Linux操作系統(tǒng) 文件系統(tǒng)課件

Linux操作系統(tǒng)

內(nèi)容提要1.Linux文件系統(tǒng)概況1.1Linux文件系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)1.2Linux文件系統(tǒng)的類型1.2Linux文件系統(tǒng)的構(gòu)成2.Linux文件系統(tǒng)管理2.1建立文件系統(tǒng)fdiskmke2fsmkswap2.2掛裝和卸載硬盤分區(qū)2.3使用/etc/fstab文件2.4使用fsck工具程序進行文件系統(tǒng)恢復2.5文件系統(tǒng)配額管理1.Linux——文件系統(tǒng)Linux是建立在文件系統(tǒng)的基礎上的。文件系統(tǒng)是對磁盤進行組織，在扇區(qū)和磁道組成的物理基礎上提供抽象操作層面的機制。磁盤管理要處理以下任務建立硬盤分區(qū)、建立文件系統(tǒng)、引導系統(tǒng)時自動掛裝文件系統(tǒng)、以及發(fā)生系統(tǒng)崩潰之后如何對它們進行恢復等等。掛裝網(wǎng)絡文件系統(tǒng)、硬盤空間配額管理、自動掛裝（automounter）子系統(tǒng)等等。1.1Linux文件系統(tǒng)介紹（1）/bin：該目錄用于存放用戶命令。

目錄

/usr/bin

中也存放了一些用戶命令。

（2）/sbin：該目錄用于存放許多系統(tǒng)命令，例如

shutdown。目錄

/usr/bin

中也包括了許多系統(tǒng)命令。

（3）/root：該目錄用于存放根用戶（超級用戶）的主目錄。

（4）/mnt：該目錄主要用于存放系統(tǒng)引導后被掛載的文件系統(tǒng)的掛載點。（5）/boot：該目錄用于存放內(nèi)核和其它系統(tǒng)啟動時使用的文件。（6）/lost+found：該目錄被fsck用于存放零散文件（沒有名稱的文件）。（7）/lib：該目錄用于存放被

/bin

和

/sbin

中的程序使用的庫文件。

目錄

/usr/bin

中含有更多庫文件。

（8）/dev：該目錄用于存放設備文件。1.1Linux文件系統(tǒng)介紹（9）/etc：該目錄用于存放許多配置文件和目錄。

（10）/var：該目錄用于存放系統(tǒng)中不斷擴充、變化的文件，例如日志文件和鎖定文件。

（11）/usr：該目錄用于存放與系統(tǒng)用戶直接有關的文件和目錄。

（12）/proc：該目錄是一個虛擬的文件系統(tǒng)（不是實際貯存在磁盤上的），它包括被某些程序使用的系統(tǒng)信息。（13）/initrd：該目錄用于存放在計算機啟動時掛載

initrd.img

映像文件的目錄以及載入所需的設備模塊。

（14）/tmp：該目錄用于存放用戶程序運行時所產(chǎn)生或保存的一些臨時文件。

/tmp

有全局讀寫權(quán)。

（15）/home：該目錄用于存放用戶主目錄的位置。

1.2Linux文件類型普通文件

目錄文件

特殊文件

文件鏈接

1.3文件系統(tǒng)的構(gòu)成Linux的缺省文件系統(tǒng)ext2的全部抽象操作層面的構(gòu)成和管理操作。i-結(jié)點超級塊1.3文件系統(tǒng)的構(gòu)成:i-結(jié)點UNIX文件系統(tǒng)最基礎的材料是i-結(jié)點(i-node)i-結(jié)點是一個包含著指針的控制結(jié)構(gòu)，其中的指針要么指向其他i-結(jié)點，要么指向數(shù)據(jù)塊。i-結(jié)點中的控制信息包括文件的所有者、訪問權(quán)限、長度、最后一次存取時間、建立時間、用戶分組GID號等等/usr/src/linux/include/linux/ext2-fs.h文件中可以查到完整的內(nèi)核數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)i-結(jié)點中沒有保存的東西就是文件名。子目錄本身就是文件的一種特殊形式。這就意味著每一個子目錄都有一個i-結(jié)點，i-結(jié)點指向的數(shù)據(jù)塊中包含子目錄所有文件的信息資料。1.3文件系統(tǒng)的構(gòu)成:i-結(jié)點ext2文件系統(tǒng)中i-結(jié)點和數(shù)據(jù)塊的組織結(jié)構(gòu)。2管理文件系統(tǒng)2.1建立文件系統(tǒng)fdiskmke2fsmkswap2.2掛裝和卸載硬盤分區(qū)2.3使用/etc/fstab文件2.4使用fsck工具程序進行文件系統(tǒng)恢復2.5文件系統(tǒng)配額管理2.1建立文件系統(tǒng)BlockDeviceNamingMostblockdevicesarelocatedin/devSCSIdisksDiskorlogicalvolume:sd[a-iv]Primarypartitions:sda[1-4]Logicalpartitions:sda[5-15]IDEdisksDiskorlogicalvolume:hd[a-t]Primarypartitions:hda[1-4]Logicalpartitions:hda[5-31]2.1建立文件系統(tǒng)分區(qū)檢查新設備，可以使用下列命令fdisk-l/proc/diskstats>dmesgfdisk命令對硬盤做分區(qū)#fdisk[device]fdisk里的常用命令atoggleabootableflagddeleteapartitionmprintthismenunaddanewpartitionpprintthepartitiontableqquitwithoutsavingchangestchangeapartition'ssystemid82LinuxSwap83LinuxwwritetabletodiskandexitCreatingLogicalPartitions#/sbin/fdisk/dev/sdeCommand(mforhelp):nCommandactionllogical(5orover)pprimarypartition(1-4)lFirstcylinder(1-1020,default1):Usingdefaultvalue1Lastcylinderor+sizeor+sizeMor+sizeK(1-1020,default1020):+5mCommand(mforhelp):pDisk/dev/sde:232heads,62sectors,1020cylindersUnits=cylindersof14384*512bytesDeviceBootStartEndBlocksIdSystem/dev/sde11102073358095Extended/dev/sde511713083LinuxListingPartitions#cat/proc/partitionsmajorminor#blocksnameriormerge…808281507sda…818281476sda1…8164192965sdb…8172048256sdb1…8182048287sdb2…8329430155sdc…8339430123sdc1…8489430155sdd…8494715046sdd1…8504715077sdd2… 220252290hdc…2.1建立文件系統(tǒng)/sbin/mkfs

格式化分區(qū)–t指定文件系統(tǒng)類型如:Ext2:

#mkfs–text2/dev/sdb1Ext3:

#mkfs–j/dev/sdb1或使用/sbin/mkfs.<fstype>代替mke2fs建立ext2/3文件系統(tǒng)；#mke2fs/dev/hdb3#mke2fs-jext3/dev/hdb3Swap分區(qū)配置mkswap建立swap文件系統(tǒng)。使用mkswap命令設置swap空間也同樣簡明。唯一的參數(shù)是在其上建立swap空間的分區(qū)名稱。如果想在/dev/hdb2上建立swap空間，需要輸入下面的命令：#mks物理內(nèi)存的2倍，或大于2GB獲得swap分區(qū)信息:#/sbin/swapon-sTypeSizeUsedPriority/dev/sda5partition20964400-1/dev/sda6partition20964400-2/proc/procisavirtualProvidesaninstantaneousviewoftheoperationofthesystem/proc/meminfo,/proc/mounts,/proc/partitionsCanbeviewedwithcat,more,lessCanbeusedtoconfigurekernelparametersSettableparametersarebelow/proc/sysCanbesetwithechoorviasysctlshmfsMounttmpfson/dev/shmviafstabOption“size=8g”means8GBOption“size=??”canbelargerthanphysicalRAMRequiredbyOracleforVLMmodeOnlyusedforbuffercacheNeverusedinnon-VLMmode創(chuàng)建裸設備Createpartitionsoftype“Linux”(typeid=83)Use/sbin/rawtobindrawdevicewithapartitionExamples:#/sbin/raw/dev/raw/raw1/dev/sdc1#/sbin/raw/dev/raw/raw1833Giveoracleuserownershipofrawdevice:#chownoracle:dba/dev/raw/raw1BindingsarenotpersistentacrossrebootUse/etc/sysconfig/rawdevicesSystemVSharedMemoryUsedbyOraclefortheSGAMayhavemultiplesegmentsifshmmaxislowNormallyallsegmentsdeletedatshutdownIfinstancecrashes,segmentsmayhangaroundToviewexistingsegments:/usr/bin/ipcsTomanuallyremoveasegment:/usr/bin/ipcrmshm<shm_id>2.2使用mount命令One-timeMountsmount[options]devicedirectory用于mount選項：

-o命令的參數(shù)如下所示下面的mount命令把/dev/hda3分區(qū)以只讀屬性掛裝到/usr子目錄上：[root@ford/root]#mount-oro/dev/hda3/usr-a把/etc/fstab文件（本小節(jié)后面介紹）中列出的文件系統(tǒng)都掛裝上-tfstype定義掛裝的文件系統(tǒng)類型。mount命令通?？梢宰约簷z測出這類信息，例外:OCFS-ooptions定義作用于掛裝過程的選項。它們通常是一些與文件系統(tǒng)類型有關的選項（掛裝網(wǎng)絡文件系統(tǒng)的選項不能夠用來掛裝本地文件系統(tǒng)）/bin/mount/dev/sdb1/oracle2.2使用mount命令掛載光盤mount–tiso9660/dev/cdrom/dir掛載iso文件(LoopbackMounts)mount-oloop,ro[isofile]/[dir]mount–tiso9660–oloop/img/cd_1.iso/mnt/cdrom掛載samba文件mount-tsmbfs-ousername=usr,password=pwd//host/folder/[dir]Etc/fstab://host/folder/dirsmbfsusername=user,password=pwd12Mountdir掛載NFS文件mount[host]:/[dir]/[dir]2.2使用mount命令mount-o命令的參數(shù)說明ro以只讀屬性掛裝該分區(qū)rw以讀-寫屬性掛裝該分區(qū)（缺省值）exec允許二進制代碼的執(zhí)行（缺省值）noatime禁止刷新i-結(jié)點上的存取時間。用于存取時間不重要的分區(qū)（比如新聞隊列），可以提高性能noauto如果使用了-a參數(shù)，禁止這個分區(qū)的自動掛裝（只作用于/etc/fstab文件）nosuid禁止setuid程序的應用程序?qū)Υ藪煅b分區(qū)置位sb=n告訴mount命令對一個ext2文件系統(tǒng)使用第n個數(shù)據(jù)塊作為超級塊2.2卸載文件系統(tǒng)如果想卸載一個文件系統(tǒng)，使用umount命令。下面是這個命令的格式：umount[-f]directory其中的directory是準備卸載的子目錄名。如下所示：[root@test/root]#umount/usr把掛裝在/usr子目錄位置上的分區(qū)卸載下來。2.2卸載文件系統(tǒng)umount命令不足之處：如果文件系統(tǒng)正在使用中（也就是說有人在那個分區(qū)上打開了文件），就無法把這個文件系統(tǒng)卸載下來。有三種方法可以用來解決這個問題：使用lsof程序或者fuser程序檢查有哪些進程打開了文件，終止那些進程的運行或者讓進程的所有者停止操作。如果選擇終止那些進程的運行，一定要明白自己在做些什么。umount-f參數(shù)強制執(zhí)行卸載操作。任何在這個分區(qū)上打開的進程都將被掛起來，可能會造成數(shù)據(jù)丟失。最安全和適當?shù)霓k法是把系統(tǒng)調(diào)整為單用戶模式，然后再卸載這個文件系統(tǒng)。在現(xiàn)實生活里，你可能不會總有這個奢侈之舉。2.3/etc/fstab文件/etc/fstab是一個mount命令可以利用的配置文件。這個文件包含著一個系統(tǒng)中全部已知硬盤分區(qū)的清單。在引導過程中，這個清單被讀出，其中包含的各個分區(qū)都被自動掛裝到系統(tǒng)上。下面是/etc/fstab文件中數(shù)據(jù)項的格式，下表定義了/etc/fstab數(shù)據(jù)項的各組成元素。/dev/device/dir/to/mountfstypeparametersfs_freqfs_passno掛載命令:mount/oraclemount/dev/sdb12.3/etc/fstab文件/etc/fstab文件的數(shù)據(jù)項說明/dev/device將被掛裝的分區(qū)比如dev/hda3/dir/to/mount:分區(qū)掛裝到其上的子目錄（比如/usr）fstype:文件系統(tǒng)的類型（比如ext2/ext3）parameters:mount命令-o參數(shù)的附加參數(shù)mountoptiondefaults缺省值noauto

防止啟動時自動加載fs_freq:數(shù)值類型，告訴dump命令備份這個文件系統(tǒng)的頻率fs_passno:數(shù)值類型，告訴fsck程序在引導時確定文件系統(tǒng)的檢查順序（請注意所有文件系統(tǒng)在掛裝之前都要被檢查）2.3/etc/fstab文件swap分區(qū)是虛擬內(nèi)存駐留的地方。Linux的虛擬內(nèi)存可以保存在根分區(qū)以外的另一個分區(qū)上。swap分區(qū)遵守的規(guī)則不同于普通的文件系統(tǒng)，所以這樣做可以提高性能。因為這個分區(qū)不需要備份或者在機器引導時由fsck程序檢查，所以最后的兩個參數(shù)都設置為0請注意swap還可以被保存為一個普通的磁盤文件。詳細資料請查閱mkswap命令的使用手冊頁.2.3/etc/fstab文件/proc文件系統(tǒng)和/proc聯(lián)系在一起的none數(shù)據(jù)項用來定義/proc文件系統(tǒng)。這是一個特殊的文件系統(tǒng)，它提供了一個到內(nèi)核參數(shù)的接口，通過這個接口可以模擬任何其他的文件系統(tǒng)。雖然它看起來好像是保存在磁盤上的文件，其實它不是的—所有文件分別代表內(nèi)核中的某些東西。最引人注目的是/dev/kcore，它實際上就是抽取成文件的系統(tǒng)內(nèi)存映像。不熟悉/proc文件系統(tǒng)的人經(jīng)常把它誤認為是一個沒用的大文件，錯誤地刪除了它，從而引起系統(tǒng)發(fā)生許多明顯的故障。除非你確實知道自己在干什么，否則最好還是把/proc中的文件留在那里別動。/dev/pts文件系統(tǒng)數(shù)據(jù)項/dev/pts，是一個新的機制，用來完善網(wǎng)絡終端支持（ptys）的實現(xiàn)。如果你打算讓你的主機支持通過rsh、telnet、rlogin或者ssh的遠程登錄，這個數(shù)據(jù)項就是必不可少的。2.4使用fsck程序fsck工具程序的名字是ChecK（文件系統(tǒng)檢查）的縮寫，它被用來診斷和修復在日常操作中可能已經(jīng)損壞的文件系統(tǒng)。系統(tǒng)發(fā)生崩潰的時候，一般都來不及把內(nèi)部緩沖區(qū)中的全部數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存到磁盤上，所以類似的修復通常是十分必要的。如果確實發(fā)現(xiàn)某個文件系統(tǒng)的操作行為與其正常情況不一樣（log日志是這類情況的最佳提示），你可能會在一個運轉(zhuǎn)著的系統(tǒng)上運行fsck程序。唯一的不足之處是：為了執(zhí)行這個程序，需要診斷的文件系統(tǒng)必須先卸載下來。如果你選擇了這個方法，完成操作后別忘記把文件系統(tǒng)再掛裝上去。2.4使用fsck程序e2fsck注意fsck并不是ext2文件系統(tǒng)修復工具合適的名字；它實際上只是e2fsck的一個別名。fsck嘗試確定哪一個文件系統(tǒng)需要修復，然后再調(diào)用適當?shù)男迯凸ぞ叱绦?，把我們傳遞給fsck的參數(shù)都傳遞過去。對ext2文件系統(tǒng)來說，真正的工具叫做e2fsck。當發(fā)生系統(tǒng)崩潰的時候，與其依靠其他應用程序替你調(diào)用e2fsck，還不如自己直接來調(diào)用它。2.4e2fsck的可用參數(shù)如果想在/dev/hda3文件系統(tǒng)上運行e2fsck，需要輸入下面的命令：[root@test/root]#e2fsck/dev/hda3強制進行文件系統(tǒng)檢查并對出現(xiàn)的全部提示都回答“

Yes”，需要輸入下面的命令：[root@test]#e2fsck-f-y/dev/hda32.4e2fsck的可用參數(shù)e2fsck的參數(shù)說明-bsuperblock讓e2fsck讀取分區(qū)信息的超級塊編號。大多數(shù)情況下，e2fsck可以在第一個數(shù)據(jù)塊中找到它，但是如果那個塊損壞了，就需要指定另外一個號碼。超級塊每隔8192個出現(xiàn)一次，因此第二個超級塊在8193、然后是16385等等-c在運行e2fsck之前先執(zhí)行badblocks程序。它對整個硬盤按塊查找并校驗該塊的完整性。這是檢查硬盤最徹底的方法，但是花的時間比較多-f強制進行檢查，即使認為文件系統(tǒng)已經(jīng)沒有問題了-y告訴e2fsck對e2fsck提示的問題全部自動回答為“Yes”2.4lost+found子目錄另外一個比較少見的情況是e2fsck找到了一些文件碎片，但是沒有辦法把它們恢復到原始文件中去。這種情況下，它會把這些碎片放到該分區(qū)的lost+found子目錄里。這個子目錄就在該分區(qū)掛裝的位置，因此如果分區(qū)/dev/hda3被掛裝在子目錄/usr上，那么子目錄/usr/lost+found就對應于分區(qū)/dev/hda3。任何東西都可以放到lost+found子目錄里—文件碎片、子目錄、甚至一些特殊文件。如果在這里找到了普通文件，可以看出它的所有者，你可以與該所有者聯(lián)系看他們是否還需要這些文件（他們通常都不需要）。如果在lost+found中遇到了子目錄，與其試圖從lost+found中重新建立它的結(jié)構(gòu)，還不如從最近的備份中來恢復。lost+found子目錄至少可以告訴你有一些東西失去了定位。但是，這種錯誤實在太少見了。2.5硬盤空間配額的管理實現(xiàn)配額管理的準備工作設置配額管理配額2.5實現(xiàn)配額管理的準備工作第一步是配置系統(tǒng)使用硬盤配額的一次性設置工作，通過這個設置把實行配額管理所必須的軟件安排就位，以后每次開機時就進入預備狀態(tài)，第二步是在/etc/fstab文件中進行必要的設置，并在每個準備實行硬盤配額管理的分區(qū)里加上必須的文件。第二步的工作需要對每一個準備實行硬盤配額管理的分區(qū)分別進行設置操作。2.5設置引導過程大多數(shù)Linux發(fā)行版本（包括RedHat）都已經(jīng)把對配額管理的支持作為標準安裝的一個部分預先設置好了。因此不必再對引導過程進行什么改動了。如果想啟動配額管理程序，在用戶的引導腳本程序末尾（rc.local是個不錯的選擇）加上下面這幾行語句：2.5配置各個分區(qū)對每個準備實行硬盤配額管理的分區(qū)，需要進行三項設置：usrquota參數(shù)、grpquota參數(shù)和配額數(shù)據(jù)庫。?usrquota參數(shù)編輯/etc/fstab文件，在每一個需要配額的硬盤分區(qū)的掛裝參數(shù)里加上usrquota參數(shù)。舉例來說，假設/dev/hda5掛裝到/home子目錄，現(xiàn)在準備對這個子目錄設置用戶配額，/etc/fstab文件中的對應數(shù)據(jù)項應該修改為如下所示的樣子：/dev/hda5/homeext2defaults,usrquota11?grpquota參數(shù)需要用戶分組配額支持的硬盤分區(qū)對應的/etc/fstab文件中的數(shù)據(jù)項應該有grpquota參數(shù)，與剛才介紹的usrquota參數(shù)一樣（請注意同時設置這兩個參數(shù)是可以的）。?

配額數(shù)據(jù)庫建立相應的數(shù)據(jù)庫文件保存用戶和用戶分組配額信息。這些文件是空的，它們被放置在每一個實行配額的硬盤分區(qū)的根目錄下；只有根用戶才能讀取它們的內(nèi)容；而且必須給它們起名為quota.user和quota.group。2.5設置配額無論是對用戶還是對用戶分組，建立、修改和刪除配額的操作都是由edquota命令來完成的。首先學習幾個術語：軟限制:這個限制作用于用戶或者用戶分組。如果用戶的賬戶超過了軟限制，就開始進入限制期，也就是這個賬戶在超過軟限制后還能存在多長的時間。在這個期間，用戶會收到警告他們的賬戶超標的消息。硬限制:這個限制是由操作系統(tǒng)實行的，不允許超過。試圖在硬限制以外進行數(shù)據(jù)寫操作會被拒絕。限制期(時間限制):當用戶的賬戶超過軟限制的時候，時鐘開始計時。在限制期結(jié)束之前，用戶是無法再訪問這個賬戶的。這個限制期的長度因系統(tǒng)而異，通常會是一個星期。如果不想讓這個賬戶被禁用，用戶需要刪除或者壓縮文件，使自己的硬盤空間消耗量降低到軟限制以下。2.5edquota的命令行參數(shù)當管理單個用戶的配額時，edquota命令只有三個參數(shù)，如下所示：#edquota[option][user]-ulogin為參數(shù)定義的用戶設置配額數(shù)據(jù)#edquota-uheidi-t為硬盤分區(qū)設置限制期。把它與-u或者-g參數(shù)聯(lián)合使用可以分別為用戶或者用戶分組全部設置好限制期。請注意：如果用戶/用戶分組在同一個分區(qū)上，它們就不能有不同的限制期-ggroup為參數(shù)定義的用戶分組設置配額數(shù)據(jù)-plogin允許把一個用戶的配額資料（用戶名為login）克隆給另外一個用戶。這個參數(shù)必須與-u參數(shù)合用#edquota-pjyomebosze臨時文件.edquota命令編輯這些信息時會給其臨時文件起一個唯一的名字。保存這個臨時文件—不要把這些信息寫到quota.user或者quota.group文件上！edquota命令會把這些信息自動調(diào)整到這兩個文件里去。2.5edquota命令示范各項限制的值都是0，表示此時在heidi的賬戶上還沒有設置任何配額。請注意：對i-結(jié)點和數(shù)據(jù)塊都可以進行限制。別忘了Linux中的數(shù)據(jù)塊的長度是1K字節(jié)，而i-結(jié)點則是保存文件所必須的控制信息。每個文件一般