Linux文件及文件系統(tǒng)分析

1.3 Linux文件及文件系統(tǒng)
　　在安裝完Linux之后，下面先對Linux中一些非常重要的概念做一些介紹，以便進(jìn)一步學(xué)習(xí)使用Linux。
　　1.3.1 文件類型及文件屬性
　　1．文件類型
　　Linux中的文件類型與Windows有顯著的區(qū)別，其中最顯著的區(qū)別在于Linux對目錄和設(shè)備都當(dāng)作文件來進(jìn)行處理，這樣就簡化了對各種不同類型設(shè)備的處理，提高了效率。Linux中主要的文件類型分為4種：普通文件、目錄文件、鏈接文件和設(shè)備文件。
　　（1）普通文件。
　　普通文件同Windows中的文件一樣，是用戶日常使用最多的文件。它包括文本文件、shell腳本（shell的概念在第2章會(huì)進(jìn)行講解）、二進(jìn)制的可執(zhí)行程序和各種類型的數(shù)據(jù)。
　?。?）目錄文件。
　　在Linux中，目錄也是文件，它們包含文件名和子目錄名以及指向那些文件和子目錄的指針。目錄文件是Linux中存儲(chǔ)文件名的惟一地方，當(dāng)把文件和目錄相對應(yīng)起來時(shí)，也就是用指針將其鏈接起來之后，就構(gòu)成了目錄文件。因此，在對目錄文件進(jìn)行操作時(shí)，一般不涉及對文件內(nèi)容的操作，而只是對目錄名和文件名的對應(yīng)關(guān)系進(jìn)行操作。
　　另外，Linux系統(tǒng)中的每個(gè)文件都被賦予惟一的數(shù)值，而這個(gè)數(shù)值被稱作索引節(jié)點(diǎn)。索引節(jié)點(diǎn)存儲(chǔ)在一個(gè)稱作索引節(jié)點(diǎn)表（Inode Table）中，該表在磁盤格式化時(shí)被分配。每個(gè)實(shí)際的磁盤或分區(qū)都有自己的索引節(jié)點(diǎn)表。一個(gè)索引節(jié)點(diǎn)包含文件的所有信息，包括磁盤上數(shù)據(jù)的地址和文件類型。
　　Linux文件系統(tǒng)把索引節(jié)點(diǎn)號1賦予根目錄，這也就是Linux的根目錄文件在磁盤上的地址。根目錄文件包括文件名、目錄名及它們各自的索引節(jié)點(diǎn)號的列表，Linux可以通過查找從根目錄開始的一個(gè)目錄鏈來找到系統(tǒng)中的任何文件。
　　Linux通過目錄鏈接來實(shí)現(xiàn)對整個(gè)文件系統(tǒng)的操作。比如，把文件從一個(gè)磁盤目錄移到另一實(shí)際磁盤的目錄時(shí)（實(shí)際上是通過讀取索引節(jié)點(diǎn)表來檢測這種動(dòng)作的），這時(shí)，原先文件的磁盤索引號被刪除，在新磁盤上建立相應(yīng)的索引節(jié)點(diǎn)。它們之間的相應(yīng)關(guān)系如圖1.5所示。
　　
　　圖1.5 目錄文件與索引節(jié)點(diǎn)關(guān)系
　?。?）鏈接文件。
　　鏈接文件有些類似于Windows中的“快捷方式”，但是它的功能更為強(qiáng)大。它可以實(shí)現(xiàn)對不同的目錄、文件系統(tǒng)甚至是不同的機(jī)器上的文件直接訪問，并且不必重新占用磁盤空間。
　?。?）設(shè)備文件。
　　Linux把設(shè)備都當(dāng)作文件一樣來進(jìn)行操作，這樣就大大方便了用戶的使用（在后面的Linux編程中可以更為明顯地看出）。在Linux下與設(shè)備相關(guān)的文件一般都在/dev目錄下，它包括兩種，一種是塊設(shè)備文件，另一種是字符設(shè)備文件。
　　n 塊設(shè)備文件是指數(shù)據(jù)的讀寫，它們是以塊（如由柱面和扇區(qū)編址的塊）為單位的設(shè)備，最簡單的如硬盤（/dev/hda1）等。
　　n 字符設(shè)備主要是指串行端口的接口設(shè)備。
　　2．文件屬性
　　Linux中的文件屬性如圖1.6如示。
　　
　　圖1.6 Linux文件屬性表示方法
　　首先，Linux中文件的擁有者可以把文件的訪問屬性設(shè)成3種不同的訪問權(quán)限：可讀（r）、可寫（w）和可執(zhí)行（x）。文件又有3個(gè)不同的用戶級別：文件擁有者（u）、所屬的用戶組（g）和系統(tǒng)里的其他用戶（o）。
　　第一個(gè)字符顯示文件的類型。
　　n “-”表示普通文件。
　　n “d”表示目錄文件。
　　n “l(fā)”表示鏈接文件。
　　n “c”表示字符設(shè)備。
　　n “b”表示塊設(shè)備。
　　n “p”表示命名管道，比如FIFO文件（First In First Out，先進(jìn)先出）。
　　n “f”表示堆棧文件，比如LIFO文件（Last In First Out，后進(jìn)先出）。
　　n “s”表示套接字。
　　第一個(gè)字符之后有三個(gè)三位字符組：
　　n 第一個(gè)三位字符組表示文件擁有者（u）對該文件的權(quán)限。
　　n 第二個(gè)三位字符組表示文件用戶組（g）對該文件的權(quán)限。
　　n 第三個(gè)三位字符組表示系統(tǒng)其他用戶（o）對該文件的權(quán)限。
　　n 若該用戶組對此沒有權(quán)限，一般顯示“-”字符。
　　小知識(shí)目錄權(quán)限和文件權(quán)限有一定的區(qū)別。對于目錄而言，r代表允許列出該目錄下的文件和子目錄，w代表允許生成和刪除該目錄下的文件，x代表允許訪問該目錄。
　　1.3.2 文件系統(tǒng)類型介紹
　　1．ext2和ext3
　　ext3是現(xiàn)在Linux（包括Red Hat，Mandrake下）常見的默認(rèn)的文件系統(tǒng)，它是ext2的升級版本。正如Red Hat公司的首席核心開發(fā)人員Michael K.Johnson所說，從ext2轉(zhuǎn)換到ext3主要有以下4個(gè)理由：可用性、數(shù)據(jù)完整性、速度以及易于轉(zhuǎn)化。ext3中采用了日志式的管理機(jī)制，它使文件系統(tǒng)具有很強(qiáng)的快速恢復(fù)能力，并且由于從ext2轉(zhuǎn)換到ext3無須進(jìn)行格式化，因此，更加推進(jìn)了ext3文件系統(tǒng)的推廣。
　　2．swap文件系統(tǒng)
　　該文件系統(tǒng)是Linux中作為交換分區(qū)使用的。在安裝Linux的時(shí)候，交換分區(qū)是必須建立的，并且它所采用的文件系統(tǒng)類型必須是swap而沒有其他選擇。
　　3．vfat文件系統(tǒng)
　　Linux中把DOS中采用的FAT文件系統(tǒng)（包括FAT12、FAT16和FAT32）都稱為vfat文件系統(tǒng)。
　　4．NFS文件系統(tǒng)
　　NFS文件系統(tǒng)是指網(wǎng)絡(luò)文件系統(tǒng)，這種文件系統(tǒng)也是Linux的獨(dú)到之處。它可以很方便地在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)現(xiàn)文件共享，并且使多臺(tái)主機(jī)共享同一主機(jī)上的文件系統(tǒng)。而且NFS文件系統(tǒng)訪問速度快、穩(wěn)定性高，已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用，尤其在嵌入式領(lǐng)域，使用NFS文件系統(tǒng)可以很方便地實(shí)現(xiàn)文件本地修改，而免去了一次次讀寫Flash的憂慮。
　　5．ISO9660文件系統(tǒng)
　　這是光盤所使用的文件系統(tǒng)，在Linux中對光盤已有了很好的支持，它不僅可以提供對光盤的讀寫，還可以實(shí)現(xiàn)對光盤的刻錄。
　　1.3.3 Linux目錄結(jié)構(gòu)
　　下面以Red Hat Enterprise 4 AS為例，詳細(xì)列出了Linux文件系統(tǒng)中各主要目錄的存放內(nèi)容，如表1.1所示。
　　表1.1 Linux文件系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)
　　目 錄目 錄 內(nèi) 容
　　/binbin就是二進(jìn)制（binary）的英文縮寫。在這里存放Linux常用操作命令的執(zhí)行文件，如mv、ls、mkdir等。有時(shí)，這個(gè)目錄的內(nèi)容和/usr/bin里面的內(nèi)容一樣，它們都是放置一般用戶使用的執(zhí)行文件
　　/boot這個(gè)目錄下存放操作系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)所要用到的程序。如啟動(dòng)grub就會(huì)用到其下的/boot/grub子目錄
　　/dev該目錄中包含了所有Linux系統(tǒng)中使用的外部設(shè)備。要注意的是，這里并不是存放外部設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序，它實(shí)際上是一個(gè)訪問這些外部設(shè)備的端口。由于在Linux中，所有的設(shè)備被當(dāng)作文件進(jìn)行操作，比如：/dev/cdrom代表光驅(qū)，用戶可以非常方便地像訪問文件、目錄一樣對其進(jìn)行訪問
　　/etc該目錄下存放了系統(tǒng)管理時(shí)要用到的各種配置文件和子目錄。如網(wǎng)絡(luò)配置文件、文件系統(tǒng)、x系統(tǒng)配置文件、設(shè)備配置信息、設(shè)置用戶信息等都在這個(gè)目錄下。系統(tǒng)在啟動(dòng)過程中需要讀取其參數(shù)并進(jìn)行相應(yīng)的配置
　　/etc/rc.d該目錄主要存放Linux啟動(dòng)和關(guān)閉時(shí)要用到的腳本文件，在后面的啟動(dòng)詳解中還會(huì)進(jìn)一步地講解
　　/etc/rc.d/init該目錄存放所有Linux服務(wù)默認(rèn)的啟動(dòng)腳本（在新版本的Linux中還用到/etc/xinetd.d目錄下的內(nèi)容）
　　/home該目錄是Linux系統(tǒng)中默認(rèn)的用戶工作根目錄。如前面在1.3.1節(jié)中所述，執(zhí)行adduser命令后系統(tǒng)會(huì)在/home目錄下為對應(yīng)賬號建立一個(gè)同名的主目錄
　　/lib該目錄是用來存放系統(tǒng)動(dòng)態(tài)鏈接共享庫的。幾乎所有的應(yīng)用程序都會(huì)用到這個(gè)目錄下的共享庫。因此，千萬不要輕易對這個(gè)目錄進(jìn)行操作
　　/lost+found該目錄在大多數(shù)情況下都是空的。只有當(dāng)系統(tǒng)產(chǎn)生異常時(shí)，會(huì)將一些遺失的片段放在此目錄下
　　/media該目錄下是光驅(qū)和軟驅(qū)的掛載點(diǎn)，F(xiàn)edora Core 4已經(jīng)可以自動(dòng)掛載光驅(qū)和軟驅(qū)
　　/misc該目錄下存放從DOS下進(jìn)行安裝的實(shí)用工具，一般為空
　　/mnt該目錄是軟驅(qū)、光驅(qū)、硬盤的掛載點(diǎn)，也可以臨時(shí)將別的文件系統(tǒng)掛載到此目錄下
　　/proc該目錄是用于放置系統(tǒng)核心與執(zhí)行程序所需的一些信息。而這些信息是在內(nèi)存中由系統(tǒng)產(chǎn)生的，故不占用硬盤空間
　　/root該目錄是超級用戶登錄時(shí)的主目錄
　　/sbin該目錄用來存放系統(tǒng)管理員的常用的系統(tǒng)管理程序
　　/tmp該目錄用來存放不同程序執(zhí)行時(shí)產(chǎn)生的臨時(shí)文件。一般Linux安裝軟件的默認(rèn)安裝路徑就是這里
　　/usr這是一個(gè)非常重要的目錄，用戶的很多應(yīng)用程序和文件都存放在這個(gè)目錄下，類似于Windows下的Program Files的目錄
　　/usr/bin系統(tǒng)用戶使用的應(yīng)用程序
　　/usr/sbin超級用戶使用的比較高級的管理程序和系統(tǒng)守護(hù)程序
　　/usr/src內(nèi)核源代碼默認(rèn)的放置目錄
　　/srv該目錄存放一些服務(wù)啟動(dòng)之后需要提取的數(shù)據(jù)
　　/sys這是Linux 2.6內(nèi)核的一個(gè)很大的變化。該目錄下安裝了2.6內(nèi)核中新出現(xiàn)的一個(gè)文件系統(tǒng)sysfs。sysfs文件系統(tǒng)集成了下面3種文件系統(tǒng)的信息：針對進(jìn)程信息的proc文件系統(tǒng)、針對設(shè)備的devfs文件系統(tǒng)以及針對偽終端的devpts文件系統(tǒng)。該文件系統(tǒng)是內(nèi)核設(shè)備樹的一個(gè)直觀反映。當(dāng)一個(gè)內(nèi)核對象被創(chuàng)建的時(shí)候，對應(yīng)的文件和目錄也在內(nèi)核對象子系統(tǒng)中被創(chuàng)建
　　/var這也是一個(gè)非常重要的目錄，很多服務(wù)的日志信息都存放在這里
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