/boot

Linux的內(nèi)核及引導(dǎo)系統(tǒng)程序所需要的文件，比如?vmlinuz initrd.img?文件都位于這個目錄中。在一般情況下，GRUB或LILO系統(tǒng)引導(dǎo)管理器也位于這個目錄；啟動裝載文件存放位置，如kernels,initrd,grub。一般是一個獨(dú)立的分區(qū)。

/dev

一些必要的設(shè)備,聲卡、磁盤等。還有如?/dev/null. /dev/console /dev/zero /dev/full?等。

/etc

系統(tǒng)的配置文件存放地.?一些服務(wù)器的配置文件也在這里；比如用戶帳號及密碼配置文件；

/etc/opt:/opt對應(yīng)的配置文件

/etc/X11:Xwindows系統(tǒng)配置文件

/etc/xml:XML配置文件

……

/home

用戶工作目錄，和個人配置文件，如個人環(huán)境變量等，所有的賬號分配一個工作目錄。一般是一個獨(dú)立的分區(qū)。

/lib

庫文件存放地。bin和sbin需要的庫文件。類似windows的DLL。

/media

可拆卸的媒介掛載點，如CD-ROMs、移動硬盤、U盤，系統(tǒng)默認(rèn)會掛載到這里來。

/mnt

臨時掛載文件系統(tǒng)。這個目錄一般是用于存放掛載儲存設(shè)備的掛載目錄的，比如有cdrom?等目錄。可以參看/etc/fstab的定義。

/opt

可選的應(yīng)用程序包。

/proc

操作系統(tǒng)運(yùn)行時，進(jìn)程（正在運(yùn)行中的程序）信息及內(nèi)核信息（比如cpu、硬盤分區(qū)、內(nèi)存信息等）存放在這里。/proc目錄偽裝的文件系統(tǒng)proc的掛載目錄，proc并不是真正的文件系統(tǒng)，它的定義可以參見?/etc/fstab?。

/root

Root用戶的工作目錄

/sbin

和bin類似，是一些可執(zhí)行文件，不過不是所有用戶都需要的，一般是系統(tǒng)管理所需要使用得到的。

/tmp

系統(tǒng)的臨時文件，一般系統(tǒng)重啟不會被保存。

/usr

包含了系統(tǒng)用戶工具和程序。

/usr/bin：非必須的普通用戶可執(zhí)行命令

/usr/include：標(biāo)準(zhǔn)頭文件

/usr/lib:/usr/bin/?和?/usr/sbin/的庫文件

/usr/sbin:非必須的可執(zhí)行文件

/usr/src:內(nèi)核源碼

/usr/X11R6:X Window System, Version 11, Release 6.

/srv

該目錄存放一些服務(wù)啟動之后需要提取的數(shù)據(jù)