Linux檔案系統簡介

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Linux和Windows作業系統中的檔案系統些不同,在學習使用Linux之前,能夠了解這個不同之處助於後續的學習。下面是小編整理的關於Linux檔案系統簡介,希望可以幫助大家!

Linux檔案系統簡介

一、Linux和Windows檔案系統

下面分別簡單介紹一下啟動Windows和Linux之後,它們是怎樣看待自己世界的。著重介紹Linux。

1、Window上面的檔案系統

Windows系統中一切東西都是存放在硬碟上的。啟動系統後,先硬碟,再硬碟上的分割槽和每個分割槽所對應的檔案系統,最後是存放在某個分割槽特定的檔案系統中的檔案,也就是說,Windows是通過“某個硬碟-硬碟上的某個分割槽-分割槽上的特定檔案系統-特定檔案系統中的檔案”這樣的順序來訪問到一個檔案的。

具體點說,假設我們的機器上面一個硬碟,硬碟分為個區,那麼我們啟動系統之後就會看到C,D,E個分割槽(也就是我們啟動系統後看到的”C”盤,”D”盤等),每個分割槽可以被格式化為各自不同的檔案系統(例如NTFS格式,FAT32格式等,檔案系統的基本功能就是為了存放檔案的,不同檔案系統區別一般在於管理其中存放的檔案的功能的強弱,分割槽被格式化成指定格式的檔案系統之後,就可以存放任何檔案和目錄了。這裡,我們可以把檔案大體分為兩種:系統檔案和使用者檔案。一般來說系統檔案(例如Windows作業系統本身,一些系統程式,程式執行所需的庫檔案,以及一些系統配置檔案等)存放的預設位置在C盤,當然也可以在安裝時候指定在其他盤;其它使用者檔案,包含使用者後來安裝的程式以及一些資料檔案等,使用者可以把它們隨意存放在任意的分割槽。

這樣組織優點更缺點。優點是:使用者存放東西的位置比較自由,系統結構簡單便於新使用者上手。缺點很多這裡只列出幾種:(1由於對“系統檔案”和“使用者檔案”存放位置缺乏細緻的規定,資料組織的方式顯得比較凌亂,並且兩種檔案之間很容易相互干擾(例如資料文。(2使用者的使用經驗對系統的使用效率影響很大。一般來說,我們使用Windows時候合理使用分割槽會提升的系統效率。例如根據需要設定合理的系統分割槽(C分割槽的大小,儘量少往C盤存放資料檔案,根據具體情況可以將一些“重要並且常用的” 程式安裝在C分割槽,隨時保持系統目錄的清潔和大小助於提升系統的執行速度,使用者安裝的一般軟體儘量不要安裝在C盤,安裝軟體時候指定的位置最好採用預設標準目錄名稱(例如X:Program Files目錄,這裡X表示碟符而不要自己定義一些奇怪名字的目錄,這樣便於軟體的維護等等。(3共享不便。Windows上經驗的使用者們會將自己的目錄結構組織好,但是每個使用者組織自己內容的方式是不一樣的,所以他的機器上哪裡存放了什麼內容,別人很難知道,為共享帶來了麻煩。但是這些在Linux系統中,情況就所不同了。

2、Linux上面的檔案系統

在Linux系統中,正好相反,一切東西都是存放在一個唯一的“虛擬檔案系統”中的,這個“虛擬檔案系統”是樹狀的結構以一個根目錄開始。啟動系統後,先有這個虛擬檔案系統,再硬碟,再把某個硬碟的某個分割槽做為這個虛擬檔案系統的一部分(用某個子目錄表示這個分割槽,再通過這個虛擬檔案系統中對應硬碟分割槽的那個子目錄確定硬碟分割槽中的特定檔案系統,最後的檔案就存放在這個特定的檔案系統中,也就是說,Linux系統是通過“虛擬檔案系統-硬碟-硬碟上的分割槽-分割槽上的特定檔案系統-特定檔案系統中的檔案”這樣的順序來訪問一個檔案的。

可能對習慣了使用Windows的使用者來說,這樣的組織點不太適應,這裡的“虛擬檔案系統”,實質就是一顆目錄樹,最開始的目錄叫做根目錄,根目錄中又有每一級子目錄,或者檔案,子目錄又有子子目錄和檔案,其中每個子目錄都特定的功能這個功能是約定俗成了的後面會詳細說明……和Windows中把硬碟分成的C,D,E分割槽的概念不同了,Linux中最開始根本就沒有硬碟的概念,就只有一個純粹的“虛擬檔案系統”。如果想要使用哪個硬碟的某個分割槽,就把那個分割槽“掛載”到某個子目錄之下,這樣硬碟中的分割槽,檔案系統,目錄等內容就呈現到了那個子目錄裡面。也就是說,在Linux中,我們使用硬碟中的資料,實際是先把硬碟“掛載”到某個子目錄下,然後通過那個子目錄來訪問硬碟的。硬碟中原的資料組織結構都反映到了子目錄上,成為了整個“虛擬檔案系統”根目錄下的一顆子樹。

也許人會問,沒這個“虛擬檔案系統”就無法使用硬碟,但是最開始沒有硬碟,那麼這個“虛擬檔案系統”以及相應的組織結構是怎麼存放起來的呢?這個問題,就像先雞還是先蛋這個問題一樣看似簡單實則……但是在Linux中,很輕易地跳出了這個思維迴圈,問題的答案並沒在“虛擬檔案系統”和“硬碟”這兩者之間徘徊,而是第者——“記憶體”,Linux系統啟動起來之後,整個“虛擬檔案系統”的組織結構,都是隨著每次系統的啟動自動在記憶體中建立好了的,根本就不需要硬碟。

Linux這樣組織它的目錄結構,缺點當然更多的是優點。缺點就是,最開始“虛擬檔案系統”中的每個子目錄的功能是事先規定好了的,我們需要事先知道那些目錄存放哪些檔案,然後在相應的位置中建立自己的內容(當然最開始的新手,也可以像Windows那樣隨意地建立目錄和檔案,實際上最開始的目錄也不多,主要就那麼幾個,花不了多長時間就會明白它們的作用的,本文後面著重對這些目錄進行介紹。而它的優點這裡只說幾點:(1當我們瞭解了這些目錄的功能之後,我們對整個Linux作業系統的執行機理也會一個大致的瞭解。(2助於我們以一種最高效的方式組織自己的資料,分類清晰並且不會對系統執行有任何影響,規定了最開始每個目錄的功能,並沒有限制我們的自由,因為我們知道我們可以在哪裡建立自己的子目錄並且在子目錄中任意建立自己的檔案。(3由於一個統一性的目錄組織結構,所以Linux上面的使用者在共享資料的時候,能夠很容易地猜測出他所需要的'資料大致存放在什麼位置,同時也不會影響到私有資料的保密性(怎麼存放自己的私有資料,那是使用者自己決定的。

3、Linux檔案系統在作業系統中的位置

在Linux系統中,主要兩個東西:“虛擬檔案系統”中的檔案和Linux作業系統核心本身。邏輯上可以認為前者屬於上層,後者在下層,前者基於後者,後者依賴前者而存在。

Linux把除了它本身(Linux作業系統核心以外的一切事物都看作是在“虛擬檔案系統”中的檔案了。無論是鍵盤,滑鼠,資料,程式,CPU,記憶體,網絡卡……無論是硬體、軟體、資料還是記憶體中的東西,我們都可以在虛擬檔案系統中的相應子目錄對他們進行訪問和操作,操作統一。而實現這些管理的幕後就是Linux作業系統核心本身:啟動Linux系統的時候,首先電腦把作業系統核心載入到記憶體中,核心本身提供了檔案管理,裝置管理,記憶體管理,CPU程序排程管理,網路管理等功能,等核心執行起來之後,就在記憶體中建立起相應的“虛擬檔案系統”,最後就是核心利用它提供的那些功能,來管理虛擬檔案系統中的硬體軟體等各種資源了。

Linux把提供作業系統本身功能(管理計算機軟硬體資源的那些部分劃給了作業系統核心,使得作業系統核心成為一個獨立的部分,有它自己的原始碼;其他的一切(軟體,硬體,資料)都根據其特性有自己的原始碼或者自由地組織並且存放在那個“虛擬檔案系統中”由作業系統核心來管理。這樣,將系統本身和系統所管理的資源分開,有助於對系統或者系統所管理的資源進行靈活的定製和擴充套件,還能按需快速建立起只適合自己使用的作業系統(實際Ubuntu,Fedora,RedHat等各種不同的Linux作業系統簡單來說就是對其檔案系統和核心進行了不同的配置而產生的“大眾化”的作業系統,相比之下,Windows就顯得非常地零亂複雜,將系統、軟體、硬體都混在了一起。

另外,我們還要注意個問題,就是在我們的角度上,是使用路徑來訪問一個檔案的。表示檔案的路徑由“檔案所在的目錄+各級目錄的分隔符+檔案”個部分組成,這無論在Windows還是Linux上面,都是一樣的,所不同的是,Windows下面目錄分隔符是“”,Linux下面是“/”,也許這也是兩者之間為了表示其各自立場不同的一個原因吧?^_^

例如:

Window系統上的檔案:D:Program FilesPPStreamP

Linux系統上的檔案:/usr/bin/screen

二、Linux上面的虛擬檔案系統目錄組織

實質上,我們啟動系統所看到的“根目錄”,邏輯上是Linux虛擬檔案系統的根目錄中的一個子目錄,我們看不到除了這個“根目錄”以外的其他的目錄,那些目錄和作業系統的具體實現相關是被控制系統核心隱藏起來了的,所以這裡就介紹我們所能看到的檔案系統中的“根目錄”的各個子目錄中的作用吧。

在Linux檔案系統中的每一個子目錄都有特定的目的和用途。一般都是根據FHS標準定義一個正式的檔案系統結構的,這個標準規定了哪些目錄應該哪些作用。這裡我們先介紹一些日常經常用到的目錄,然後給出FHS相關的內容。

1、常用的重要目錄

這裡,根據本人的使用經驗,給出比較常見重要的一些目錄,最開始我們對它們有所瞭解就可以了。隨著對Linux使用的經驗的加深,我們會了解越來越多的目錄。對目錄的功能知道得越多,我們對Linux系統的工作原理就理解的越深刻,理解作業系統的工作原理,更助於我們更為規範地使用和理解系統中每個目錄存在的意義,直至最後幾乎知道系統中的每個檔案……

/

根目錄。

包含了幾乎所的檔案目錄。相當於中央系統。進入的最簡單方法是:cd /。

/boot

載入程式,核心等存放的目錄。

這個目錄,包括了在引導過程中所必需的檔案,載入程式的相關檔案(例如grub,lilo以及相應的配置檔案以及Linux作業系統核心相關檔案(例如vmlinuz等一般都存放在這裡。在最開始的啟動階段,通過載入程式將核心載入到記憶體,完成核心的啟動(這個時候,虛擬檔案系統還不存在,載入的核心雖然是從硬碟讀取的,但是沒經過Linux的虛擬檔案系統,這是比較底層的東西來實現的。然後核心自己建立好虛擬檔案系統,並且從虛擬檔案系統的其他子目錄中(例如/sbin 和 /etc載入需要在開機啟動的其他程式或者服務或者特定的動作(部分可以由使用者自己在相應的目錄中修改相應的檔案來配製。如果我們的機器中包含多個作業系統,那麼可以通過修改這個目錄中的某個配置檔案(例如來調整啟動的預設作業系統,系統啟動的擇選單,以及啟動延遲等引數。

/sbin

超級使用者可以使用的命令的存放目錄。

存放大多涉及系統管理的命令(例如引導系統的init程式,是超級許可權使用者root的可執行命令存放地,普通使用者無許可權執行這個目錄下的命令(但是時普通使用者也可能會用到。這個目錄和/usr/sbin; /usr/X11R6/sbin或/usr/local/sbin等目錄是相似的,我們要記住,凡是目錄sbin中包含的都是root許可權才能執行的,這樣就行了。後面會具體區分。

/bin

普通使用者可以使用的命令的存放目錄。

系統所需要的那些命令位於此目錄,比如ls、cp、mkdir等命令;類似的目錄還/usr/bin,/usr/local/bin等等。這個目錄中的檔案都是可執行的、普通使用者都可以使用的命令。作為基礎系統所需要的最基礎的命令就是放在這裡。

/lib

根目錄下的所程式的共享庫目錄。

此目錄下包含系統引導和在根使用者執行命令時候所必需用到的共享庫。做個不太好但是比較形象的比喻,點類似於Windows上面的system32目錄。理說,這裡存放的檔案應該是/bin目錄下程式所需要的庫檔案的存放地,也不排除一些例外的情況。類似的目錄還/usr/lib,/usr/local/lib等等。

/dev

裝置檔案目錄。

在Linux中裝置都是以檔案形式出現,這裡的裝置可以是硬碟,鍵盤,滑鼠,網絡卡,終端,等裝置,通過訪問這些檔案可以訪問到相應的裝置。裝置檔案可以使用mknod命令來建立,具體參見相應的命令;而為了將對這些裝置檔案的訪問轉化為對裝置的訪問,需要向相應的裝置提供裝置驅動模組(一般將裝置驅動編譯之後,生成的結果是一個*型別的二進位制檔案,在核心啟動之後,再通過insmod等命令載入相應的裝置驅動之後,我們就可以通過裝置檔案來訪問裝置了。一般來說,想要Linux系統支援某個裝置,只要個東西:相應的硬體裝置,支援硬體的驅動模組,以及相應的裝置檔案。

/home

普通使用者的家目錄($HOME目錄。

在Linux機器上,使用者主目錄通常直接或間接地置在此目錄下。其結構通常由本地機的管理員來決定。通常而言,系統的每個使用者都自己的家目錄,目錄以使用者名稱作為名字存放在/home下面(例如quietheart使用者,其家目錄的名字為/home/quietheart。該目錄中儲存了絕大多數的使用者檔案(使用者自己的配置檔案,定製檔案,文件,資料等),root使用者除外(參見後面的/root目錄。由於這個目錄包含了使用者實際的資料,通常系統管理員為這個目錄單獨掛載一個獨立的磁碟分割槽,這樣這個目錄的檔案系統格式就可能和其他目錄不一樣了(儘管表面上看,這個目錄還是屬於根目錄的一棵子樹上),有利於資料的維護。

/root

使用者root的$HOME目錄

系統管理員(就是root使用者或超級使用者)的主目錄比較特殊,不存放在/home中,而是直接放在/root目錄下了。

/etc

全域性的配置檔案存放目錄。

系統和程式一般都可以通過修改相應的配置檔案,來進行配置。例如,要配置系統開機的時候啟動那些程式,配置某個程式啟動的時候顯示什麼樣的風格等等。通常這些配置檔案都集中存放在/etc目錄中,所以想要配置什麼東西的話,可以在/etc下面尋找我們可能需要修改的檔案。一些大型套件,如X11,在 /etc 下它們自己的子目錄。系統配置檔案可以放在這裡或在 /usr/etc。 不過所程式總是在 /etc 目錄下查詢所需的配置檔案,你也可以將這些檔案連結到目錄 /usr/etc。另外,還一個需要注意的常見現象就是,當某個程式在某個使用者下執行的時候,可能會在該使用者的家目錄中生成一個配置檔案(一般這個檔案最開始就是/etc下相應配置檔案的拷貝,存放相應於“當前使用者”的配置,這樣當前使用者可以通過配置這個家目錄的配置檔案,來改變程式的行為,並且這個行為只是該使用者特的。原因就是:一般來說一個程式啟動,如果需要讀取一些配置檔案的話,它會首先讀取當前使用者家目錄的配置檔案,如果存在就使用;如果不存在它就到/etc下讀取全域性的配置檔案進而啟動程式。就是這個配置檔案不自動生成,我們手動在自己的家目錄中建立一個檔案的話,也有許多程式會首先讀取到這個家目錄的檔案並且以它的配置作為啟動的選項(例如我們可以在家目錄中建立vim程式的配置檔案c,來配置自己的vim程式。

/usr

這個目錄中包含了命令庫檔案和在通常操作中不會修改的檔案。

這個目錄對於系統來說也是一個非常重要的目錄,其地位類似Windows上面的”Program Files”目錄(請原諒我可能這樣做比較不太恰當^_^。安裝程式的時候,預設就是安裝在此檔案內部某個子資料夾內。輸入命令後系統預設執行/usr/bin下的程式(當然,前提是這個目錄的路徑已經被新增到了系統的環境變數中。此目錄通常也會掛載一個獨立的磁碟分割槽,它應儲存共享只讀類檔案,這樣它可以被執行Linux的不同主機掛載。

/usr/lib

目標庫檔案,包括動態連線庫加上一些通常不是直接呼叫的可執行檔案的存放位置。

這個目錄功能類似/lib目錄,理說,這裡存放的檔案應該是/bin目錄下程式所需要的庫檔案的存放地,也不排除一些例外的情況。

/usr/bin

一般使用者使用並且不是系統自檢等所必需可執行檔案的目錄。

此目錄相當於根檔案系統下的對應目錄(/bin,非啟動系統,非修復系統以及非本地安裝的程式一般都放在此目錄下。

/usr/sbin

管理員使用的非系統必須的可執行檔案存放目錄。

此目錄相當於根檔案系統下的對應目錄(/sbin,儲存系統管理程式的二進位制檔案,並且這些檔案不是系統啟動或檔案系統掛載 /usr 目錄或修復系統所必需的。

/usr/share

存放共享檔案的目錄。

在此目錄下不同的子目錄中儲存了同一個作業系統在不同構架下工作時特定應用程式的共享資料(例如程式文件資訊)。使用者可以找到通常放在 /usr/doc 或 /usr/lib 或 /usr/man 目錄下的這些類似資料。

/usr/include

C程式語言編譯使用的標頭檔案。

linux下開發和編譯應用程式所需要的標頭檔案一般都存放在這裡,通過標頭檔案來使用某些庫函式。預設來說這個路徑被新增到了環境變數中,這樣編譯開發程式的時候編譯器會自動搜尋這個路徑,從中找到你的程式中可能包含的標頭檔案。

/usr/local

安裝本地程式的一般預設路徑。

當我們下載一個程式原始碼,編譯並且安裝的時候,如果不特別指定安裝的程式路徑,那麼預設會將程式相關的檔案安裝到這個目錄的對應目錄下。例如,安裝的程式可執行檔案被安裝(安裝實質就是複製到了/usr/local/bin下面,此程式(可執行檔案所需要依賴的庫檔案被安裝到了/usr/local/lib目錄下,被安裝的軟體如果是某個開發庫(例如Qt,Gtk等那麼相應的標頭檔案可能就被安裝到了/usr/local/include中等等。也就是說,這個目錄存放的內容,一般都是我們後來自己安裝的軟體的預設路徑,如果擇了這個預設路徑作為軟體的安裝路徑,被安裝的軟體的所檔案都限制在這個目錄中,其中的子目錄就相應於根目錄的子目錄。

/proc

特殊檔案目錄。

這個目錄採用一種特殊的檔案系統格式(proc格式,核心支援這種格式。其中包含了全部虛擬檔案。它們並不儲存在磁碟中,也不佔據磁碟空間(儘管命令ls -c會顯示它們的大小)。當您檢視它們時,您實際上看到的是記憶體裡的資訊,這些檔案助於我們瞭解系統內部資訊。例如:

├1/ 關於程序1的資訊目錄。每個程序在/proc 下一個名為其程序號的目錄。

├cpuinfo 處理器資訊,如型別、製造商、型號和效能。

├devices 當前執行的核心配置的裝置驅動的列表。

├dma 顯示當前使用的DMA通道。

├filesystems 核心配置的檔案系統。

├interrupts 顯示使用的中斷,and how many of each there have been.

├ioports 當前使用的I/O埠。

├kcore 系統實體記憶體映象。與實體記憶體大小一樣,但實際不佔這麼多記憶體;

├kmsg 核心輸出的訊息。也被送到syslog 。

├ksyms 核心符號表。

├loadavg 系統”平均負載”;3個沒意義的指示器指出系統當前的工作量。

├meminfo 儲存器使用資訊,包括實體記憶體和swap。

├modules 當前載入了哪些核心模組。

├net 網路協議狀態資訊。

├self 到檢視/proc 的程式的程序目錄的符號連線。

├stat 系統的不同狀態

├uptime 系統啟動的時間長度。

└version 核心版本。

/opt

可擇的檔案目錄。

這個目錄表示的是可擇的意思,些自定義軟體包或者第方工具,就可以安裝在這裡。比如在Fedora Core 5.0中,OpenOffice就是安裝在這裡。些我們自己編譯的軟體包,就可以安裝在這個目錄中;通過原始碼包安裝的軟體,可以把它們的安裝路徑設定成/opt這樣來安裝。這個目錄的作用一點類似/usr/local。

/mnt

臨時掛載目錄。

這個目錄一般是用於存放掛載儲存裝置的掛載目錄的,比如磁碟,光碟機,網路檔案系統等,當我們需要掛載某個磁碟裝置的時候,可以把磁碟裝置掛載到這個目錄上去,這樣我們可以直接通過訪問這個目錄來訪問那個磁碟了。一般來說,我們最好在/mnt目錄下面多建立幾個子目錄,掛載的時候掛載到這些子目錄上面,因為通常我們可能不僅僅是掛載一個裝置吧?

/media

掛載的媒體裝置目錄。

掛載的媒體裝置目錄,一般外部裝置掛載到這裡,例如cdrom等。比如我們插入一個U盤,我們一般會發現,Linux自動在這個目錄下建立一個disk目錄,然後把U盤掛載到這個disk目錄上,通過訪問這個disk來訪問U盤。

/var

內容經常變化的目錄。

此目錄下檔案的大小可能會改變,如緩衝檔案,日誌檔案,快取檔案,等一般都存放在這裡。

/tmp

臨時檔案目錄。

該目錄存放系統中的一些臨時檔案,檔案可能會被系統自動清空。的系統直接把tmpfs型別的檔案系統掛載到這個目錄上,tmpfs檔案系統由Linux核心支援,在這個檔案系統中的資料,實際上是記憶體中的,由於記憶體的資料斷電易失,當系統重新啟動的時候我們就會發現這個目錄被清空了。

/lost+found

恢復檔案存放的位置。

當系統崩潰的時候,在系統修復過程中需要恢復的檔案,可能就會在這裡被找到了,這個目錄一般為空。

以上目錄,是最常見的重要目錄。其中,有些目錄初學者容易混淆,這裡簡單區分一下:

/bin,/sbin與/usr/bin,/usr/sbin:

/bin一般存放對於使用者和系統來說“必須”的程式(二進位制檔案。

/sbin一般存放用於系統管理的“必需”的程式(二進位制檔案,一般普通使用者不會使用,根使用者使用。

/usr/bin一般存放的只是對使用者和系統來說“不是必需的”程式(二進位制檔案。

/usr/sbin一般存放用於系統管理的系統管理的不是必需的程式(二進位制檔案)。

/lib與/usr/lib:

/lib和/usr/lib的區別類似/bin,/sbin與/usr/bin,/usr/sbin。

/lib一般存放對於使用者和系統來說“必須”的庫(二進位制檔案。