linux第3章_文件系统

第3章文件系统,本章内容,文件系统体系结构文件操作权限管理磁盘管理,1、Linux文件系统体系结构,文件系统体系结构说明,用户空间包含一些应用程序和GNUC库（glibc），它们为文件系统调用（打开、读取、写和关闭）提供用户接口。系统调用接口的作用就像是交换器，它将系统调用从用户空间发送到内核空间中的适当端点。VFS是底层文件系统的主要接口。这个组件导出一组接口，然后将它们抽象到各个文件系统，各个文件系统的行为可能差异很大。有两个针对文件系统对象的缓存（inode和dentry），它们缓存最近使用过的文件系统对象。每个文件系统实现（比如ext2、JFS等等）导出一组通用接口，供VFS使用。,文件系统体系结构说明（续）,缓冲区缓存会缓存文件系统和相关块设备之间的请求。例如，对底层设备驱动程序的读写请求会通过缓冲区缓存来传递。这就允许在其中缓存请求，减少访问物理设备的次数，加快访问速度。以最近使用（LRU）列表的形式管理缓冲区缓存。注意，可以使用sync命令将缓冲区缓存中的请求发送到存储媒体（迫使所有未写的数据发送到设备驱动程序，进而发送到存储设备）。,关于设备文件,块设备就是以块（比如磁盘扇区）为单位收发数据的设备，它们支持缓冲和随机访问（不必顺序读取块，而是可以在任何时候访问任何块）等特性。块设备包括硬盘、CD-ROM和RAM盘。字符设备没有可以进行物理寻址的媒体，字符设备包括串行端口和磁带设备，只能逐字符地读取这些设备中的数据。,文件系统类型,文件系统是指文件在硬盘上的存储方法和排列顺序。Linux系统中，每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。虚拟文件系统使得Linux可以支持多个不同的文件系统。内核支持的文件系统类型包括：ext、ext2、ext3、JFS、Minix、ISO9660MSDOS、NTFS、NFS,ext2文件系统,ext是专门为Linux系统设计的文件系统，叫扩展文件系统。ext2被称为二级扩展文件系统，1993年发布。支持256字节的长文件名。缺陷：Linux先写入文件的内容，然后等到有空的时候才写入文件的meta-data（与文件有关的信息，如权限、所有者等）。如果在写入文件内容之后，写入文件meta-data之前系统断电，则可能造成文件系统处于不一致的状态。虽然ext2文件系统容量为6384G，但是2.4内核支持的分区最大为2048GB。,ext3文件系统,一种日志式文件系统。日志式文件系统的优越性在于由于文件系统都有快取层参与运作，如不使用时必须将文件系统卸载，以便将快取层的资料写回磁盘。因此，当系统要关机时，必须将所有文件系统全部卸载。否则，重开机后会造成文件系统资料不一致，这时必须做文件系统的重整工作，相当耗时。继承了ext2的优点。缺点：没有现代文件系统所具有的、能提高文件数据处理速度和解压的高性能。,MINIX1.0文件系统,MINIX文件系统与标准UNIX文件系统基本相同，由6部分组成。,超级块与inode,超级块结构表示一个文件系统。它包含管理文件系统所需的信息，包括文件系统名称（比如ext2）、文件系统的大小和状态、块设备的引用和元数据信息（比如空闲列表等等）。超级块通常存储在存储媒体上，但是如果超级块不存在，也可以实时创建它。可以在./linux/include/linux/fs.h中找到超级块结构。inode表示文件系统中的一个对象，它具有惟一标识符。各个文件系统提供将文件名映射为惟一inode标识符和inode引用的方法。,2、文件操作,文件是Linux用来存储信息的基本结构，它是被命名的存储在某种介质上的一组信息的集合。Linux系统中有三种基本的文件类型。普通文件：又分为文本文件和二进制文件。目录文件：目录文件存储了一组相关文件的位置、大小等与文件有关的信息。设备文件：Linux系统把每一个I/O设备都看成一个文件，与普通文件一样处理，这样可以使文件与设备的操作尽可能统一。,12,目录,Linux系统以目录的方式来组织和管理系统中的所有文件。将所有文件的说明信息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”称为“目录”或“文件夹”。而“叶子”则是一个个的文件。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。特殊目录:“.”代表该目录自己，“.”代表该目录的父目录，对于根目录，“.”和“.”都代表其自己。,13,目录（续）,工作目录：用户登录到Linux系统后，每时每刻都处在某个目录之中，此目录被称为“工作目录”或“当前目录”。用户主目录（HomeDirectory）：是系统管理员在增加用户时为该用户建立起来的目录，每个用户都有自己的主目录。使用符号表示。,14,目录（续）,路径是指从树型目录结构中的某个目录到某个文件的一条道路。此路径的主要构成是目录名称，中间用“/”分开。绝对路径是指从“根”开始的路径，也称为完全路径；相对路径是指从用户工作目录开始的路径。通配符通配符*通配符？字符组模式：通配符“”、“”、“-”用于构成字符组模式。转义字符,15,目录和文件的基本操作,文件查看和连接命令catcat选项分屏显示命令moremore选项按页显示命令lessless选项,16,复制、删除和移动命令,复制命令cpcp选项或者cp选项.删除命令rmrm选项.移动或重命名命令mvmv选项或者mv选项.,17,创建和删除目录命令,创建目录命令mkdirmkdir-p删除删除空目录命令rmdirrmdir-p,18,切换工作目录和显示目录命令,切换工作目录命令cdcd显示当前路径命令pwdpwd查看目录命令lsls选项.,19,查找与定位命令,查找文件或者目录命令findfindpathexpression文件定位命令locate/slocatelocate选项,20,改变文件或目录时间属性,改变文件或目录时间的命令touchtouch选项file2.,21,硬链接与软链接,链接lnln选项硬链接：一个文件是另一个文件的别名，是同一个文件实体。软链接：又称为符号链接，一个特殊的文件，它的内容不是真正的数据，而是指向另一个文件的路径名。硬链接必须在同一文件系统中；软连接可以跨不同的文件系统，并且可以对目录创建链接。不论是硬链接还是软链接，都不会复制原文件。,压缩解压缩命令,命令格式为：tar辅选项压缩和解压命令gzipgzip选项解压命令unzipunzip选项,23,24,3、权限管理,Linux/Unix的文件访问权限分为三级：文件所有者、群组、其他：拥有者（owner）权限：拥有文件的用户具有的访问权限。与拥有者同组用户的权限：文件拥有者所在组的其它用户对该文件的访问权限。其他用户（other）权限：与文件拥有者不在同一组的用户对该文件的访问权限。,25,更改文件所有者,chownchown选项user:group,26,更改文件访问权限,更改文件访问权限命令chmodchmod选项.mode：ugoa+-=rwxX.,，mode也可以用数字来表示权限：chmodabcfile,更改文件访问权限,chmod用于改变文件或目录的访问权限。用户用它控制文件或目录的访问权限。chmod选项.mode：ugoa+-=rwxX.,，该命令有两种用法。字母和操作符表达式的文字设定法包含数字的数字设定法,文字设定法,操作对象who可是下述字母中的任一个或者它们的组合：u表示“用户（user）”，即文件或目录的所有者。g表示“同组（group）用户”，即与文件属主有相同组ID的所有用户。o表示“其他（others）用户”。a表示“所有（all）用户”。它是系统默认值。操作符号可以是：+添加某个权限。-取消某个权限。=赋予给定权限并取消其他所有权限（如果有的话）。,文字设定法（续）,设置mode所表示的权限可用下述字母的任意组合：r可读。w可写。x可执行。X只有目标文件对某些用户是可执行的或该目标文件是目录时才追加x属性。s在文件执行时把进程的属主或组ID置为该文件的文件属主。方式“us”设置文件的用户ID位，“gs”设置组ID位。t保存程序的文本到交换设备上。,文字设定法（续）,在一个命令行中可给出多个权限方式，其间用逗号隔开。例如：chmodg+r，o+rexample使同组和其他用户对文件example有读权限。,数字设定法,chmodabcfilea,b,c各为一个数字，分别表示User、Group、及Other的权限。权限是关于可读（r）、可写(w)、可执行(x)三个属性设置值的和，其中r=4，w=2，x=1。例如：若要rwx属性，则4+2+1=7；若要rw-属性，则4+2=6；若要r-x属性，则4+1=7,数字设定法（续）,chmod644mm.txt即设定文件mm.txt的属性为：-rw-r-rchmod750wch.txt即设定wchtxt这个文件的属性为：-rwxr-x-,4、硬盘管理,创建文件系统挂载和卸载文件系统自动挂载文件系统,34,Linux存储设备,计算机系统中，所有的存储设备都是以目录树的形式对文件进行管理的。在Linux系统中，所有的文件都是在以“/”目录为根的一棵“大”目录树中进行管理。如果要使用USB存储设备、光盘或软盘等存储设备，必须将这些设备中的“小”目录树像嫁接一样挂载（mount）到Linux系统的“大”目录树中。,35,创建文件系统,mkfs选项-t设备名称区块数说明：把指定的设备格式为指定的文件系统。例如格式化硬盘时：mkfstext3/dev/hda4格式化软盘时，需要指定设备名和区块数，每个区块大约1000个字节，一张1.44MB的软盘对应1440个区块。格式化指令为：mkfstext3/dev/fd01440,挂载文件系统,挂载对象的文件系统类型vfatext2ext3iso9660挂载对象的设备名称在Linux系统中，设备名称通常都在/dev目录下，设备名称的命名是有规则的;/dev/hda1/dev/sda2/dev/fd0/dev/cdrom设备挂载到哪一目录，即挂载点Linux系统中有一个/mnt目录，专门用作挂载点（mountPoint）目录在挂载设备时首先查看挂载点目录是否存在，如不存在必须首先创建该目录，否则mount命令无法正常执行。,36,37,挂载命令mount,mount选项选项：-t挂载的文件系统mounttext2/dev/fd0/mnt/floppy-o参数=值，对于挂载的不同类型的设备可以使用一组不同的参数。mount-oiocharset=cp936/dev/sda1/mnt/usb,挂载设备的过程,查看设备：使用命令“fdiskl”可以查看系统的存储设备挂载设备：首先使用mkdir命令建立挂载点目录，然后再使用mount命令挂载相关设备访问设备：按照文件方式访问设备内容,38,卸载文件系统,卸载设备：用户在使用完挂载设备后，不能直接将挂载设备从系统拔出，否则会出现问题，严重的会导致系统崩溃。用户必须先执行卸载命令然后再该设备拔出。umount挂载点或设备名,自动挂载文件系统,使用配置文件/etc/fstab来自动挂载存储设备。文件/etc/fstab存放的是系统中的文件系统信息。每个文件系统在文件中都对应一个独立的行。fsck、mount、umount的等命令都利用这个文件。fstab每一行为一个分区记录，包含六个域：例如：/dev/hda1/mnt/cvfatiocharset=cp93600,40,41,mount命令,利用fstab文件，mount还有另外两种使用格式：mounta该命令将文件/etc/fstab中提到的所有文件系统，凡没使用noauto选项的，一律按照指定的方式自动挂载。该命令一般在系统的启动脚本中执行。mount或者mount当挂载fstab中提到的文件系统时，可以只指定挂载设备或者只指定挂载点即可完成挂载。,交换空间,Linux系统中交换空间在物理内存被用完时使用。位于硬盘驱动器上。用户在安装系统后添加，可以添加交换分区或者交换文件。添加交换空间有两种方法。方法一：创建交换分区mkswap