2.1 Linux文件系统入门

文件系统是Linux系统的核心模块之一，通过使用文件系统，用户可以很好地管理系统中各种文件和目录。本节将对Linux系统下常用的文件系统、文件，以及目录等基本概念进行系统全面地介绍。

2.1.1 Linux常用文件系统介绍

随着Linux系统的不断发展，其所支持的文件系统类型也在迅速扩充，尤其是2.4内核推出之后，涌现出了大量新的文件系统，其中包括日志文件系统Ext3、ReiserFS、XFS以及JFS等。目前Linux系统可以支持十多种文件系统类型，其中使用较为普遍的有：

· Minix是Linux系统支持的第一种文件系统，它对用户有很多限制，性能较低，有些还没有时间标记，文件名最长只能支持14个字符。Minix文件系统最大的缺点是只能使用64MB的硬盘分区，因而目前已经不再使用了；

· Xia是Minix文件系统修正之后的版本，在一定程度上解决了文件名和文件系统大小的局限，但由于没有新的特色，目前也很少有人使用；

· ISO9660是标准的CDROM文件系统，允许长文件名，目前使用较为普遍；

· NFS（Network File System）是Sun公司推出的网络文件系统，它允许在多台计算机之间共享同一文件系统，方便计算机之间的数据传输；

· SysV是System V/Coherent在Linux平台上的文件系统；

· Ext（Ext File System）称为扩展文件系统，它是随着Linux系统的不断成熟而引入的，它包含了一些重要的扩展，但提供的性能不太令人满意，于是在1994年又引入了Ext2（second Extended Filesystem）；

· Ext3（third Extended Filesystem）是由开放资源社区开发的日志文件系统，它被设计为Ext2的升级版本，尽可能地方便用户从Ext2向Ext3迁移。Ext3在Ext2的基础上加入了记录元数据的日志功能，并尽力保持向前和向后的兼容性。Ext3文件系统也许称为Ext2的下一个版本更为恰当，它还支持异步的日志，其性能要比Ext2更好。

除了上面这些Linux文件系统之外，它还可以支持基于Windows和Netware的文件系统，例如UMSDOS、MSDOS、VFAT、HPFS、SMB以及NCPFS等。兼容这些文件系统对Linux用户来说也是非常重要的，因为在桌面环境下目前毕竟Windows文件系统还是很流行的，而Netware网络用户也不少，Linux用户需要共享这些文件系统的数据。

· UMSDOS是一种Linux系统下的MSDOS文件系统驱动，它支持长文件名、所有者、访问权限、链接，以及设备文件等。UMSDOS允许一个普通的MSDOS文件系统用于Linux，而无须为其建立单独的分区。

· MSDOS是在DOS、Windows以及一些OS/2操作系统上使用的一种文件系统，其命名采用“8+3”的形式，即8个字符的文件名加3个字符的扩展名。

· VFAT（Virtual File Allocation Table）是在Windows 9x和Windows 2000下使用的一种DOS文件系统，它是在DOS文件系统的基础上增加了对长文件名的支持。

· HPFT（High Performance File System）称为高性能文件系统，它是微软LAN Manager上的文件系统，同时也是IBM LAN Server和OS/2的文件系统。HPFT能够访问较大的硬盘驱动器，同时提供了更多的组织特性，并改善了文件系统的安全特性。

· SMB是一种支持Windows for Workgroups、Windows NT和Lan Manager的基于SMB协议的网络操作系统。

· NCPFS是一种Novell NetWare使用NCP协议的网络文件系统。

· NTFS（New Technology File System）是由Windows 2000/XP/2003操作系统支持，一种专门为网络和磁盘配额、文件加密等安全特性而设计的文件系统。

2.1.2 Linux文件介绍

本节将详细介绍Linux系统中文件的定义、文件名的命名规则，以及文件的类型等内容。

1.文件与文件名

大多数操作系统中都有文件的概念。Linux系统中文件是存储信息的基本结构，是被命名（称为文件名）的存储在某种介质（磁盘、光盘，或磁带等）上的一组信息的集合。Linux系统中的文件均为无结构的字符流形式。文件名是文件的标识，由字母、数字、下画线以及圆点组成的字符串构成。用户应该尽量选择有意义的文件名，以方便识别和记忆。

为了便于管理和识别，用户可以把扩展名作为文件名的一部分。圆点用于区分文件名和扩展名。扩展名对文件分类是十分有用的。用户可能对某些大众已接纳的标准扩展名比较熟悉。例如，用C++语言编写的源代码文件总是采有cpp的扩展名。用户可以根据自己的需要，随意添加自己的文件扩展名。下面给出一些有效的Linux文件名：

Test                  // 不带扩展名的文件
Readme.txt           // 文本文件
example.pl           // perl脚本文件
libXRes.so           // 动态链接库文件

2.文件的类型

Linux系统中有三种基本的文件类型：普通文件、目录文件和设备文件。

（1）普通文件：可以分为文本文件和二进制文件两种，它是用户最为常用的文件。

· 文本文件：以文本的ASCII码形式存储在计算机中，是以“行”为基本结构的一种信息组织和存储方式。

· 二进制文件：以文本的二进制形式存储在计算机中。用户一般不能直接阅读其内容，只有通过相应的软件才能将其显示出来。二进制文件一般是可执行程序、图形、图像，以及声音等。

（2）目录文件：简称为目录，主要用于文件的管理和组织，目录中存储着相关文件的位置、大小等信息

（3）设备文件：Linux系统把每一个I/O设备都看成一个文件（这点与Windows系列操作系统有很大区别），与普通文件一样处理，这样可以使文件和设备的操作尽可能统一。从用户的角度来看，对I/O设备的使用和一般文件的使用一样，不必了解I/O设备的细节。设备文件可以细分为块设备文件和字符设备文件，前者的存取是以字符块为单位的，后者则以单个字符为单位。

2.1.3 Linux目录介绍

本节将详细介绍Linux系统中树型目录结构、工作目录，以及用户主目录等重要概念。

1.树型目录结构

计算机系统中存储着大量的文件，如何有效地组织与管理它们，并提供一个使用方便的用户接口是文件系统的主要任务。Linux系统以文件目录的方式来组织和管理系统中的所有文件。所谓文件目录就是将文件采用树型结构组织起来。整个文件系统有一个“根”（root），然后在根上分“杈”（directory），任何一个分杈上都可以再分杈，杈上也可以长出“叶子”。“根”和“杈”在Linux中被称为“目录”或“文件夹”，而“叶子”则为文件。这种结构的文件系统效率比较高，现代操作系统基本上都采用这种结构方式。

如前所述，目录本质上也是一类文件。Linux系统通过目录将系统中所有的文件分级、分层组织在一起，形成了Linux文件系统的树型层次结构。以根目录为起点，所有其他的目录都由根目录派生而来，用户可以浏览整个系统，可以进入任何一个已授权进入的目录，从而访问其中的文件。

实际上，各个目录结点之下都会有一些文件和子目录。并且系统在建立每一个目录时，都会自动为它设定两个目录文件，一个是“.”，表示目录本身；另一个则是“..”，表示目录的父目录。

Linux目录提供了管理文件的一个方便途径。用户可以为自己的文件创建目录，也可以把一个目录下的文件移动或复制到另一个目录下，同时也能移动整个目录，或者与系统中的其他用户共享某个目录和文件。也就是说，用户能够方便地从一个目录切换到另一个目录，而且可以设置目录和文件的访问权限，以便允许或拒绝其他用户对其进行访问。同时，文件目录结构的相互关联性使分享数据变得十分容易，几个用户可以访问同一个文件，而且还允许用户设置文件的共享程度。

2.工作目录、用户主目录和路径

从逻辑上讲，用户登录Linux系统之后，每时每刻都处在某个目录之中，此目录被称做用户的工作目录或当前目录（Working Directory），用户可以随时更改自己的工作目录。工作目录用“.”表示，其父目录用“..”表示。

用户主目录（Home Directory）是系统管理员添加新用户时建立起来的（以后也可以根据实际情况进行更改），每个用户都有自己的主目录，不同用户的主目录一般互不相同。用户刚登录到Linux系统中时，其工作目录便是该用户的主目录，该目录的名称一般与用户的登录名相同。

用户可以通过一个“~”符来引用自己的主目录。

下面给出的两条路径就是完全一样的：

//使用显示文件内容的cat命令对路径为/home/test/tool/software的文件进行显示
/home/test#cat ～/tool/software
/home/test#cat /home/test/tool/software

3.路径

对文件进行访问时，要用到“路径”（Path）的概念。顾名思义，路径是指从树型目录中的某个目录层次到相关文件的一条通路。路径由各层目录的名称构成，其间使用“/”进行分隔。任何一个文件在文件系统中的位置都是由相应的路径决定的。

用户在对文件进行访问时，需要给出文件的路径。路径又可以分为绝对路径和相对路径。绝对路径是指从根目录开始的路径，也称为完全路径；相对路径则是从用户工作目录开始的路径。

用户要访问一个文件，可以通过路径名进行引用。为操作方便起见，完全可以根据要访问的文件与用户工作目录的相对位置来引用它，而不必列出文件完整的路径名。例如，用户Patterson有一个名为class的目录，该目录中有两个文件：time.conf和test.java。如果该用户要显示出class目录中的名为time.conf的文件，可以使用下列命令：

/home/Patterson#cat /home/Patterson/class/time.conf

用户也可以根据文件time.conf与当前工作目录的相对位置来引用这个文件，如下所示：

/home/Patterson#cat class/time.conf

2.1.4 Linux目录结构

Linux系统的目录层次结构比较复杂，下面将对其进行介绍。

· /：根目录。在Windows、DOS、或者其他一些类似的操作系统中，每个分区都会有一个对应的根目录。但是Linux、UNIX等操作系统则把所有的文件都存放在一个目录树中，“/”是系统中唯一的根目录。一般来讲，根目录下面很少直接存放普通文件，或者只有一个内核映像在这里。

· /boot：很多Linux系统把内核映像和其他一些与启动有关的文件存放在这里。

· /tmp：存放一些系统启动时产生的临时文件，用户的临时文件一般都存放在/var/tmp目录下。

· /mnt：这个目录下面存放一些用来安装其他设备的子目录，例如/mnt/cdrom、/mnt/floppy等。在某些Linux系统中这个目录是被/mount代替的。

· /lib：系统启动时所需的库文件都放在这个目录下，而那些非启动用的库文件都存放在/usr/lib目录下。内核模块存放在/lib/modules/（内核版本）下。

· /proc：这个目录在磁盘上其实是不存在的，目录下的文件都是系统当前的状态信息，包括正在运行的进程、硬件状态、内存使用信息等。

· /dev：这个目录下保存着所有的设备文件，其中包含一些由Linux内核创建的用来控制硬件设备的特殊文件。

· /var：这个目录下存储一些被系统改变过的数据。比如说/var/tmp，就是用来储存临时文件。还有很多其他的进程和模块把它们的记录文件也放在这个目录下，主要包括如下一些重要的子目录。

➣ /var/log：存放绝大部分的记录文件。随着时间的增长，这个目录会变得很庞大，所以要定期进行清理；

➣ /var/run：包含了系统各种运行时的信息；

➣ /var/lib：包含了一些系统运行时所需的文件；

➣ /var/spool：邮件、新闻，以及打印序列等的所在位置。

· /root：root用户的主目录。

· /home：一般用户的主目录都会放在这个目录下。用户可以通过#cd ~ 来进入到自己的主目录。

· /etc：这里保存着绝大多数的系统配置文件。相对来讲，用户的系统配置文件会保存在用户自己的主目录中。下面列举其中一些重要的子目录。

➣ /etc/X11：存放X窗口系统（Linux中的图形用户界面系统）所需要的配置文件。

➣ /etc/init.d：这个目录保存着启动描述文件，包括各种模块和服务的加载描述。所以如果不清楚的话，千万不要随便删除其中的文件，这里存放的文件都是系统自动进行配置的，不需要用户配置；

➣ /etc/rc0.d - /etc/rc6.d：这里存放着一些链接到/etc/init.d的文件，根据runlevel的不同而执行相应的描述。其中rc0.d为停机模式；rc1.d为单用户模式；rc2.d为多用户模式，但没有NFS支持；rc3.d为网络多用户文本模式，为完整的多用户模式，是标准的运行级；rc4.d一般情况下不使用；rc5.d为网络多用户图形模式，也就是X11，进到X Window系统了；rc6.d为重启。在上述文件夹中，以S开头的文件表示重启，以K开头的文件表示关闭。

· /bin，/sbin：存放系统中的二进制可执行文件，主要包括一些系统命令和启动时所需要的程序。其中/sbin存放的程序主要为root调用。

· /usr：这是一个很复杂、庞大的目录。除了上述目录之外，几乎所有的文件都存放在这下面。下面列举其中一些重要的子目录。

➣ /usr/X11R6：这里保存着X窗口系统所需要的文件；

➣ /usr/bin：二进制可执行文件存放的目录，这里放着绝大部分的应用程序；

➣ /usr/sbin：这里存放着绝大部分的系统程序；

➣ /usr/games：游戏程序和相应的数据会放在这里；

➣ /usr/include：这个目录保存着C和C++的头文件；

➣ /usr/lib：启动时用不到的库文件都会放在这里；

➣ /usr/src：这里保存着源代码文件；

➣ /usr/local：这里面保存着本地计算机所需要的文件。在用户进行远程访问的时候特别有意义。这个目录在有些Linux系统下就是一个单独的分区，存放一些这台机子所属的那个用户的文件。里面的结构和/usr类似；

➣ /usr/share：这里保存着各种共享文件。