导读 操作系统的基本功能之一就是文件管理,而文件的管理是由文件系统来完成的。Linux 支持多种文件系统,本文我们就来讲解 Linux 下的文件系统、文件系统类型、文件系统结构和文件系统相关Shell 命令

操作系统就是处理各种数据的,这些数据在硬盘上就是二进制,人类肯定不能直接看懂这些二进制数据,要有一个翻译器,将这些二进制的数据还原为人类能看懂的文件形式,这个工作就是由文件系统来完成的,文件系统的目的就是实现数据的查询和存储,由于使用场合、使用环境的不同,Linux 有多种文件系统,不同的文件系统支持不同的体系。文件系统是管理数据的,而可以存储数据的物理设备有硬盘、U 盘、SD 卡、NAND FLASH、NOR FLASH、网络存储设备等。不同的存储设备其物理结构不同,不同的物理结构就需要不同的文件系统去管理,比如管理 NAND FLASH 的话使用 YAFFS 文件系统,管理硬盘、SD 卡的话就是 ext 文件系统等等。
我们在使用 Windows 的时候新买一个硬盘回来一般肯定是将这个硬盘分为好几个盘,比如C 盘、D 盘等等。这个叫磁盘的分割,Linux 下也支持磁盘分割,Linux 下常用的磁盘分割工具为:fdisk,fdisk 这个工具我们后面会详细讲解怎么用,因为我们移植 Linux 的时候需要将 SD卡分为三个分区来存储不同的东西。在 Windows 下我们创建一个新的盘符以后都要做格式化处理,格式化其实就是给这个盘符创建文件系统的过程,我们在 Windows 格式化某个盘的时候都会让你选择文件系统,如图所示:

格式化磁盘

上图就是格式化磁盘的时候选择文件系统,Windows 下一般有 FAT、NTFS 和 exFAT这些文件系统。同样的,在 Linux 下我们使用 fdisk 创建好分区以后也是要先在创建好的分区上面创建文件系统,也就是格式化。
在 Windows 下有磁盘分区的概念,比如 C,D,E 盘等,在 Linux 下没有这个概念,因此Linux 下你找不到像C、D、E 盘这样的东西。前面我们说了Linux 下可以给磁盘分割,但是没有 C、D、E 盘那怎么访问这些分区呢?在 Linux 下创建一个分区并且格式化好以后我们要将其“挂载”到一个目录下才能访问这个分区。Windows 的文件系统挂载过程是其内部完成的,用户是看不到的,Linux 下我们使用 mount 命令来挂载磁盘。挂载磁盘的时候是需要确定挂载点的,也就是你的这个磁盘要挂载到哪个目录下。
前面我们说了,在Windows 下有 FAT、NTFS 和 exFAT 这样的文件系统,在Linux 下又有哪些文件系统呢,Linux 下的文件系统主要有 ext2、ext3、ext4 等文件系统。Linux 还支持其他的 UNIX 文件系统,比如XFS、JFS、UFS 等,也支持Windows 的 FAT 文件系统和网络文件系统 NFS 等。这里我们主要讲一下 Linux 自带的 ext2、ext3 和 ext4 文件系统。

ext2 文件系统:

ext2 是Linux 早期的文件系统,但是随着技术的发展 ext2 文件系统已经不推荐使用了,ext2是一个非日志文件系统,大多数的 Linux 发行版都不支持 ext2 文件系统了。

ext3 文件系统:

ext3 是在 ext2 的基础上发展起来的文件系统,完全兼容 ext2 文件系统,ext3 是一个日志文件系统,ext3 支持大文件,ext3 文件系统的特点有如下:

高可靠性:使用 ext3 文件系统的话,即使系统非正常关机、发生死机等情况,恢复 ext3 文件系统也只需要数十秒。

数据完整性:ext3 提高了文件系统的完整性,避免意外死机或者关机对文件系统的伤害。

文件系统速度:ext3 的日志功能对磁盘驱动器读写头进行了优化,文件系统速度相对与 ext2来说没有降低。

数据转换:从 ext2 转换到ext3 非常容易,只需要两条指令就可以完成转换。用户不需要花时间去备份、恢复、格式化分区等,用 ext3 文件系统提供的工具 tune2fs 即可轻松的将 ext2 文件系统转换为 ext3 日志文件系统。ext3 文件系统不需要经过任何修改,可以直接挂载成 ext2 文件系统。

ext4 文件系统:

ext4 文件系统是在 ext3 上发展起来的,ext4 相比与ext3 提供了更佳的性能和可靠性,并且功能更丰富,ext4 向下兼容 ext3 和 ext2,因此可以将 ext2 和 ext3 挂载为 ext4。那么我们安装的 Ubuntu 使用的哪个版本的文件系统呢?在终端中输入如下命令来查询当前磁盘挂载的啥文件系统:

df -T –h

在Windows 下直接打开C 盘,我们进入的就是C 盘的根目录,打开D 盘进入的就是D 盘的根目录,比如C 盘根目录如下:

在 Linux 下因为没有 C、D 盘之说,因此 Linux 只有一个根目录,没有 C 盘根目录、D 盘根目录之类的。其实如果你的 Windows 只有一个 C 盘的话那么整个系统也就只有一个根目录。
Windows 下的 C 盘根目录就是“C:”,在 Linux 下的根目录就是“/”,你没有看错,Linux 根目录就是用“/”来表示的,打开 Ubuntu 的文件浏览器,文件浏览器在左侧的导航栏,图标如图所示:

直接打开文件浏览器以后,我们默认不是处于根目录中的,不像Windows,我们直接打开C 盘就处于C 盘根目录下。Ubuntu 是支持多用户的,Ubuntu 为每个用户创建了一个根目录,比如我电脑现在登陆的是“zuozhongkai”这个用户,因此默认进入的是“zuozhongkai”这个用户的根目录。我们点击图中左侧的“计算机”,打开以后如图所示:

上图就是 Ubuntu 的根目录“/”,这时候肯定就有人有疑问,刚刚说 Ubuntu 会给每个用户创建一个根目录,那这些用户的根目录在哪里?是不是和根目录“/”是一个地位的?其实所谓的给每个用户创建一个根目录只是方便说而已,这个所谓的用户根目录其实就是“/”下的一个文件夹,以我的“zuozhongkai”这个用户为例,其用户根目录就是:/home/zuozhongkai。只要

你创建了一个用户,那么系统就会在/home 这个目录下创建一个以这个用户名命名的文件夹,这个文件夹就是这个用户的根目录。

用户可以对自己的用户根目录下的文件进行随意的读写操作,但是如果要修改根目录“/”下的文件就会提示没有权限。打开终端以后默认进入的是当前用户根目录,比如我们打开终端以后输入“ls”命令查看当前目录下有什么文件,可以看出,都是“zuozhongkai”这个账户的根目录。我们来看一下根目录“/”下都有哪些文件,在终端中输入如下命令:

cd / //进入到根目录“/ ls //查看根目录“/”下的文件以及文件夹
执行上述两行命令以后,列举出了根目录“/”下面的所有文件夹,这里我们仔细观察一下,当我们进入到根目录“/”里面以后终端提示符“$”前面的符号“~”变成了“/”,这是因为当我们在终端中切换了目录以后“$”前面就会显示切换以后的目录路径。我们来看一下根目录“/”中的一些重要的文件夹:

/bin 存储一些二进制可执行命令文件,/usr/bin 也存放了一些基于用户的命令文件。

/sbin 存储了很多系统命令,/usr/sbin 也存储了许多系统命令。

/root 超级用户 root 的根目录文件。

/home 普通用户默认目录,在该目录下,每个用户都有一个以本用户名命名的文件夹。

/boot 存放Ubuntu 系统内核和系统启动文件。

/mnt 通常包括系统引导后被挂载的文件系统的挂载点。

/dev 存放设备文件,我们后面学习Linux 驱动主要是跟这个文件夹打交道的。

/etc 保存系统管理所需的配置文件和目录。

/lib 保存系统程序运行所需的库文件,/usr/lib 下存放了一些用于普通用户的库文件。

/lost found 一般为空,当系统非正常关机以后,此文件夹会保存一些零散文件。

/var 存储一些不断变化的文件,比如日志文件

/usr 包括与系统用户直接有关的文件和目录,比如应用程序和所需的库文件。

/media 存放Ubuntu 系统自动挂载的设备文件。

/proc 虚拟目录,不实际存储在磁盘上,通常用来保存系统信息和进程信息。

/tmp 存储系统和用户的临时文件,该文件夹对所有的用户都提供读写权限。

/opt 可选文件和程序的存放目录。

/sys 系统设备和文件层次结构,并向用户程序提供详细的内核数据信息。

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