Linux操作系统-第03章.pdf
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1、Linux Linux 操作系统操作系统操作系统操作系统第第0303章章 LinuxLinux文件系统文件系统3.1 Linux3.1 Linux文件系统工作原理文件系统工作原理文件系统工作原理文件系统工作原理任何操作系统都是基于文件系统的,任何操作系统都是基于文件系统的,LinuxLinux中所有的内容都是由文件组成的。中所有的内容都是由文件组成的。LinuxLinux下常见的文件系统分配策略:下常见的文件系统分配策略:?块分配(块分配(Block allocationBlock allocation)?扩展分配(扩展分配(Extent allocationExtent allocation
2、)块分配策略块分配策略块分配策略块分配策略?块分配策略块分配策略灵活而高效的文件块分配策略,磁盘上灵活而高效的文件块分配策略,磁盘上的文件根据需要分配给文件,避免浪费存的文件根据需要分配给文件,避免浪费存储空间。储空间。可能会造成分件块不连续,寻道时间可能会造成分件块不连续,寻道时间长,读取文件效率低。长,读取文件效率低。?传统的传统的UNIXUNIX采用的文件系统采用的文件系统扩展分配扩展分配扩展分配扩展分配?扩展分配扩展分配对于块分配而言,每一次文件增大时都要为对于块分配而言,每一次文件增大时都要为该该 文件分配磁盘空间,而扩展分配则是当某个文文件分配磁盘空间,而扩展分配则是当某个文件的磁
3、盘空间不足时,一次性为它分配一连串连件的磁盘空间不足时,一次性为它分配一连串连续的块,当文件被创建时,很多文件块同时被分续的块,当文件被创建时,很多文件块同时被分配,当文件扩展时,也一次分配很多块。配,当文件扩展时,也一次分配很多块。?优化磁盘寻道的方式,有利于一次写入一大批数优化磁盘寻道的方式,有利于一次写入一大批数据到存储设备中据到存储设备中3.2 Linux3.2 Linux文件系统文件系统文件系统文件系统?文件系统(文件系统(File SystemFile System),指文件存在于物理存储),指文件存在于物理存储设备上的组织方法,主要体现在文件和目录的组设备上的组织方法,主要体现在
4、文件和目录的组织上,同时文件系统具有不同的格式,用于存储织上,同时文件系统具有不同的格式,用于存储文件的分区或磁盘。在文件的分区或磁盘。在LinuxLinux系统中,每个分区都系统中,每个分区都是一个文件系统,都有自己的目录层次结构,并是一个文件系统,都有自己的目录层次结构,并且支持多文件系统。且支持多文件系统。?LinuxLinux文件系统使用索引节点(文件系统使用索引节点(inodeinode)来记录文件)来记录文件信息,索引点就是一种数据结构,包含了文件的信息,索引点就是一种数据结构,包含了文件的长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘长度、创建及修改时间、权限、所属关系、磁盘中的位置
5、等信息。中的位置等信息。连接连接连接连接?连接连接在磁盘上的同一个文件可以通过不同的路在磁盘上的同一个文件可以通过不同的路径去访问它,即连接。径去访问它,即连接。ln ln命令可以对一个已命令可以对一个已经存在的文件再建立一个新的连接,而用经存在的文件再建立一个新的连接,而用不复制文件的内容。不复制文件的内容。硬连接:注意目录不能有硬连接;不能跨越硬连接:注意目录不能有硬连接;不能跨越文件系统。文件系统。软连接(符号连接)软连接(符号连接):用:用ln ln s s建立,相当于建立,相当于快捷方式快捷方式文件系统类型文件系统类型文件系统类型文件系统类型?文件系统类型文件系统类型LinuxLin
6、ux支持的文件系统:支持的文件系统:ext2,ext3,RAMFS,ext2,ext3,RAMFS,NFS,MSNFS,MS-DOS,Fat,VFAT,NTFS,HPFS,DOS,Fat,VFAT,NTFS,HPFS,PROC,ISO9660,JFSPROC,ISO9660,JFS等等ext3ext3是当前是当前LinuxLinux版本默认的文件系统。版本默认的文件系统。LinuxLinux支持的文件系统统称为逻辑文件系统支持的文件系统统称为逻辑文件系统虚拟文件系统(虚拟文件系统(Virtual File System,VFSVirtual File System,VFS),位),位于文件系统
7、的最上层,主要是提供接口,于文件系统的最上层,主要是提供接口,屏蔽差异。屏蔽差异。文件结构与类型文件结构与类型文件结构与类型文件结构与类型?文件的逻辑结构文件的逻辑结构字节流式的无结构文件字节流式的无结构文件记录式的有结构文件记录式的有结构文件?文件类型文件类型普通文件普通文件目录文件目录文件连接文件连接文件设备文件设备文件管道文件管道文件套接字文件套接字文件目录目录目录目录?LinuxLinux目录目录目录是文件系统中组织文件的形式。文目录是文件系统中组织文件的形式。文件系统将文件组织在若干目录和其子目录件系统将文件组织在若干目录和其子目录中,最上层的目录称为根(中,最上层的目录称为根(ro
8、otroot)目录,用)目录,用“/”表示,其他的目录都是从根目录出发而表示,其他的目录都是从根目录出发而生成的。所以称为生成的。所以称为“树状结构树状结构”。3.3 Linux3.3 Linux常用文件系统常用文件系统常用文件系统常用文件系统?Ext2Ext2是早期是早期LinuxLinux发布版的基础,直接支持的发布版的基础,直接支持的文件系统。文件系统。优点优点优点优点:除了具有标准功能外、还支持设置文:除了具有标准功能外、还支持设置文件属性,数据更新时同步写放、实现快速件属性,数据更新时同步写放、实现快速符号连接等。符号连接等。缺点缺点缺点缺点:其工作顺序是先写入文件的内容,然:其工作
9、顺序是先写入文件的内容,然后空闲时再写入文件的元数据,因此,突后空闲时再写入文件的元数据,因此,突然断电,可能会导致不一致的状态然断电,可能会导致不一致的状态3.3 Linux3.3 Linux常用文件系统常用文件系统常用文件系统常用文件系统?Ext3Ext3增加了日志(增加了日志(JournalingJournaling)功能)功能优点:优点:可用性可用性数据完整性数据完整性速度速度兼容性兼容性3.3.1 Linux3.3.1 Linux系统使用的存储设备系统使用的存储设备系统使用的存储设备系统使用的存储设备?支持广泛流行的存储设备或介质是现代操支持广泛流行的存储设备或介质是现代操作系统的特
10、点。作系统的特点。?LinuxLinux系统使用的存储设备或介质有软盘、系统使用的存储设备或介质有软盘、硬盘、光盘、硬盘、光盘、U U盘、磁带和多种存储卡等。盘、磁带和多种存储卡等。?由于由于UNIXUNIX系统的相对相称性,所支持的设系统的相对相称性,所支持的设备不及备不及LinuxLinux丰富。丰富。1.IDE1.IDE1.IDE1.IDE硬盘存储设备硬盘存储设备硬盘存储设备硬盘存储设备?一般情况下,在一个计算机内最多可以安装四个一般情况下,在一个计算机内最多可以安装四个IDEIDE硬盘。他们可分别是主硬盘。他们可分别是主(master)(master)驱动器上的驱动器上的主主(mast
11、er)(master)硬盘和从硬盘和从(slave)(slave)硬盘和从硬盘和从(slave)(slave)驱驱动器上的主和从硬盘。动器上的主和从硬盘。?硬盘设备的为硬盘设备的为/dev/dev/hdmnhdmn。?m m(a,b,c,d,(a,b,c,d,)代表驱动器号,代表驱动器号,/dev/dev/hdahda,/dev/dev/hdbhdb为主控制器上的主硬盘和从硬盘,为主控制器上的主硬盘和从硬盘,/dev/dev/hdchdc,/dev/dev/hddhdd代表从控制器上的主和从硬盘。代表从控制器上的主和从硬盘。?n n(1,2,3,(1,2,3,)代表第代表第m m个硬盘上的分区
12、号,比如个硬盘上的分区号,比如/dev/dev/hdahda代表第一个硬盘,代表第一个硬盘,/dev/hda1,/dev/hda2,/dev/hda1,/dev/hda2,/dev/hda3,/dev/hda4/dev/hda3,/dev/hda4分别是分别是/dev/dev/hdahda的四个基本分的四个基本分区,区,/dev/hda5/dev/hda5,/dev/hda6/dev/hda6则为则为/dev/dev/hdahda上的第一和上的第一和第二个逻辑分区。第二个逻辑分区。2.IDE2.IDE2.IDE2.IDE光盘设备光盘设备光盘设备光盘设备?IDEIDE光驱设备也是可连接到光驱设备
13、也是可连接到IDEIDE接口上的设备,它接口上的设备,它可以占据可以占据IDEIDE控制器上的某个位置,也就是说光盘控制器上的某个位置,也就是说光盘驱动可能是驱动可能是/dev/dev/hdahda或或/dev/dev/hdbhdb或或/dev/dev/hdchdc或或/dev/dev/hddhdd中的一个。中的一个。?一般来说,光盘驱动器为一般来说,光盘驱动器为/dev/dev/cdromcdrom,该设备是该设备是某个硬盘设备的符号链接或硬链接。例如在某个硬盘设备的符号链接或硬链接。例如在LinuxLinux系统光盘设备系统光盘设备/dev/dev/cdromcdrom是设备是设备/dev
14、/dev/hdchdc的一个的一个符号链接,在有的符号链接,在有的LinuxLinux系统中它是系统中它是/dev/scd0/dev/scd0的的一个链接。一个链接。?光驱也有光驱也有SCSISCSI接口的。接口的。3.SCSI3.SCSI3.SCSI3.SCSI存储设备存储设备存储设备存储设备?SCSISCSI存储设备的的形式为存储设备的的形式为/dev/dev/sdplsdpl,p p(a,b,c,d(a,b,c,d,)为字符代表物理设备,为字符代表物理设备,l l(1,2,3,(1,2,3,)为物理设备为物理设备p p上的逻辑分上的逻辑分区。区。?SCSISCSI上的硬盘设备的命名方法与
15、上的硬盘设备的命名方法与IDEIDE硬盘设硬盘设备的命名方法相同。比如:备的命名方法相同。比如:?/dev/dev/sdasda、/dev/dev/sdbsdb分别为第分别为第1 1、2 SCSI2 SCSI硬盘,硬盘,/dev/sda1/dev/sda1、/dev/sda2/dev/sda2等分别代表第等分别代表第1 1个个SCSISCSI硬硬盘的第盘的第1 1、2 2分区。分区。4.USB4.USB4.USB4.USB存储设备存储设备存储设备存储设备?较早版本的较早版本的UNIXUNIX不支持不支持USBUSB,但现在但现在LinuxLinux系统提供了系统提供了USBUSB存储设备的支持
16、。存储设备的支持。?由于早期由于早期USBUSB设备标准的不统一,设备标准的不统一,LinuxLinux系系统不能保证所有统不能保证所有USBUSB存储设备都能正常使存储设备都能正常使用,尤其早期的用,尤其早期的USBUSB设备。设备。?LinuxLinux以以SCSISCSI方式支持方式支持USBUSB存储设备。存储设备。USBUSBUSBUSB存储设备使用规则存储设备使用规则存储设备使用规则存储设备使用规则?如果系统使用的硬盘不是如果系统使用的硬盘不是SCSISCSI的,则可根据所使用的,则可根据所使用的的USBUSB设备不同而使用设备不同而使用/dev/dev/sdasda,/dev/s
17、da1,/dev/sda1,/dev/sda2,/dev/sda2,或或/dev/dev/sdbsdb,/dev/sdb1,/dev/sdb1,等。等。?如果系统使用了如果系统使用了SCSISCSI硬盘,则硬盘,则USBUSB设备可以使用系设备可以使用系统使用的统使用的SCSISCSI硬盘设备的下一个硬盘设备的下一个SCSISCSI设备。设备。?比如,假设系统所使用的最后一个比如,假设系统所使用的最后一个SCSISCSI硬盘设备为硬盘设备为/dev/dev/sdesde,则使用,则使用U U盘等移动设备时可用的第一个盘等移动设备时可用的第一个SCSISCSI设设备为备为/dev/dev/sdf
18、sdf。?在使用在使用USBUSB等移动设备时,等移动设备时,/dev/dev/sdasda,/dev/dev/sdbsdb等等可用于可用于USBUSB软盘;软盘;/dev/sda1/dev/sda1,/dev/sda2/dev/sda2,/dev/sdb1/dev/sdb1,/dev/sdb2/dev/sdb2,等可用于等可用于U U盘,也可用盘,也可用于于USBUSB硬盘硬盘/dev/dev/sdasda或或/dev/dev/sdbsdb上的不同分区。上的不同分区。5.5.软盘设备软盘设备软盘设备软盘设备?软盘设备根据它在控制器上的连接情况或先后顺软盘设备根据它在控制器上的连接情况或先后顺
19、序和容量可命名为序和容量可命名为/dev/dev/fdntsfdnts,其中,其中n n(0,1,(0,1,)为为软驱编号。软驱编号。t t(d,D,E,h,H,u)(d,D,E,h,H,u)为软驱类型,为软驱类型,d d和和h h用于用于5 5”盘,分别表示双密或高密,盘,分别表示双密或高密,DD和和HH分别用于分别用于3 3”盘盘表示以双密和高密。表示以双密和高密。s s(360,720,1200,1440,2880,(360,720,1200,1440,2880,)表示软盘的容量。表示软盘的容量。?LinuxLinux系统常用软盘设备为系统常用软盘设备为/dev/fd0(/dev/fd0
20、(第一软驱第一软驱),/dev/fd1/dev/fd1(第二软驱),默认容量均为(第二软驱),默认容量均为1.44M1.44M。6.6.磁带设备磁带设备磁带设备磁带设备?磁带机是磁带机是UNIX/LinuxUNIX/Linux系统用来数据备份、系统用来数据备份、系统安装等操作的常用设备。系统安装等操作的常用设备。?在在LinuxLinux系统中支持多种磁带设备,可阅读系统中支持多种磁带设备,可阅读文件文件/usr/src/linuxusr/src/linux*/Documentation*/Documentation得到得到LinuxLinux系统支持的磁带设备。系统支持的磁带设备。?Red
21、Hat Linux 9Red Hat Linux 9系统使用的默认磁带设备为系统使用的默认磁带设备为/dev/st0/dev/st0。3.3.2 3.3.2 文件系统创建文件系统创建文件系统创建文件系统创建?文件系统是建立在存储介质上的,对存储文件系统是建立在存储介质上的,对存储介质的使用要首先进行规划,比如对硬盘介质的使用要首先进行规划,比如对硬盘的使用必须先在其上创建物理分区或逻辑的使用必须先在其上创建物理分区或逻辑分区等。分区等。?对硬盘分区或移动存储介质的使用方法是对硬盘分区或移动存储介质的使用方法是首先进行格式化,其次要在其上创建文件首先进行格式化,其次要在其上创建文件系统,然后才能
22、使用。系统,然后才能使用。1.1.在硬盘上创建分区在硬盘上创建分区在硬盘上创建分区在硬盘上创建分区(fdiskfdisk)?功能:功能:?显示或创建、修改或删除硬盘分区。显示或创建、修改或删除硬盘分区。?用法:用法:?fdiskfdisk -u u-b b sectorsizesectorsize -C C cylscyls -H heads H heads-S sects deviceS sects device?fdiskfdisk-l l-u device u device?fdiskfdisk-s partition s partition?示例示例?fdiskfdisk#fdiskf
23、disk命令用法信息命令用法信息?fdiskfdisk l/dev/l/dev/sdasda#显示显示SCSISCSI硬盘或硬盘或U U盘的分区信息盘的分区信息?fdiskfdisk l/dev/l/dev/hdahda#显示显示IDEIDE硬盘的分区信息硬盘的分区信息?说明:说明:?fdiskfdisk的使用,需要很多的实践经验,若操作不慎可能会造成硬盘的使用,需要很多的实践经验,若操作不慎可能会造成硬盘数据的丢失,初学者可以在试验用机上进行操作。数据的丢失,初学者可以在试验用机上进行操作。?当不带参数运行当不带参数运行fdiskfdisk时,进入交互界面。时,进入交互界面。fdiskfdi
24、sk的参数及选项的参数及选项的参数及选项的参数及选项?参数参数?-b b sectorsizesectorsize:指定磁盘扇区的大小。通常为:指定磁盘扇区的大小。通常为512512,10241024或或20482048?-C C cylscyls:指定磁盘柱面数:指定磁盘柱面数?-H headsH heads:指定磁盘的磁头数。通常为:指定磁盘的磁头数。通常为255255或或1616等等?-S sectsS sects:指定磁盘上每道上的扇区数。通常为:指定磁盘上每道上的扇区数。通常为6363?-l l:以柱面方式列指定盘上的分区。当给出:以柱面方式列指定盘上的分区。当给出-u u参数时以参
25、数时以扇区为单位列分区扇区为单位列分区?-s partitions partition:显示指定分区的大小:显示指定分区的大小?-u u:以块为单位显示分区的大小:以块为单位显示分区的大小2.2.创建文件系统创建文件系统创建文件系统创建文件系统(mkfsmkfs)?功能功能?创建文件系统的命令是创建文件系统的命令是mkfsmkfs。?mkfsmkfs是创建文件系统的总控程序,会根据将创是创建文件系统的总控程序,会根据将创建的文件的类型去调用相应的创建程序来完成建的文件的类型去调用相应的创建程序来完成文件的系统创建工作(参见表文件的系统创建工作(参见表5 5-9 9)。)。?用法:用法:?mkf
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