【Linux】文件系统详解

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🍎🍎文件系统🍎🍎

在任何一个操作系统中，文件系统无疑是其最重要的组件，用于组织和管理计算机存储设备上的大量文件，并提供用户交互接口。Linux同样具备完善的文件系统。用户既可以使用界面友好的Nautilus图形文件管理器，也可以使用功能强大的shell文件系统管理工具。

🍎🍎文件系统类型🍎🍎

linux是一种兼容性很高的操作系统，支持的文件系统格式很多，大体可分以下几类：

1. 磁盘文件系统：指本地主机中实际可以访问到的文件系统，包括硬盘、CD-ROM、DVD、USB存储器、磁盘阵列等。常见文件系统格式有：autofs、coda、Ext（Extended File sytem，扩展文件系统）、Ext3、Ext4、VFAT、ISO9660（通常是CD-ROM）、UFS（Unix File System，Unix文件系统）、FAT、FAT16、FAT32、NTFS等；
2. 网络文件系统：是可以远程访问的文件系统，这种文件系统在服务器端仍是本地的磁盘文件系统，客户机通过网络远程访问数据。常见文件系统格式有：NFS、Samba等；
3. 专有/虚拟文件系统：不驻留在磁盘上的文件系统。常见格式有：TMPFS（临时文件系统）、PROCFS（Process File System，进程文件系统）和LOOPBACKFS（Loopback File System，回送文件系统）。

目前Ext4是Linux系统广泛使用的一种文件格式。在Ext3基础上，对有效性保护、数据完整性、数据访问速度、向下兼容性等方面做了改进。
最大特点是日志文件系统：可将整个磁盘的写入动作完整地记录在磁盘的某个区域上，以便在必要时回溯追踪。

SCSI与IDE设备命名

sata硬盘的设备名称是“/dev/sda”
/dev/sda1 含义? sd代表是scsi硬盘 a代表是第一块硬盘 1代表是第一个主分区
/dev/sdb3 含义? sd代表是scsi硬盘 b代表是第二块硬盘 3代表是第三个主分区

注: 如果很在意系统的高性能和稳定性，应该使用SCSI硬盘

🍎🍎Linux分区的命名方式 🍎🍎

1. 字母和数字相结合
2. 前两个字母表示设备类型

• “hd”代表IDE硬盘
• “sd”表示SCSI或SATA硬盘

3. 第三个字母说明具体的设备

• “/dev/hda”表示第一个IDE硬盘
• “/dev/hdb”表示第二个IDE硬盘

交换分区:

• 将内存中的内容写入硬盘或从硬盘中读出，称为内存交换（swapping）
• 交换分区最小必须等于计算机的内存
• 可以创建多于一个的交换分区
• 尽量把交换分区放在硬盘驱动器的起始位置

🍎🍎文件系统逻辑结构 🍎🍎

首先举个栗子:

• 某所大学的学生可能在一两万人左右，通常将学生分配在以学院-系-班为单位的分层组织机构中。若需要查找一名学生时，最笨的办法是依次问询大学中的每一个学生，直到找到为止。如果按照从学院、到系、再到班的层次查询下去，必然可以找到该学生，且查询效率高。这种树形的分层结构就提供了一种自顶向下的查询方法。
• 如果把学生看作文件，院-系-班的组织结构看作是Linux文件目录结构，那么就同样可以有效地管理数量庞大的文件。

• 一直使用微软Windows操作系统的用户似乎已经习惯了将硬盘上的几个分区，并用A：、B：、C：、D：等符号标识。存取文件时一定要清楚存放在哪个磁盘的哪个目录下。
• Linux的文件组织模式犹如一颗倒置的树，这与Windows文件系统有很大差别。所有存储设备作为这颗树的一个子目录。存取文件时只需确定目录就可以了，无需考虑物理存储位置。

🍎🍎文件系统结构 🍎🍎

1. 分区与目录的关系：

• 在Windows下，目录结构属于分区；在Linux下，分区属于目录结构。

2. 如何知道文件存储的具体硬件位置呢？

• 在Linux中，将所有硬件都视为文件来处理，包括硬盘分区、CD-ROM、软驱以及其他USB移动设备等。为了能够按照统一的方式和方法访问文件资源，Linux中提供了对每种硬件设备相应的设备文件。一旦Linux系统可以访问到硬件，就将其上的文件系统挂载到目录树中的一个子目录中。
• 例如，用户插入USB移动存储器，Ubuntu Linux自动识别后，将其挂载到“/media/disk”目录下。而不象Windows系统将USB存储器作为新驱动器，表示为“F：”盘。

Linux文件系统就是一个树形的分层组织结构。将根（/）作为整个文件系统的唯一起点，其他所有目录都从该点出发。将Linux的全部文件按照一定的用途归类，合理地挂载到这颗“大树”的“树枝”或“树叶”上，如图所示。而这些全不用考虑文件的实际存储位置，无论是存在硬盘上，还是在CD-ROM或USB存储器中，甚至是网络终端。

下面是分层组织结构图:

🍎🍎基本目录🍎🍎

由于Linux是完全开源的软件，各Linux发行机构都可以按照自己的需求对文件系统进行裁剪，所以如此众多的Linux发行版本的目录结构也不尽相同。为了规范文件目录命名和存放标准，颁发了文件层次结构标准（FHS，File Hierarchy Standard），2004年发行版本FHS 2.3。Ubuntu Linux系统同样也遵循这个标准。

各目录详解图

绝对路径和相对路径:

• 绝对路径：指文件在文件系统中的准确位置。通常在本地主机上，以根目录为起点。例如“/usr/games/gnect”就是绝对路径。
• 相对路径：指相对于用户当前位置的一个文件或目录的位置。例如，用户处在usr目录中时，只需要“games/gnect”就可确定这个文件。

🍎🍎Linux文件系统与Windows文件系统比较 🍎🍎