linux基础学习笔记一：磁盘与文件系统管理

2.1 类型与权限

• ll命令：
  • 第一列的含义：
    • 第一个字符：文件类型。[d]目录，[-]文件，[l]链接文件，[s]socket网络连接文件，[p]管道文件，[b]存储设备，[c]串口设备（一次性读取设备，键鼠等）
    • 之后九个字符，三个一组，共三组。第一组是拥有者权限，第二组是所在用户组的权限，第三组是其他人权限。
  • 第二列是链接数；
  • 第三列是文件拥有者；
  • 第四列是文件所属用户组。
• chgrp, chown, chmod：分别对应修改文件或目录的所属用户组，拥有者，和文件权限。chown caucher data.bin
  • -R参数可以递归设置目录下所有文件；
  • chmod的第一个参数为数字格式，按照rwx的规则从0到7，比如chmod 777 data.bin
  • chown可以同时修改所属用户和用户组，利用:分开即可。
• umask可以设置文件和目录的默认权限，-S文本显示。
• 文件与目录的权限：
  • 文件：r表示可读，w表示可修改（不包括删除），x表示可执行。
  • 目录：r表示可查看其中文件，w表示可以【修改删除新建移动】目录中的文件，x表示可以进入该目录。

2.2 FHS标准

2.2.1 /根目录

该目录主要跟启动系统有关。这个目录所在的分区要越小越好，以保证尽可能低的出错概率。

• bin: 常用bash命令程序：cat, chmod等；
• boot：linux内核文件vmlinuz和其它系统启动配置程序；
• dev：设备文件；
  • dev/shm：虚拟内存映射
• etc：几乎所有配置文件，包括密码文件，服务启动文件等。
  • 一般来说所有用户可读，但只有root可修改；
  • 不要放置可执行文件在这里面。
  • 必须有一个etc/opt存放第三方软件的配置。
• home: 各个用户的家目录。
• lib:启动时需要的系统函数库；
• lost+found：ext系列文件格式的一个错误模块。
• media：可删除的挂载设备；
• mnt：暂时挂载设备；
• opt: 第三方软件的目录，主要指不在软件源中提供的软件； usr/local是过去的该类软件的存放地。
• proc：实际上是一个虚拟文件系统，不占磁盘空间，内容都在内存里面。包括系统内核，进程信息，外接设备，网络状态等。
• root：root用户的家目录。
• run: 系统启动后各项信息，过去存于var/run中。
• sbin: 用来设置系统环境的程序。
• srv: 网络服务的数据目录。
• sys：和proc性质一样，但存放的是内核信息。
• tmp：临时文件目录。

2.2.2 /usr软件目录 (UNIX Software Resource)

• /usr/bin：用户命令程序；
• /usr/include：C/C++头文件目录；
• /usr/lib：系统函数库；
• /usr/libexec：一些不常用的脚本。
• /usr/local：非软件源提供的软件；
• /usr/sbin：非必须系统命令程序；
• /usr/share：共享只读文档文件。
• /usr/src: 内核源码。

2.2.3 /var运行目录

包括缓存文件，日志文件，运行时产生的文件（lock file, run file等），数据库文件等。

• /var/cache：程序的缓存文件；
• /var/lib：程序执行过程中需要的数据文件，比如数据库的数据文件。
• /var/lock：实际已经迁移到/run/lock中，表示的是对设备上锁（某些设备某一时刻只能由一个进程占用）。
• /var/log：重要的日志文件。
• /var/run：实际已经迁移到/run中，进程或服务启动后，pid就会放在这个目录下。
• /var/spool：等待进程使用的队列数据。

2.3 路径操作

基本命令：

• pwd：显示当前路径。参数-P显示真实路径（非链接路径）。
• mkdir：创建目录。参数-p可以递归创建一系列目录。
• touch：创建一个新文件,(以及修改文件属性，下面将)。
• file：查看文件属性
• ls：列出目录上的文件。
  • 参数-R会将子目录中内容全部输出；
  • 参数-S将以文件大小排序，-t以时间排序，-r将结果反向排序。
  • 参数-s将输出文件和目录的实际占用大小。
  • 参数--full-time输出完整时间格式。
• cp：复制文件或目录
  • 参数-i询问是否覆盖；
  • 参数-p连同属性一起拷贝；
  • 参数-d，在复制链接文件时，只复制链接，否则会复制源文件。
• mv：移动文件或目录，默认会覆盖。
  • 参数-i询问是否覆盖；
  • 可以放置多个参数，只有最后一个参数是目的地
• $PATH：可执行文件的路径变量（环境变量）。每个用户的变量值还各有不同，一般会包含自己用户家目录中的bin。

2.4 查看文件内容

• less：只读版的vim
• head: 看文件的头几行，参数-n决定看几行
• tail：看文件的尾几行，用法和head一样。额外一个可选参数-f可以持续显示文件中append进来的数据。
• od：查看二进制文件：
  • od -t f4 data.bin：输出浮点数(float)文件；
  • od -t d4 data.bin：输出整数(int)文件，还可以用o和x来进行8进制和16进制输出。

2.5 文件的时间属性

• 修改时间(mtime)：修改文件内容的时间（ls默认显示）；
• 状态时间(ctime)：修改文件属性的时间；
• 读取时间(atime)：读取文件的时间。
• touch命令可修改文件的时间属性。

2.6 文件查找

• which：查找$PATH内的脚本。
• whereis：搜索范围比which略大， -l参数列出搜索目录。
• locate：搜索范围更大；不需要输入完整名字；需使用updatedb更新数据库。
  • 参数-i忽略大小写；
  • 参数-r可输入正则表达式。
• find：可以按照文件时间，拥有者，文件名，文件权限，文件类型查找，
  • -size +50k：查找>50KB的文件；
  • find命令后面还可以对找到的文件进行额外的Action，例如find . -size +1M -exec file {}\;，其中{}代表找到的文件。

2.7 文件系统

2.7.1 ext2文件系统

每个文件有一个inode（存文件属性）和若干data block（存具体数据）构成。

• 整个文件系统会将磁盘划分成若干block group，每个group中有一个super block，存放该group中关于inode和data block的统计信息，可以由命令dumpe2fs /dev/sda查看；
  • 还有block bitmap和inode bitmap用来映射对照block和inode的使用情况，以便分配。

2.7.2 xfs文件系统

由于ex[n]系列预先初始化好各个部分，使用时直接取用，因此格式化速度极慢。因此在大磁盘容量时，xfs文件系统是首选。

• 日志式文件系统：对磁盘做的修改首先写入log section以备恢复。
• 动态空间配置：不初始化具体的inode, data blocks等，即用即配，但仍然规划为若干blocks。
• realtime section：写文件时首先在这个位置写，然后再转入data section。
• xfs_info：查看文件系统的具体配置。

每个文件系统可以挂载在目录树的某个入口点上，每个分区一般只有一个文件系统。总的来说，一台机器可能有多个分区，不同的文件系统，其访问方式，统一交给linux内核的VFS模块来协调管理。

2.7.3 文件系统管理

• df -hT：显示各个文件系统状态，-T显示文件系统类型， -i显示inode使用数量。
• du -h：递归显示每个目录的大小，-a可以显示所有文件大小，-s显示汇总大小。
• lsblk：显示所有磁盘和分区性质，参数-f显示uuid；
• parted /dev/sda print显示分区类型。
• /etc/fstab记录了文件系统的开机自动挂载情况。

2.7.4 硬链接与软链接

• 硬链接：ln src dest dest和src共享一个inode，所多出来的就是dest的目录中加了一个条目【dest => src的inode】而已。新文件也是个普通文件，但是链接数会+1.
  • 硬链接不支持跨文件系统，不支持链接目录。
• 软链接：ln -s src dest 实际上就是快捷方式，生成一个新文件，类型为l，其中的内容就是src的名字
  • 建立链接请使用绝对路径！不要使用相对路径，否则会在使用时报错“Too many levels of symbolic links”。
  • 文件、目录均可使用该指令，一视同仁。
• 新建一个目录时，由于.和..的原因，新目录链接数为2，新目录的上级目录链接数+1。

2.8 磁盘管理

简略说，需要分区，格式化（创建文件系统），校验，挂载四步。
注意的点是：

• 格式化时，xfs文件系统的-agcount参数，即几个存储组，可以设置为逻辑线程个数以增强读写效率。
• swap交换空间也是类似的，只不顾格式化命令不同，也无需校验挂载。
• 镜像文件.iso可以直接挂载在某个目录上。
• dd命令功能很强大，不仅可以用于文件和目录的备份，还可以将整个设备备份成一个文件（比如镜像文件.iso），甚至可以将镜像文件刻录到设备上。
• cpio命令则是一个更灵活的备份工具，可以自选文件目录进行备份，不过需要配合find命令和管道一起使用。

附录（冷知识）

• ;可以在多个命令之间，表示多条命令依次执行
• last：查看用户最近登录信息
• /etc/passwd: 所有用户信息
• /etc/shadow: 所有用户密码信息（加密过）
• /etc/group: 所有用户组信息
• 文件名开头为.的代表为隐藏文件，可以被ls -a找出来。