Linux文件系统有哪些必备知识？【Linux每日一个知识点第76期】
在Linux中，一切皆文件。作为Linux系统学习的基础知识，掌握这项内容是对Linux运维工程师的基本要求。今天我们整理了一些相关的文件系统内容，希望通过较高的层次来对文件系统进行解析，帮助大家更加深入的理解。
【Linux每日一个知识点第76期】Linux文件系统有哪些必备知识？
1.Linux磁盘分区和目录
Linux发行版本之间的差别很少，差别主要表现在系统管理的特色工具以及软件包管理方式的不同。目录结构基本上都是一样的。 Windows的文件结构是多个并列的树状结构，最顶部的是不同的磁盘（分区），如：C，D，E，F等。
Linux的文件结构是单个的树状结构.可以用tree进行展示。 在Ubuntu下安装tree（sudo apt-get install tree）,并可通过命令来查看。
每次安装系统的时候我们都会进行分区，Linux下磁盘分区和目录的关系如下：
– 任何一个分区都必须挂载到某个目录上。
– 目录是逻辑上的区分。分区是物理上的区分。
– 磁盘Linux分区都必须挂载到目录树中的某个具体的目录上才能进行读写操作。
– 根目录是所有Linux的文件和目录所在的地方，需要挂载上一个磁盘分区。
以下是我们可能存在的一种目录和分区关系：
图1：目录和分区关系
Q:如何查看分区和目录及使用情况？
– fdisk查看硬盘分区表
– df：查看分区使用情况
– du: 查看文件占用空间情况
Q: 为什么要分区，如何分区？
– 可以把不同资料，分别放入不同分区中管理，降低风险。
– 大硬盘搜索范围大，效率低
– 磁盘配合只能对分区做设定
– /home /var /usr/local经常是单独分区，因为经常会操作，容易产生碎片
2.Mount挂载和NFS简介
挂载的概念 ：当要使用某个设备时，例如要读取硬盘中的一个格式化好的分区、光盘或软件等设备时，必须先把这些设备对应到某个目录上，而这个目录就称为“挂载点（mount point）”，这样才可以读取这些设备，而这些对应的动作就是“挂载”。 将物理分区细节屏蔽掉。用户只有统一的逻辑概念。所有的东西都是文件。Mount命令可以实现挂载：
mount [-fnrsvw] [-t vfstype] [-o options] device dir
Q：所有的磁盘分区都必须被挂载上才能使用，那么我们机器上的硬盘分区是如何被挂载的？
A：这主要是它利用了/etc/fstab文件。每次内核加载它知道从这里开始mount文件系统。每次系统启动会根据该文件定义自动挂载。若没有被自动挂载，分区将不能使用。 如下是我的/etc/fstab的定义，主要是根据装机的分区来的：
# <file system> <mount point> <type> <options> <dump> <pass>
proc /proc proc defaults 0 0
#/dev/sda1被自动挂载到 /
UUID=cb1934d0-4b72-4bbf-9fad-885d2a8eeeb1 / ext3 relatime,errors=remount-ro 0 1
# /dev/sda5 被自动挂载到分区/home
UUID=c40f813b-bb0e-463e-aa85-5092a17c9b94 /home ext3 relatime 0 2
#/dev/sda7 被自动挂载到/work
UUID=0f918e7e-721a-41c6-af82-f92352a568af /work ext3 relatime 0 2
#分区 /dev/sda6被自动挂载到swap
UUID=2f8bdd05-6f8e-4a6b-b166-12bb52591a1f none swap sw 0 0
Q：移动硬盘如何挂载？如何挂载一个新的分区？
移动硬盘有驱动模块会自动挂载，如果有个新硬盘，要先进行分区，并通过mount命令挂载到某个文件夹。如果要自动挂载则可以修改/etc/fstab文件.
NFS简介：NFS相信在很多地方都有广泛使用，是一个非常好的文件共享方式。我们公司所使用的上传服务就是把文件上传到某台网络服务器上，中间就是通过NFS实现。
使用NFS客户端可以透明的地访问服务器端的文件。NFS也是通过mount来实现，底层是通过NFS通信协议实现。基本原理：
图2：NFS基本原理
Ubuntu下面Ubuntu下的例子
服务端:
$apt-get install nfs-kernel-server
vi /etc/exports 添加nfs目录: /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
客户端:
$sudo apt-get install nfs-common
$sudo mount 10.19.34.76:/personal/nfs_share ~/nfsshare例子：
3.文件类型
Linux下面的文件类型主要有：
- a)普通文件：C语言元代码、SHELL脚本、二进制的可执行文件等。分为纯文本和二进制。
- b)目录文件：目录，存储文件的唯一地方。
- c)链接文件：指向同一个文件或目录的的文件。
- d)特殊文件：与系统外设相关的，通常在/dev下面。分为块设备和字符设备。
可以通过ls –l, file, stat几个命令来查看文件的类型等相关信息。
4.文件存储结构
Linux正统的文件系统(如ext2、ext3)一个文件由目录项、inode和数据块组成。
目录项:包括文件名和inode节点号。
Inode：又称文件索引节点，是文件基本信息的存放地和数据块指针存放地。
数据块：文件的具体内容存放地。
Linux正统的文件系统(如ext2、3等)将硬盘分区时会划分出目录块、inode Table区块和data block数据区域。一个文件由一个目录项、inode和数据区域块组成。Inode包含文件的属性(如读写属性、owner等，以及指向数据块的指针)，数据区域块则是文件内容。当查看某个文件时，会先从inode table中查出文件属性及数据存放点，再从数据块中读取数据。
站在2w英尺视图,文件存储结构大概如下：
图3：文件存储结构2w英尺视图
其中目录项的结构如下(每个文件的目录项存储在改文件所属目录的文件内容里)：
图4：目录项结构
其中文件的inode结构如下（inode里所包含的文件信息可以通过stat filename查看得到）：
图5：inode结构
以上只反映大体的结构，Linux文件系统本身在不断发展。但是以上概念基本是不变的。且如ext2、ext3、ext4文件系统也存在很大差别，如果要了解可以查看专门的文件系统介绍。
5.软连接、硬链接
软链接和硬链接是我们常见的两种概念：
硬连接：是给文件一个副本，同时建立两者之间的连接关系。修改其中一个，与其连接的文件同时被修改。如果删除其中[color=red]任意一个[/color]其余的文件将不受影响。
软连接:也叫符号连接,他只是对源文件在新的位置建立一个“快捷（借用一下wondows常用词）”，所以，当源文件删除时，符号连接的文件将成为无源之水->仅仅剩下个文件名了，当然删除这个连接，也不会影响到源文件，但对连接文件的使用、引用都是直接调用源文件的。
具体关系可以看下图：
图5：软链接和硬链接
从图上可以看出硬链接和软链接的区别：
1：硬链接原文件和新文件的inode编号一致。而软链接不一样。
2：对原文件删除，会导致软链接不可用，而硬链接不受影响。
3：对原文件的修改，软、硬链接文件内容也一样的修改，因为都是指向同一个文件内容的。
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