Linux文件系统及管理

一、Linux系统的文件系统与目录结构

Linux系统的文件目录结构为一个单根倒置的树结构，具体表现如下图：

从CentOS7开始，以下目录与之前的版本发生变化

◆/bin 软链接指向 /usr/bin

◆/sbin 软链接指向 /usr/sbin

◆/lib 软链接指向 /usr/lib

◆/lib64 软链接指向 /usr/lib64

文件系统从根目录下开始，用“/”表示

◆boot：引导文件存放目录，内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader,grub)都存放于此目录

◆/bin：所有用户使用的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

◆/sbin：管理类的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

◆/lib：启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)

◆/lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置

◆/etc：配置文件目录

◆/home/USERNAME：普通用户家目录

◆/root：管理员的家目录

◆/media：便携式移动设备挂载点

◆/mnt：临时文件系统挂载点

◆/dev：设备文件及特殊文件存储位置

b: block device，随机访问

c: character device，线性访问

◆/opt：第三方应用程序的安装位置

◆/srv：系统上运行的服务用到的数据

◆/tmp：临时文件存储位置

◆/usr: universal shared, read-only data

bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序

sbin:

lib：32位使用

lib64：只存在64位系统

include: C程序的头文件(header files)

share：结构化独立的数据，例如doc, man等

local：第三方应用程序的安装位置

bin, sbin, lib, lib64, etc, share

◆/proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统

◆/sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统

◆/selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

二、Linux下的文件类型

◆- 普通文件

◆d 目录文件

◆b 块设备

◆c 字符设备

◆l 符号链接文件

◆p 管道文件pipe

◆s 套接字文件socket

三、文件的3种时间atime mtime ctime

Linux系统中，文件存在3种时间状态属性

1、这3个time的含义：

atime：Access Time 最后一次访问文件（读取或执行）或目录的时间；

mtime：Modofy Time 最后一次修改文件内容（数据）或目录内容（目录内文件列表）的时间；

ctime：Change Time 最后一次改变文件属性（元数据）或目录属性（元数据）的时间；

2、如何查看文件或目录的atime/mtime/ctime

可通过stat命令查看全部3个时间

[root@centos7 data]#stat test.txt

  File: ‘test.txt’

  Size: 0         	Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file

Device: 803h/2051d	Inode: 67          Links: 1

Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)

Context: unconfined_u:object_r:etc_runtime_t:s0

Access: 2019-07-28 15:25:54.755150776 +0800

Modify: 2019-07-28 15:25:54.755150776 +0800

Change: 2019-07-28 15:25:54.755150776 +0800

 Birth: -

[root@centos7 data]#

或可以通过以下命令分别查看：

查看atime: ls -lu filename

[root@centos7 data]#ls -lu test.txt

-rw-r--r--. 1 root root 0 Jul 28 15:25 test.txt

[root@centos7 data]#

查看mcime: ls -l filename

[root@centos7 data]#ls -l test.txt

-rw-r--r--. 1 root root 12 Jul 28 15:29 test.txt

[root@centos7 data]#

查看ctime: ls -lc filename

[root@centos7 data]#ls -lc test.txt

-rw-r--r--. 1 root root 12 Jul 28 15:29 test.txt

[root@centos7 data]#

四、Linux文件系统的inode

1、inode是什么？

理解inode，要从文件储存说起。

文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个block。

文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为索引节点。

每一个文件都有对应的inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。系统是根据inode号来识别文件。

2、inode包含的信息

inode包含文件的属性信息（元数据），具体来说有以下内容：

    * 文件的字节数

　　* 文件拥有者的User ID

　　* 文件的Group ID

　　* 文件的读、写、执行权限

　　* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。

　　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode

　　* 文件数据block的位置

3、inode的特性

inode也会消耗磁盘空间，所以在硬盘格式化的时候，操作系统会自动将硬盘分为2个区域，一部分用来存放inode信息，一部分存放文件数据。
每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数，在格式化时就给定，一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。
磁盘的每一个独立分区的inode号是相互独立的。

查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df -i命令。

[root@centos7 ~]#df -i

Filesystem       Inodes  IUsed    IFree IUse% Mounted on

/dev/sda2      26214400 131432 26082968    1% /

devtmpfs         228956    391   228565    1% /dev

tmpfs            232906      1   232905    1% /dev/shm

tmpfs            232906    872   232034    1% /run

tmpfs            232906     16   232890    1% /sys/fs/cgroup

/dev/sda3      26214400      4 26214396    1% /data

/dev/sda1        524288    342   523946    1% /boot

tmpfs            232906      9   232897    1% /run/user/42

tmpfs            232906      1   232905    1% /run/user/0

[root@centos7 ~]#

五、硬链接、软链接文件特性及区别

硬链接：同一文件系统上（同一磁盘分区）相同inode编号的不同文件名的文件，对应同一文件系统上相同的block磁盘位置。
软链接：一个符号链接文件指向另外一个文件或者目录，与被指向的文件inode号不相同。

硬链接和软连接的区别：

（1）本质：硬链接：同一个文件多个名字，软连接不同的文件。

（2）硬链接不可以跨分区，软链接可以。

（3）硬链接不支持对目录创建，软链接支持。

（4）相互关系：硬链接相互是独立的关系，软链接相互是依赖的关系。

（5）inode号，硬链接相同，软连接不同。

（6）链接数。硬链接会增长或减少，软链接不变。

（7）路径问题：原始文件的路径。硬链接的相对路径是当前工作目录，软连接是相对路径是根据后面软链接的路径决定。