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[24248] 2015-09-02_Linux文件系统结构介绍

文档创建者：s7ckTeam
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最后更新：2025-01-18
2015-09-02_Linux文件系统结构介绍 L i n u x   文 件 系 统 结 构 介 绍 原 创   t n u o c c .   L i n u x 中 国   2 0 1 5 - 0 9 - 0 2 L i n u x 中 的 文 件 是 什 么 ？ 它 的 文 件 系 统 又 是 什 么 ？ 那 些 配 置 文 件 又 在 哪 里 ？ 我 下 载 好 的 程 序 保 存 在 哪 里 了 ？ 在   L i n u x   中 文 件 系 统 是 标 准 结 构 的 吗 ？ 好 了 ， 上 图 简 明 地 阐 释 了 L i n u x 的 文 件 系 统 的 层 次 关 系 。 当 你 苦 于 寻 找 配 置 文 件 或 者 二 进 制 文 件 的 时 候 ， 这 便 显 得 十 分 有 用 了 。 我 在 下 方 添 加 了 一 些 解 释 以 及 例 子 ， 不 过 “ 篇 幅 较 长 ， 可 以 有 空 再 看 ” 。 另 外 一 种 情 况 便 是 当 你 在 系 统 中 获 取 配 置 以 及 二 进 制 文 件 时 ， 出 现 了 不 一 致 性 问 题 ， 如 果 你 是 在 一 个 大 型 组 织 中 ， 或 者 只 是 一 个 终 端 用 户 ， 这 也 有 可 能 会 破 坏 你 的 系 统 （ 比 如 ， 二 进 制 文 件 运 行 在 旧 的 库 文 件 上 了 ） 。 若 然 你 在 你 的 L i n u x 系 统 上 做 安 全 审 计 的 话 ， 你 将 会 发 现 它 很 容 易 遭 到 各 种 攻 击 。 所 以 ， 保 持 一 个 清 洁 的 操 作 系 统 （ 无 论 是 W i n d o w s 还 是 L i n u x ） 都 显 得 十 分 重 要 。 L i n u x 的 文 件 是 什 么 ？ 对 于 U N I X 系 统 来 说 ( 同 样 适 用 于 L i n u x ) ， 以 下 便 是 对 文 件 简 单 的 描 述 ： 在 U N I X 系 统 中 ， 一 切 皆 为 文 件 ； 若 非 文 件 ， 则 为 进 程 这 种 定 义 是 比 较 正 确 的 ， 因 为 有 些 特 殊 的 文 件 不 仅 仅 是 普 通 文 件 （ 比 如 命 名 管 道 和 套 接 字 ） ， 不 过 为 了 让 事 情 变 的 简 单 ， “ 一 切 皆 为 文 件 ” 也 是 一 个 可 以 让 人 接 受 的 说 法 。 L i n u x 系 统 也 像 U N I X 系 统 一 样 ， 将 文 件 和 目 录 视 如 同 物 ， 因 为 目 录 只 是 一 个 包 含 了 其 他 文 件 名 的 文 件 而 已 。 程 序 、 服 务 、 文 本 、 图 片 等 等 ， 都 是 文 件 。 对 于 系 统 来 说 ， 输 入 和 输 出 设 备 ， 基 本 上 所 有 的 设 备 ， 都 被 当 做 是 文 件 。 题 图 版 本 历 史 ：
V e r s i o n   2 . 0   –   1 7 - 0 6 - 2 0 1 5 –   I m p r o v e d :   添 加 标 题 以 及 版 本 历 史 –   I m p r o v e d :   添 加 / s r v ， / m e i d a 和 / p r o c –   I m p r o v e d :   更 新 了 反 映 当 前 的 L i n u x 文 件 系 统 的 描 述 –   F i x e d :   多 处 的 打 印 错 误 –   F i x e d :   外 观 和 颜 色 V e r s i o n   1 . 0   –   1 4 - 0 2 - 2 0 1 5 –   C r e a t e d :   基 本 的 图 表 –   N o t e :   摒 弃 更 低 的 版 本 下 载 链 接 以 下 是 大 图 的 下 载 地 址 。 如 果 你 需 要 其 他 格 式 ， 请 跟 原 作 者 联 系 ， 他 会 尝 试 制 作 并 且 上 传 到 某 个 地 方 以 供 下 载 大 图   ( P N G   格 式 )   –   2 4 8 0 × 1 7 5 5   p x   –   1 8 4 K B 最 大 图   ( P D F   格 式 )   –   9 9 1 9 x 7 0 1 9   p x   –   1 6 8 6 K B 注 意 注 意 :   P D F 格 式 文 件 是 打 印 的 最 好 选 择 ， 因 为 它 画 质 很 高 。 L i n u x   文 件 系 统 描 述 为 了 有 序 地 管 理 那 些 文 件 ， 人 们 习 惯 把 这 些 文 件 当 做 是 硬 盘 上 的 有 序 的 树 状 结 构 ， 正 如 我 们 熟 悉 的 ' M S - D O S ' ( 磁 盘 操 作 系 统 ) 就 是 一 个 例 子 。 大 的 分 枝 包 括 更 多 的 分 枝 ， 分 枝 的 末 梢 是 树 的 叶 子 或 者 普 通 的 文 件 。 现 在 我 们 将 会 以 这 树 形 图 为 例 ， 但 晚 点 我 们 会 发 现 为 什 么 这 不 是 一 个 完 全 准 确 的 一 幅 图 。 目 录 描 述 主 层 次   的 根 ， 也 是 整 个 文 件 系 统 层 次 结 构 的 根 目 录 存 放 在 单 用 户 模 式 可 用 的 必 要 命 令 二 进 制 文 件 ， 所 有 用 户 都 可 用 ， 如   c a t 、 l s 、 c p 等 等 存 放 引 导 加 载 程 序 文 件 ， 例 如 k e r n e l s 、 i n i t r d 等 存 放 必 要 的 设 备 文 件 ， 例 如 存 放 主 机 特 定 的 系 统 级 配 置 文 件 。 其 实 这 里 有 个 关 于 它 名 字 本 身 意 义 上 的 的 争 议 。 在 贝 尔 实 验 室 的 U N I X 实 施 文 档 的 早 期 版 本 中 ， / e t c 表 示 是 “ 其 他 （ e t c e t e r a ） 目 录 ” ， 因 为 从 历 史 上 看 ， 这 个 目 录 是 存 放 各 种 不 属 于 其 他 目 录 的 文 件 （ 然 而 ， 文 件 系 统 目 录 标 准 F S H   限 定   / e t c   用 于 存 放 静 态 配 置 文 件 ， 这 里 不 该 存 有 二 进 制 文 件 ） 。 早 期 文 档 出 版 后 ， 这 个 目 录 名 又 重 新 定 义 成 不 同 的 形 式 。 近 期 的 解 释 中 包 含 着 诸 如 “ 可 编 辑 文 本 配 置 ” 或 者 “ 额 外 的 工 具 箱 ” 这 样 的 重 定 义 存 储 着 新 增 包 的 配 置 文 件 . 存 放 配 置 文 件 ， 比 如   c a t a l o g s ， 用 于 那 些 处 理 S G M L ( 译 者 注 ： 标 准 通 用 标 记 语 言 ) 的 软 件 的 配 置 文 件 X   W i n d o w   系 统 1 1 版 本 的 的 配 置 文 件 / / b i n / b o o t / d e v / d e v / n u l l / e t c / e t c / o p t / o p t / / e t c / s g m l / e t c / X 1 1
配 置 文 件 ， 比 如 c a t a l o g s ， 用 于 那 些 处 理 X M L ( 译 者 注 ： 可 扩 展 标 记 语 言 ) 的 软 件 的 配 置 文 件 用 户 的 主 目 录 ， 包 括 保 存 的 文 件 ， 个 人 配 置 ， 等 等 和 中 的 二 进 制 文 件 的 必 需 的 库 文 件 备 用 格 式 的 必 要 的 库 文 件 。   这 样 的 目 录 是 可 选 的 ， 但 如 果 他 们 存 在 的 话 肯 定 是 有 需 要 用 到 它 们 的 程 序 可 移 动 的 多 媒 体 ( 如 C D - R O M s ) 的 挂 载 点 。 ( 出 现 于   F H S - 2 . 3 ) 临 时 挂 载 的 文 件 系 统 可 选 的 应 用 程 序 软 件 包 以 文 件 形 式 提 供 进 程 以 及 内 核 信 息 的 虚 拟 文 件 系 统 ， 在 L i n u x 中 ， 对 应 进 程 文 件 系 统 （ p r o c f s   ） 的 挂 载 点 根 用 户 的 主 目 录 必 要 的 系 统 级 二 进 制 文 件 ， 比 如 ，   i n i t ,   i p , m o u n t 系 统 提 供 的 站 点 特 定 数 据 临 时 文 件   ( 另 见 ) .   通 常 在 系 统 重 启 后 删 除 二 级 层 级 存 储 用 户 的 只 读 数 据 ；   包 含 ( 多 ) 用 户 主 要 的 公 共 文 件 以 及 应 用 程 序 非 必 要 的 命 令 二 进 制 文 件   ( 在 单 用 户 模 式 中 不 需 要 用 到 的 ) ； 用 于 所 有 用 户 标 准 的 包 含 文 件 库 文 件 ， 用 于 和 中 的 二 进 制 文 件 备 用 格 式 库 ( 可 选 的 ) 三 级 层 次   用 于 本 地 数 据 ， 具 体 到 该 主 机 上 的 。 通 常 会 有 下 一 个 子 目 录 ,   比 如 , , , . 非 必 要 系 统 的 二 进 制 文 件 ， 比 如 用 于 不 同 网 络 服 务 的 守 护 进 程 架 构 无 关 的   ( 共 享 )   数 据 . 目 录 描 述 / e t c / x m l / h o m e / l i b / b i n / / s b i n / / l i b < 架 构 位 数 > / m e d i a / m n t / o p t / p r o c / r o o t / s b i n / s r v / t m p / v a r / t m p / u s r / u s r / b i n / u s r / i n c l u d e / u s r / l i b / u s r / b i n / / u s r / s b i n / / u s r / l i b < 架 构 位 数 > / u s r / l o c a l b i n / l i b / s h a r e / / u s r / l o c a l / s b i n / u s r / s h a r e
源 代 码 ， 比 如 内 核 源 文 件 以 及 与 它 相 关 的 头 文 件 X   W i n d o w 系 统 ， 版 本 号 : 1 1 ， 发 行 版 本 ： 6 各 式 各 样 的 （ V a r i a b l e ） 文 件 ， 一 些 随 着 系 统 常 规 操 作 而 持 续 改 变 的 文 件 就 放 在 这 里 ， 比 如 日 志 文 件 ， 脱 机 文 件 ， 还 有 临 时 的 电 子 邮 件 文 件 应 用 程 序 缓 存 数 据 .   这 些 数 据 是 由 耗 时 的 I / O ( 输 入 / 输 出 ) 的 或 者 是 运 算 本 地 生 成 的 结 果 。 这 些 应 用 程 序 是 可 以 重 新 生 成 或 者 恢 复 数 据 的 。 当 没 有 数 据 丢 失 的 时 候 ， 可 以 删 除 缓 存 文 件 状 态 信 息 。 这 些 信 息 随 着 程 序 的 运 行 而 不 停 地 改 变 ， 比 如 ， 数 据 库 ， 软 件 包 系 统 的 元 数 据 等 等 锁 文 件 。 这 些 文 件 用 于 跟 踪 正 在 使 用 的 资 源 日 志 文 件 。 包 含 各 种 日 志 。 内 含 用 户 邮 箱 的 相 关 文 件 来 自 附 加 包 的 各 种 数 据 都 会 存 储 在 . 存 放 当 前 系 统 上 次 启 动 以 来 的 相 关 信 息 ， 例 如 当 前 登 入 的 用 户 以 及 当 前 运 行 的 d a e m o n s ( 守 护 进 程 ) . 该 s p o o l 主 要 用 于 存 放 将 要 被 处 理 的 任 务 ， 比 如 打 印 队 列 以 及 邮 件 外 发 队 列 过 时 的 位 置 ， 用 于 放 置 用 户 邮 箱 文 件 存 放 重 启 后 保 留 的 临 时 文 件 目 录 描 述 L i n u x 的 文 件 类 型 大 多 数 文 件 仅 仅 是 普 通 文 件 ， 他 们 被 称 为 文 件 ； 他 们 包 含 普 通 数 据 ， 比 如 ， 文 本 、 可 执 行 文 件 、 或 者 程 序 、 程 序 的 输 入 或 输 出 等 等 虽 然 你 可 以 认 为 “ 在 L i n u x 中 ， 一 切 你 看 到 的 皆 为 文 件 ” 这 个 观 点 相 当 保 险 ， 但 这 里 仍 有 着 一 些 例 外 。 : 由 其 他 文 件 组 成 的 文 件 : 用 于 输 入 和 输 出 的 途 径 。 大 多 数 特 殊 文 件 都 储 存 在 中 ， 我 们 将 会 在 后 面 讨 论 这 个 问 题 。 : 让 文 件 或 者 目 录 出 现 在 系 统 文 件 树 结 构 上 多 个 地 方 的 机 制 。 我 们 将 详 细 地 讨 论 这 个 链 接 文 件 。 : 特 殊 的 文 件 类 型 ， 和 T C P / I P 协 议 中 的 套 接 字 有 点 像 ， 提 供 进 程 间 网 络 通 讯 ， 并 受 文 件 系 统 的 访 问 控 制 机 制 保 护 。 :   或 多 或 少 有 点 像 s o c k e t s ( 套 接 字 ) ， 提 供 一 个 进 程 间 的 通 信 机 制 ， 而 不 用 网 络 套 接 字 协 议 。 / u s r / s r c / u s r / X 1 1 R 6 / v a r / v a r / c a c h e / v a r / l i b / v a r / l o c k / v a r / l o g / v a r / m a i l / v a r / o p t / v a r / o p t / / v a r / r u n / v a r / s p o o l / v a r / m a i l / v a r / t m p r e g u l a r 目 录 特 殊 文 件 / d e v 链 接 文 件 ( 域 ) 套 接 字 命 名 管 道
现 实 中 的 文 件 系 统 对 于 大 多 数 用 户 和 常 规 系 统 管 理 任 务 而 言 ， “ 文 件 和 目 录 是 一 个 有 序 的 类 树 结 构 ” 是 可 以 接 受 的 。 然 而 ， 对 于 电 脑 而 言 ， 它 是 不 会 理 解 什 么 是 树 ， 或 者 什 么 是 树 结 构 。 每 个 分 区 都 有 它 自 己 的 文 件 系 统 。 想 象 一 下 ， 如 果 把 那 些 文 件 系 统 想 成 一 个 整 体 ， 我 们 可 以 构 思 一 个 关 于 整 个 系 统 的 树 结 构 ， 不 过 这 并 没 有 这 么 简 单 。 在 文 件 系 统 中 ， 一 个 文 件 代 表 着 一 个 ( 索 引 节 点 ) ， 这 是 一 种 包 含 着 构 建 文 件 的 实 际 数 据 信 息 的 序 列 号 ： 这 些 数 据 表 示 文 件 是 属 于 谁 的 ， 还 有 它 在 硬 盘 中 的 位 置 。 每 个 分 区 都 有 一 套 属 于 他 们 自 己 的 i n o d e ， 在 一 个 系 统 的 不 同 分 区 中 ， 可 以 存 在 有 相 同 i n o d e 的 文 件 。 每 个 i n o d e 都 表 示 着 一 种 在 硬 盘 上 的 数 据 结 构 ， 保 存 着 文 件 的 属 性 ， 包 括 文 件 数 据 的 物 理 地 址 。 当 硬 盘 被 格 式 化 并 用 来 存 储 数 据 时 ( 通 常 发 生 在 初 始 系 统 安 装 过 程 ， 或 者 是 在 一 个 已 经 存 在 的 系 统 中 添 加 额 外 的 硬 盘 ) ， 每 个 分 区 都 会 创 建 固 定 数 量 的 i n o d e 。 这 个 值 表 示 这 个 分 区 能 够 同 时 存 储 各 类 文 件 的 最 大 数 量 。 我 们 通 常 用 一 个 i n o d e 去 映 射 2 - 8 k 的 数 据 块 。 当 一 个 新 的 文 件 生 成 后 ， 它 就 会 获 得 一 个 空 闲 的 i n o d e 。 在 这 个 i n o d e 里 面 存 储 着 以 下 信 息 ： 文 件 属 主 和 组 属 主 文 件 类 型 ( 常 规 文 件 ， 目 录 文 件 . . . . . . ) 文 件 权 限 创 建 、 最 近 一 次 读 文 件 和 修 改 文 件 的 时 间 i n o d e 里 该 信 息 被 修 改 的 时 间 文 件 的 链 接 数 ( 详 见 下 一 章 ) 文 件 大 小 文 件 数 据 的 实 际 地 址 唯 一 不 在 i n o d e 的 信 息 是 文 件 名 和 目 录 。 它 们 存 储 在 特 殊 的 目 录 文 件 。 通 过 比 较 文 件 名 和 i n o d e 的 数 目 ， 系 统 能 够 构 造 出 一 个 便 于 用 户 理 解 的 树 结 构 。 用 户 可 以 通 过 l s   - i 查 看 i n o d e 的 数 目 。 在 硬 盘 上 ， i n o d e s 有 他 们 独 立 的 空 间 。 v i a :   h t t p : / / w w w . b l a c k m o r e o p s . c o m / 2 0 1 5 / 0 6 / 1 8 / l i n u x - f i l e - s y s t e m - h i e r a r c h y - v 2 - 0 / 译 者 ： t n u o c c a l a n o s r e p   校 对 ： w x y 本 文 由   L C T T   原 创 翻 译 ， L i n u x 中 国   荣 誉 推 出 i n o d e
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