Linux 文件系统

Linux 文件系统以及常见命令

  • Linux 文件系统
    • block 与 inode
    • 文件类型
    • 权限
    • 目录树
    • 挂载
  • 管道
    • 啥是管道
    • 管道的分类
    • 管道的实质

Linux 文件系统

在 Linux 中一切皆文件,不仅仅是平时所使用的 txt、pdf 等常见的文件,连 Linux 中的命令 cd、ifconfig 等也是以文件形式储存,网络接口卡、磁盘驱动器、打印机、输入输出设备等花里胡哨的东西也是文件

block 与 inode

既然一切都是文件,那这些文件应该存放在哪呢

我们先来了解计算机硬件的相关概念,磁盘中存放数据的最小也是基本单位是一个叫扇区的东西(Sector),每个扇区存储 512 字节

磁盘上的每个磁道被等分为若干个弧段,这些弧段便是磁盘的扇区

Linux 文件系统_第1张图片
为了对扇区进行查找和管理,需要对扇区进行编号,扇区的编号从0磁道开始,起始扇区为1扇区,其后为2扇区、3扇区……,0磁道的扇区编号结束后,1磁道的起始扇区累计编号,直到最后一个磁道的最后一个扇区(n扇区)。例如,某个硬盘有1024个磁道,每个磁道划分为63个扇区,则0磁道的扇区号为1~63,1磁道的起始扇区号为64最后一个磁道的最后一个扇区号为64512

块(block)由多个扇区组成。文件数据存储在块中。块的最常见的大小是 4kb,约为 8 个连续的扇区组成。一个文件可能会占用多个 block,但是一个块只能存放一个文件

我们需要一个空间来存储文件的元信息:如某个文件被分成几块、每一块在的地址、文件拥有者,创建时间,权限,大小等。这种存储文件元信息的区域就叫inode。 每个文件都有一个inode,存储文件的元信息

操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区,存放文件数据;另一个是inode区,存放inode所包含的信息

可以使用stat命令可以查看文件的inode信息

文件:vimrc
大小:1982      	块:8          IO 块:4096   普通文件
设备:fd00h/64768d	Inode:18069724    硬链接:1
权限:(0644/-rw-r--r--)  Uid:(    0/    root)   Gid:(    0/    root)
环境:system_u:object_r:etc_t:s0
最近访问:2022-07-27 09:40:38.884022629 +0800
最近更改:2022-06-27 21:47:04.000000000 +0800
最近改动:2022-07-27 09:24:57.405008730 +0800
创建时间:2022-07-27 09:24:57.405008730 +0800

文件类型

在 Linux 中第一个字符代表这个文件是目录、文件或链接文件等等

普通文件:当为 - 则是文件,用于存储信息和数据, Linux用户可以根据访问权限对普通文件进行查看、更改和删除。比如:图片、声音、PDF、text、视频、源代码等等。

目录文件:当为 d 则是目录,目录也是文件的一种,用于表示和管理系统中的文件,目录文件中包含一些文件名和指向这些文件的指针。打开目录事实上就是打开目录文件

硬链接:多个文件名指向同一索引节点是存在的。一般这种连接就是硬连接。硬连接的作用是允许一个文件拥有多个有效路径名,这样用户就可以建立硬连接到重要文件,以防止“误删”的功能。而文件真正删除的条件是与之相关的所有硬连接文件均被删除。

符号链接文件(软链接):保留了指向文件的地址,而不是文件本身。实际上是一个文本文件

管道文件:一种特殊类型的文件,用于进程之间的通信。

套接字:用于进程间的网络通信,也可以用于本机之间的非网络通信。

权限

Linux 系统是一个多用户多任务的分时操作系统,任何一个要使用系统资源的用户,都必须首先向系统管理员申请一个账号,然后以这个账号的身份进入系统

每个用户都有一个用户组,系统可以对一个用户组中的所有用户进行集中管理。不同 Linux 系统对用户组的规定有所不同,如 Linux 下的用户属于与它同名的用户组,这个用户组在创建用户时同时创建

完成用户管理的工作有许多种方法,但是每一种方法实际上都是对有关的系统文件进行修改。

与用户和用户组相关的信息都存放在一些系统文件中,这些文件包括 /etc/passwd, /etc/shadow,,/etc/group 等

在使用 ll 等命令查看文件的时候就会显示该文件对应的权限
Linux 文件系统_第2张图片
有时会用1表示 r 权限,2表示 w 权限,4表示 x 权限,因此像是所有用户可读可写可执行就可以写为777,只需要9个 bit 就可以存放这些权限了

超级用户可以无视普通用户的权限,即使文件目录权限是 000,依旧可以访问

文件的所有者一般为文件的创建者,谁创建了该文件,就天然的成为该文件的所有者,用 ls ‐ahl 命令可以看到文件的所有者,也可以使用 chown 用户名 文件名来修改文件的所有者(chown 命令用于修改文件权限)

当某个用户创建了一个文件后,这个文件的所在组就是该用户所在的组用 ls ‐ahl命令可以看到文件的所有组也可以使用 chgrp 组名 文件名来修改文件所在的组

目录树

Liunx 不像 win,有C盘D盘,它只有一个目录树/,当然这个/也是个文件

所有可操作的计算机资源都存在于目录树这个结构中,对计算资源的访问,可以看做是对这棵目录树的访问,目录如下:
在这里插入图片描述
每个目录的意义:

/bin: 存放二进制可执行文件(ls、cat、mkdir 等),常用命令一般都放在这里
/etc: 存放系统管理和配置文件,比如 hosts 等;
/home: 存放所有用户文件的根目录,是用户主目录的基点,比如用户 user 的主目录就是 /home/user,可以用~user 表示,当前用户输入 ~ 即可回到自己的文件夹
/root: 超级用户(系统管理员)的主目录
/lib:lib 是 Library(库) 的缩写这个目录里存放着系统最基本的动态连接共享库,其作用类似于 Windows 里的 DLL 文件。几乎所有的应用程序都需要用到这些共享库
/opt:opt 是 optional(可选) 的缩写,这是给主机额外安装软件所摆放的目录。比如你安装一个 ORACLE 数据库,或者 tomcat 则就可以放到这个目录下。默认是空的
/usr:usr 是 unix shared resources(共享资源) 的缩写,这是一个非常重要的目录,这里面存放可分享的与不可变动的文件,系统在安装的时候就会将一些默认的软件安到这里面
/sbin:存放开机时需要用到的命令
/dev:一般来说 dev 是开发的意思,这个命令下挂载了很多硬件资源,任何装置与接口设备都是以文件的型态存在于这个目录当中的
/srv:是 server 的简写,存放了各种服务所需要的资源,比如可以在这下面的 www 文件夹下存放一些服务器所需要的 pdf 等文件
/media:媒体,用来存放(挂载)接入的临时文件,默认情况下 Linux 的外部接入的资源都会存放到这个目录下,比如软盘、光盘、DVD 等
/tmp:类似 media,都是存放临时文件的地方,让一般使用者或者是正在执行的程序暂时放置文件的地方

其他的目录在需要查找文件的时候去百度就可以了

挂载

所谓的挂载就是利用一个目录当成进入点,将磁盘分区槽的数据放置在该目录下; 也就是说,进入该目录就可以读取该分割槽的意思。这个动作我们称为挂载,那个进入点的目录我们称为挂载点

当在 Linux 系统中使用这些设备资源时,只有将 Linux 本身的文件目录与磁盘文件以及硬件设备的文件目录合二为一,硬件设备才能为我们所用。合二为一的过程称为“挂载”

如果不挂载,通过Linux系统中的图形界面系统可以查看找到硬件设备,但命令行方式无法找到

挂载,指的就是将设备文件中的顶级目录连接到 Linux 根目录下的某一目录(最好是空目录),访问此目录就等同于访问设备文件

将设备文件抽象一下,一些网络资源也可以用来挂载到 Linux 中的某一目录下

管道

啥是管道

管道是Linux中一种进程通信方式,对应四大通信方式的管道通信系统

管道文件是建立在内存之上可以同时被两个进程访问的文件,管道里存放的数据先进先出,管道里数据在内存中

管道的分类

管道一般分为两种,无名管道和有名管道

使用 mkfifo 函数创建有名管道,它提供了一个路径名与之关联,以有名管道的文件形式存在于文件系统中,两个进程只要可以访问该路径,就能够彼此通过有名管道相互通信

另外一个叫无名管道,有名管道可以在任意两个进程之间通讯,而无名管道只能在父子进程之间通迅;同时,无名管道单独构成一种文件系统,并且只存在与内存中

管道是半双工的,数据只能向一个方向流动,双方通信时,需要建立起两个管道

管道的实质

管道的实质是一个内核缓冲区,进程以先进先出的方式从缓冲区存取数据,管道一端的进程顺序的将数据写入缓冲区,另一端的进程则顺序的读出数据

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