Linux快速入门-Linux文件系统管理

1. Linux文件系统概述

1.1 文件系统概念

文件系统是操作系统管理存储设备（如硬盘、SSD等）上数据和文件的方式。它定义了如何存储、组织和访问数据。Linux的文件系统采用单一的树形结构，从根目录（/）开始，所有文件和目录都通过这个树形结构来访问。根目录（/）下面包含各种系统目录和用户文件。

Linux文件系统的设计与其他操作系统不同，它并不区分物理设备，而是将所有内容通过树形目录组织。例如，硬盘分区、挂载的外部设备、甚至网络共享的目录，都通过挂载点与根目录统一管理。Linux通过文件系统路径来访问数据，无论数据存储在何处。

1.2 用户权限差异

Linux中根据用户的身份和访问权限划分为以下几类：

• 超级管理员（root）：root用户具有系统的所有权限，能访问系统中的所有文件，并进行任何操作。root用户是最强大的账户。
• 普通用户：普通用户只能访问和操作自己有权限的文件，无法修改系统关键文件。普通用户有一个主目录（通常为/home/用户名），并可以在其中创建文件和目录。
• 同组用户：指与文件所有者属于同一组的用户，通常拥有部分访问权限。
• 其他用户：指与文件所有者和同组用户都没有关系的其他系统用户。

1.3 文件命名规范

Linux对文件名有一定的命名规范：

• 文件名长度：Linux文件名最长可以是255个字符。
• 允许字符：可以使用字母、数字、下划线（_）、点（.）等字符，但不能包含空格、特殊字符（如*、?、|等），并且不能以点（.）开头，除非该文件是隐藏文件。
• 文件类型识别：Linux并不依赖文件扩展名来识别文件类型，而是根据文件头内容（即文件的魔数）来判断类型。例如，二进制文件通常以特定字节开头（如ELF格式），而文本文件则不包含这些字节。

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2. Linux文件系统分类及特点

Linux支持多种文件系统类型，每种文件系统具有其特定的功能和适用场景。以下是一些常见的Linux文件系统：

2.1 ext2（第二扩展文件系统）

• 特点：ext2是最早广泛使用的Linux文件系统，具有较好的性能，但不支持日志功能。文件系统崩溃时可能会导致数据丢失。
• 应用：适用于不需要高可靠性的环境，或者对文件系统稳定性要求不高的场合。

2.2 ext3（第三扩展文件系统）

• 特点：ext3是在ext2的基础上加入了日志功能（journaling），使得在系统崩溃时能够恢复数据，增加了数据的安全性。
• 应用：ext3在很多生产环境中得到了广泛应用，尤其是在需要较高数据安全性和可靠性的系统中。

2.3 ext4（第四扩展文件系统）

• 特点：ext4是ext3的升级版，除了支持日志功能，还引入了更高效的文件分配算法、大文件支持（支持16TB的单个文件）以及更快的文件系统检查速度。
• 应用：ext4是当前Linux系统中最常用的文件系统，适用于大多数桌面和服务器应用。

2.4 RAMFS（内存文件系统）

• 特点：RAMFS是一种将文件存储在内存中的文件系统。由于数据存储在RAM中，因此速度非常快，但重启后会丢失所有数据。
• 应用：适用于需要极高读写速度且不关心数据持久性的场合，如临时文件存储。

2.5 NFS（网络文件系统）

• 特点：NFS允许不同计算机间共享文件系统。通过NFS，用户可以将远程计算机上的目录挂载到本地系统，使得远程文件像本地文件一样操作。
• 应用：用于构建分布式文件系统，适用于需要跨多台机器共享文件的场合。

2.6 其他文件系统

除了上述文件系统，Linux还支持其他一些文件系统，如XFS（适用于大文件和高性能应用）、Btrfs（支持快照、数据校验等高级功能），以及专门为特定用途设计的文件系统。

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3. Linux文件系统结构

Linux文件系统的结构呈树形，根目录/是所有文件和目录的起点。以下是一些常见的系统目录及其功能：

• /etc：存放系统的配置文件，如系统服务、用户账号信息等。
• /bin：包含系统启动时所需的基本命令（如ls、cp等），这些命令是系统的核心命令。
• /sbin：包含系统管理员需要用到的命令，如shutdown、reboot等。
• /home：每个用户的主目录。普通用户的文件都存放在自己的主目录中，例如/home/username。
• /var：存放经常变化的数据文件，如日志文件、邮件、缓存等。
• /tmp：存放临时文件，通常在系统重启时清空。

这种结构使得文件和目录管理更加清晰和有序，方便系统维护和数据访问。

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4. Linux文件及目录访问权限设置

4.1 文件类型与一般权限

每个文件在Linux中都有类型和权限。文件类型通过第一字符表示：

• -：普通文件
• d：目录
• l：符号链接

文件的权限通过后三位字符表示。每三位字符代表一个权限组，分别为：

• 第一组：文件所有者权限
• 第二组：同组用户权限
• 第三组：其他用户权限

每组三个字符表示权限，r表示读权限，w表示写权限，x表示执行权限。权限可以使用数字表示：

• r（读）= 4
• w（写）= 2
• x（执行）= 1

例如，rw-r--r--表示：

• 所有者：读和写权限
• 同组用户：只读权限
• 其他用户：只读权限

4.2 特殊权限

• SUID（SetUID）：当设置SUID时，执行该程序的用户将临时获得程序所有者的权限。
• SGID（SetGID）：当设置SGID时，执行该程序的用户将临时获得程序所属组的权限。
• Sticky位：当设置Sticky位时，只有文件的所有者可以删除该文件。

这些特殊权限可以通过chmod命令设置，用于更细粒度的权限管理。

4.3 改变访问权限命令** chmod

chmod命令用于修改文件或目录的权限。使用符号模式和数字模式都可以设定权限：

chmod u+x file.sh   # 给所有者添加执行权限
chmod 755 file.sh   # 使用数字模式设置权限

4.4 改变文件/目录拥有者命令*chown

chown命令用于修改文件的所有者和用户组：

chown root:root file.txt   # 更改文件的所有者和组

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5. 文件管理器改变文件/目录权限

在Linux桌面环境中，如Ubuntu，用户可以通过图形界面来改变文件或目录的权限。操作方式通常是：

1. 右键点击文件或目录，选择“属性”。
2. 在“权限”标签下，用户可以查看和修改所有者、组以及权限设置。

这种图形化操作为不熟悉命令行的用户提供了便捷的权限管理方式。

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