Linux文件系统简介一（磁盘分区、开机过程、目录结构、文件权限、文件扩展名、目录管理）

Linux：就是一组软件，一套操作系统=核心+系统呼叫接口层。

1、操作系统

操作系统 = 核心(内核) + 系统呼叫(接口)

操作系统其实也是一组程序，重点在于管理计算机的所有活动以及驱动系统中的所有硬件。

初识操作系统，我们从一张图片开始：

 

核心：即是我们通常所说的操作系统内核，其主要负责整个计算机系统相关的资源分配与管理，可归纳为以下几大核心功能

• 程序管理：程序资源分配及调度执行等管理。
• 内存管理：内存的控制与使用。
• 文件系统管理：文件格式支持，数据输入/输出等等。
• 硬件驱动管理：驱动硬件供使用这是内核的主要工作，目前都支持【可加载模块】方式管理硬件。

系统呼叫接口：方便程序开发者可以轻易透过与内核的沟通，使用硬件资源。 

2、计算机组成

冯诺依曼提出的计算机基本工作原理：

1. 用二进制形式表示数据和指令；
2. 采用存储程序方式执行；
3. 计算机由算数逻辑运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大部分组成。[运控存入出]

 

CPU的组成：运算器+高速缓冲存储器 

实体计算机内部结构：

 

上图是Intel生产的典型的x86架构主板。

3、计算机开机过程

1.BIOS:写入到主板上的一个软件程序，BIOS在开机的时候，计算机系统会主动执行的第一个程序。BIOS会去分析计算机里面有哪些存储设备，比如：以硬盘为例，BIOS会依据使用者的设定去取得能够开机的硬盘，并且到该硬盘里面去读取第一个扇区的MBR位置。BIOS工作结束，MBR内的开机管理程序开始工作。

2.MBR存放的内容：放置最基本的开机管理程序。MBR的目的：是在加载（load）核心档案，这个开始管理程序是系统提供的，所以去读取核心档案，核心档案开始工作，开机管理程序结束。

3.开机管理程序(boot loader):一支可读取核心档案来执行的软件。

• 提供选单：用户可以通过选择不同的开机项目，多重引导，即安装不同的系统。
• 载入核心档案：直接指向开机的程序区段来开始操作系统。
• 转交给其他loader:将开机管理功能转交给其他loader负责。

4.核心档案：开始操作系统的功能... 

CMOS:记录各项硬件参数且嵌入在主板上的存储器。

　　台式机与笔记本开机过程有些许差异，但主要过程大致相同：按下开机键 –> EC检测到开机键（高低电平变化）-> CPU上电完成并获得控制权 -> 读取BIOS及CMOS中参数完成系统所有设备上电和自检 -> CPU根据BIOS设置的顺序找到第一个可开机设备，读取其第一个扇区MBR所在的位置 -> CPU运行扇区MBR中的开机管理程序(boot loader)，boot loader程序则根据分区表找到可启动分区并加载其中的系统内核(核心档案) -> 完成开机。

开机过程，可通过流程图如下：

红色字体是需求我们留意的，其中涉及到这样几个概念或者实体：第一个扇区、boot loader、分区表及系统内核。

开机管理示意图如下：MBR提供2个选单，建议一般先安装windows[安装程序会主动覆盖掉MBR以及自己所在分割槽的启动扇区]在安装linux[因为linux可以进行选择将开机管理程序安装在MBR或各别分割槽的启动扇区].

4、磁盘概览

　　由于机械硬盘更形象，因此这里以机械硬盘来介绍上述的概念。当下固态在逐步成为主流，其与机械硬盘最大的区别在于工作原理：固态硬盘是以半导体状态做记忆介质，机械硬盘是以磁作为记忆介质。

 

硬盘容量=磁头数*磁轨数*扇区数*扇区大小（512Bytes）

=读取头*上下总共n圈磁轨的数量*一圈扇区口的数量*扇区口的大小（512Bytes）

硬盘的数据存储在一个个的盘片上，每个盘片由多个同心圆磁轨组成，每个磁轨又由多个扇区组成。扇区是数据存储的基本单位，人为规定每个扇区大小为512Bytes。硬盘可以有多个盘片，每个盘片上相同的磁轨组成了磁柱，而磁柱是分区的基本单位。

磁盘的组成主要有磁盘盘、机械手臂、磁盘读取头与主轴马达。数据写入是在磁盘盘上面，磁盘盘上面又可细分出扇区（sector）与磁柱(Cylinder）。扇区大小默认是512bytes。磁盘盘如下：

磁盘的扇区并不是都一样重要，最重要的是磁盘的第一个扇区，因为它记录了整颗磁盘的重要信息，主要有以下两个重要信息：

1. MBR（Master Boot Record）主要启动记录区，大小446Bytes，用于安装开机管理程序；
2. 分割表（partition table），记录整颗硬盘的分割状态，64Bytes。

4.1 磁盘分区

文件系统的最小单位：开始磁柱和结束磁柱，也是分割槽的最小单位。利用参考对照磁柱号码的方式进行处理。

分割表所在的64Bytes容量中，总共分为四组记录区，每组记录区记录了该区段（分区）的启始与结束的磁柱号码。

仅有主分区磁盘分区,磁盘分区表的作用示意图：

假设该磁盘只有400个磁柱，共分割成为四个分割槽，第四个分割槽起始位置是从301开始，400号磁柱的范围。

从windaow角度：第一个到第四个分割槽的代码应该是C,D，E,F。当你的资料写入F槽时，你的数据会被写入这颗磁盘的301~400磁柱之间。

//假设上面的硬盘装置文件名
/dev/hda
//四个分割槽在linux系统中的装置文件名,重点是档案名后面会再接一个数字，数字与分割槽所在的位置有关
p1:/dev/hda1
p2:/dev/hda2
p3:/dev/hda3
p4:/dev/hda4

引入扩展分区磁盘分区,磁盘分区表的作用示意图：

硬盘的四个分割记录仅使用了两个，P1为主要分割，P2则为扩展分区。

注意，引入扩展分区的目的：使用额外的扇区来记录分割信息，扩展分区本身并不能被拿来格式化。需要将扩展分区的分区段继续分割后（分割后的分区成为逻辑分区）才能进一步格式化。

 

//假设上面的硬盘装置文件名
/dev/hda
//分割槽在linux系统中的装置文件名。P开始的分区保留3和4,L开头的逻辑分区的装置名称从5开始。
p1:/dev/hda1[主分区]
p2:/dev/hda2
L1:/dev/hda5
L2:/dev/hda6
L3:/dev/hda7
L4:/dev/hda8
L5:/dev/hda9
//缺少/dev/hda3、/dev/hda4的原因：前面4个号码都是保留给Primary或Extended。Extened分区本身并不能进行进行结构化。

总结：

1. 主要分区与扩展分区最多有四个（硬盘的限制）。
2. 扩展分区最多只能有一个。
3. 逻辑分区是由扩展分区切割出来的分割槽。
4. 能够被格式化，作为数据存取的分区只有主要分区和逻辑分区，扩展分区无法格式化。
5. 逻辑分区的数量根据操作系统而定，比如linux:IDE硬盘最多有59个逻辑分区（5-63号），SATA硬盘则有11个逻辑分区（5-15号）。

4.2 加载系统

　　加载系统主要用到第一颗可启动设备的第一个扇区的MBR位置。MBR里面放置的就是最基本的开机管理程序（boot loader），它的作用就是加载操作系统内核。Boot loader有3项基本任务：

• 提供选单：当有多重引导时，可同用户选择不同的开机项目；
• 载入系统内核：指向可开机的程序区段来开始操作系统；
• 转交其他loader：将开机管理功能转交其他loader负责------能实现多重引导的根本。

PS:如果电脑安装多系统，需要先安装windows系统，在安装linux系统。

5 Linux目录结构

　　在Linux系统中，所有数据都是以文件[档案的形态]形式呈现，因此整个Linux系统最重要的地方就在于目录树架构。所谓目录树架构就是以根目录为主，然后向下呈树形分支状的目录结构，因此目录树架构最重要的就是根目录，在Linux中以一条斜线/表示。目录树的呈现方式如下图所示：

 

所有的文件都是由根目录(/)来的，而次目录之下还能够有其他的数据存在。比如上图长方形表示目录，波浪形为文件。

至于系统有哪些目录，以及各种目录放置哪些数据，为了规范这些东西，于是就有了所谓的FHS（Filesystem Hierachy tandard）。FHS是根据过去的经验一直再持续的改版的，FHS依据文件系统使用的频繁与否与是否允许使用者随便更动，而将目录定义成为四种交付作用的形态：

• 可分享的：可以分享给其他系统挂载使用功能的目录，所以包括执行文件与用户的邮件等数据，是能够分享给网络上其他主机挂载用的目录。
• 不可分享的：自己机器上面运作的装置档案或者是程序有关的socket档案等，只与机器本身有关，不适合分享给其他主机。
• 不变的：数据不会经常变动，比如：函式库、文件说明文件、系统管理员所管理的主机服务配置文件等等
• 可变动的：经常改变的数据，例如登录文件、一般用户可自动收受的新闻组等。

事实上，FHS针对目录树架构仅定义出三层目录下应该放置的数据：

• /(根目录) ： 与系统开机、回复、备份相关；
• /usr（unix software resource） : 与软件安装/执行相关；
• /var(variable): 与系统运行过程有关。包括快取(cache)、log日志(log file)以及某些软件运作所产生的档案， 包括程序档案(lock file, run file).

目录树的特性：

• 目录的起始点为根目录（/,root）
• 每一个目录不止能使用本地端的partition的文件系统，也可以使用网络上的filesystem。比如：利用Networdk File System(NFS)服务器挂载某特定目录等。
• 每一个档案在此目录树中的文件名（包含完整路径）都是独一无二的。

目录树架构示意图如下：

绝对路径与相对路径：

• 绝对路径：由根目录（/）开始写起的文件名或目录名称，例如/home/dmtsai/.bashrc。
• 相对路径：./home/dmtsai或../../home/dmtsai/等等，反正开头不是/就属于相对路径的写法。

// 其中.表示当前的目录: ./ 
//当前目录所在位置：/var/spool/mail;需求:进入/var/spool/log目录
cd ./log
//..表示上一层目录: ../ 
//当前所在目录：/var/spool/mail/目录;需求：进入/var/spool/scron/目录
cd /var/spool/mail
cd ../cron 

FHS官方文档可参看： http://www.pathname.com/fhs

6 分区挂载与目录映射

　　截止目前，我们知道整个Linux系统使用的是目录树架构，但是我们的文档数据其实是放置磁盘分区中，所以现在的问题是“如何结合目录树架构与磁盘分区内的数据？”答案是“挂载(mount)”。

　　挂载：就是利用一个目录当成进入点，将磁盘分区中的数据放置在该目录下；换种说法就是，进入该目录就可以读取到相应分区内的数据。将目录与分区映射这个动作就叫“挂载”，进入点的目录就叫挂载点。

目录树与分割区之间的相关性：

　　假设我的硬盘分为2个区，分区1是挂载到根目录，分区2则是挂载到/home这个目录。比如我的数据放在/home内的次目录下时，数据是放在分区2的，如果不是放在/home低下的目录，那么数据就会被放置在分区1了。

常见的挂载点与磁盘分区的规划：

1. 初次接触Linux： 分割为/及swap两个分区即可；
2. 建议分区方式：/, /boot, /var, /usr, /home, swap;
3. 根据服务器具体用途分区；

# df -T  //查看已挂载的分区和相应的文件系统类型 

7 目录及文件权限

　　在介绍文件与目录权限之前，简要解释一下拥有者，群组，及非本群组外其他人三个概念，并结合ll命令查看文件权限及目录权限。

场景：linux是多人多任务的系统，可能常常会有多人同时使用这部主机来进行工作的情况，因此产生文件拥有者角色。

文件的拥有者、群组以及其他人的示意图：

　　比如以王三毛为例，王三毛这个文件属于文件的拥有者、他属于王大毛这个群组，而张小猪对于王三毛来说，则只是一个其他人others。

　　linux用户身份与群组记录的档案：所有的系统上的账号与一般身份使用者，还有那个root的相关信息，都是记录在/etc/passwd这个档案，个人密码记录在etc/shadow这个档案下，linux所有的组名都记录在/etc/group内。用户及用户组常用管理命令可参考：

eg1：
cat /etc/passwd //查看账号信息
cat /etc/group   //查看用户组信息
cat /etc/shadow  //查看用户密码信息

### 用户相关操作
新增用户
useradd UserName
在运行上面命令后，一般需要用passwd UserName来进行秘密设置
删除用户
userdel UserName
修改用户
usermod UserName

### 用户组相关操作
与用户联系非常紧密的还有用户组的概念，与用户组相关的命令常见如下：
新增用户组
groupadd GroupName
删除用户组
groupdel GroupName
修改用户组
groupmod GroupName

https://blog.51cto.com/taoismli/1977864 

　　有了上述用户、用户组及权限概念之后，再来了解一下权限之于文档及目录的意义.

权限对档案的重要性：档案是实际含有数据的地方，包括一般文本文件、数据库内容文件、二进制可执行文件（binary program）等等。权限于文档的意义：

• r (read)：可读取此一档案的实际内容，如读取文本文件的文字内容等； 
• w (write)：可以编辑、新增或者是修改该档案的内容(但不含删除该档案)；
• x (execute)：该档案具有可以被系统执行的权限。

权限对目录的重要性：目录主要的内容是记录文件名列表，文件名与目录有强烈的关联。

• r (read)：表示具有读取目彔结构列表的权限，所以当你具有读取(r)一个目彔的权限时，表示你可以查询该目彔下的文件名数据。 所以你就可以利用 ls 这个指令将该目彔的内容列表显示出来！
• w (write)：表示具有移动该目彔结构列表的权限，也就是底下这些权限：x (execute)：代表的是用户能否进入该目彔成为工作目彔。
• 建立新的文档与目彔；
• 删除已经存在的文档与目彔(无论该文档的权限为何！)；
• 更名文档与目录；
• 移动该目彔内的文档、目彔位置；

//在目录/tmp中建立一个名为testing的目录，该目录权限为744且目录拥有者为root.
//在testing目录下建立一个空的文件，文件名为：testing
//建立目录可用mkdir
cd /tmp  //切换工作目录到/tmp
mkdir testing //建立新目录
chmod 744 testing //变更权限
touch testing/testing //建立空的文件
chmod 600 testing/testing //变更权限
su -vbird //切换身份成为vbird

8 linux文件权限概念

linux文件属性的示意图：

档案的类型与权限之内容：[档案类型][档案拥有者之权限][档案所属群组之权限][其他人之权限]。其中每三个分别代表[可读][可写][可执行][无权限]

//查看档案的指令[权限][连结][拥有者][群组][档案容量][修改日期][文件名]
//ls:list，显示档案的文件名与相关属性，-al 则表示列出所有的档案详细的权限与属性（包含隐藏文件，就是文件名第一个字符为.）
[wendy@cs010 ~]$ ls -al
total 352
drwxr-xr-x  17 wendy wendy   4096 Apr 22 14:47 .
drwxr-xr-x.  3 root   root     4096 Mar 19  2019 ..
drwxrwxr-x   4 wendy wendy 4096 Feb 28 15:06 logs

drwxrwxr-x 
//档案的类型与权限之内容：[档案类型][档案拥有者之权限][档案所属群组之权限][其他人之权限]。其中每三个分别代表[r可读][w可写][x可执行][-无权限]
//d第一个字符代表这个档案是【目录、档案或链接文件等等】。
//d:表示目录，-：表示档案，l：连结档（link file）,b：表示装置文件里面的可供储存的接口设备（可随机存取装置）；c:表示装置文件里面的串行端口设备，例如键盘、鼠标（一次性读取装置）。
//man ls 或info ls

//chgrp:改变文件所属群组
//chown:改变文件拥有者
//chmod:改变文件的权限，SUID,SGID，SBIT等等的特性

//改变所属群组，chgrp,[-R]表示进行递归（recursive）的持续变更，chgrp [-R] dirname/filename
chgrp users install.log //改变install.log的所属群组为users.
ls -l

//改变文件拥有者，chown,[-R]账号名称 文件或目录
//chown [-R] 账号名称:组名 文件或目录,[-R]表示进行递归（recursive）的持续变更，亦即连同次目录下的所有文件都变更
chown bin install.log //改变install.log的拥有者为bin这个账号
ls -l

chown root:root install.log //将install.log的拥有者与群组改回为root.
ls -l

//chmod,改变权限，chmod [-R] xyz文件或目录，xyz:刚刚提到的数字类型的权限属性，为rwx属性数值的相加。-R：进行递归（recursive）的持续变更，亦即连同次目录下的所有档案都会变更
//权限的设定有2种，分别可以使用数字或者是符号来进行权限的变更:数字类型改变文件权限和符号类型改变档案权限

//数字类型改变文件权限、r:4 w:2 x:1,每种身份(owner/group/others)各自的三个权限(r/w/x)分数是需要累加的，例如当权限为： [-rwxrwx---] 分数则是：
owner = rwx = 4+2+1 = 7
group = rwx = 4+2+1 = 7
others= --- = 0+0+0 = 0

//符号类型改变文件权限，user、group、others三种身份,由u、g、o代表，a表示all。读写权限可写成r,w,x。
chmod 777 .bashrc
ls -al .bashrc

9 linux文件扩展名

linux档案扩展名：

• *.sh:脚本或批处理文件（scripts），因为批处理文件为使用shell写成的，所以扩展名就变成.sh;
• *Z,*.tar,*.tar.gz,*.zip,*.tgz:经过打包的压缩文件;
• *.html,*.hph:网页相关档案，分别代表HTML语法与PHP语法的网页档案。.html的档案可使用网页浏览器来直接开启，至于.php的档案，则可透过client端的浏览器来server端浏览，以得到运算后的网页。

 linux档案长度限制：使用预设的Ext2/Ext3文件系统时，针对档案的档名长度限制。

• 单一档案或目录的最大容许文件名为255个字符。
• 包含完整路径名称及目录（/）之完整档名为4096个字符。

linux文件名的限制：

• 避免使用特殊字符：* ? > < ; & ! [ ] | ' " ` ( ) { }。

10 目录管理

• ls: 列出目录
• cd：切换目录
• pwd：显示目前的目录
• mkdir：创建一个新的目录
• rmdir：删除一个空的目录
• cp: 复制文件或目录
• rm: 移除文件或目录
• mv: 移动文件与目录，或修改文件与目录的名称

查看具体的指标，使用命令：man ls

10.1 目录相关的操作

//特殊目录
. 表示此层目录
..表示上一层目录
- 表示【目前用户身份】所在的home目录
~表示 account这个用户的home目录（account是个账号名称）

//目录处理指令，cd 表示change directory,变换工作目录的指令
cd 表示变换目录，cd [相对路径或绝对路径]
pwd 表示显示当前目录
mkdir 表示建立新的目录
rmdir  表示删除空的目录

//pwd 显示目录所在的目录 pwd [-P] 表示显示出真正的完整路径,而非使用链接(link)路径。pwd:Print Working Directory
pwd //显示当前路径

//mkdir（建立新目录）；mkdir [-mp] 目录名称 -m表示配置文件的权限，直接设定，-p 表示将你所需要的目录递归建立起来.mk:make directory。
mkdir test //建立一个名为test的新目录
mkdir -p test1/test2/test3/test4 //自行建立多层目录

//rmdir(删除空目录)：rmdir -p 目录名称
rmdir test //直接删除，如果test内有内容，无法进行删除
rmdir -p test1/test2/test3/test4 //递归删除，如果任何一级内有内容，无法进行删除

//$PATH,PATH这个变量的内容是由一堆目录所组成的，每个目录中间用冒号(:)隔开，每个目录是由顺序之分的。
PATH="$PATH":/root  // 表示/root加入到执行文件搜索路径PATH中

10.2 文件与目录管理

//ls:文件与目录的检视
ls -al ~ //将home目录下的所有文件列出来（含属性与隐藏文件）；-l表示长串显示数据内容; -a 表示将隐藏档也一起列出来的数据内容

//cp:复制文件或目录，建立快捷方式。cp [-adfilprsu] 来源文件（source） 目标文件（destination），eg:cp [options] source1 source2 source3...directory
cp ~/.bashrc /tmp/bashrc  //home目录下的.bashrc复制到/tmp下，并更名为bashrc
cp -i ~/.bashrc /tmp/bashrc  // -i表示覆盖
cp -a ~/.bashrc /tmp/bashrc  // -a表示将文件所有的特性一起复制
PS:[cp复制行为会复制执行者的属性与权限],所以会涉及到chmod权限的修改。

//rm：删除文件或目录，rm [-fir] 文件或目录。fir:force[忽略不存在的档案，不会出现警告讯息]、互动模式、递归删除 
rmdir /tmp/etc //mv：移动文件、目录或更名。mv [-fiu] source destionation。fiu:force[强制覆盖]、已经存在的文件，就会询问是否覆盖、若目标文件已经存在，且source比较新，才会更新（update） 
//eg：mv [options] source1 source2 source3 ...directory[目录]。 mv test001 test2 //移动test001到test002的内容 
eg: 
[wendy@cs010 hbase-1.4.12]$ basename /opt/wendy/local local //取得路径的文件名
[wendy@cs010 hbase-1.4.12]$ dirname /opt/wendy/local /opt/haishu //取得路径的目录名称

 10.3 文件内容查询

//直接查看文件内容：cat,tac,nl

• cat 由第一行开始显示文件内容
• tac 从最后一行开始显示，可以看出tac是cat的倒着写
• nl 显示的时候，顺道输出行号！ 

//直接查看文件内容：cat,tac,nl[concatenate,]
//cat[-AbEnTv]
选项不参数：
-A ：相当于 -vET 的整合选项，可列出一些特殊字符而不是空白而已；
-b ：列出行号，仅针对非空白行做行号显示，空白行不标行号！
-E ：将结尾的断行字符 $ 显示出来；
-n ：打印出行号，连同空白行也会有行号，不 -b的选项不同；
-T ：将 [tab] 按键以 ^I 显示出杢；
-v ：列出一些看不出来的特殊字符
eg:
test.txt文件内容如下：

wendy001
wendy002

wendy003

[wendy@cs010 logs]$ cat test.txt
wendy001
wendy002

wendy003
[wendy@cs010 logs]$ cat -n test.txt
     1  wendy001
     2  wendy002
     3
     4  wendy003
[wendy@cs010 logs]$ cat -b test.txt
     1  wendy001
     2  wendy002

     3  wendy003
[wendy@cs010 logs]$ cat -A test.txt
wendy001$
wendy002$
$
wendy003$

//tac(反向列式)
[wendy@cs010 logs]$ tac test.txt
wendy003

wendy002
wendy001

//nl(添加行号打印)，nl[-bnw]档案，-b指定行号，主要有两种；列出行号表示的方法，主要有三种
选项不参数：
-b ：指定行号指定的方式，主要有两种：
    -b a ：表示不管是否为空行，也同样列出行号(类似 cat -n)；
    -b t ：如果有空行，空的那一行要列出行号(默认值)；
-n ：列出行号表示的方法，主要有三种：
    -n ln ：行号在屏幕的最左方显示；
    -n rn ：行号在自己字段的最右方显示，且不加 0 ；
    -n rz ：行号在自己字段的最右方显示，且加 0 ；
-w ：行号字段的占用的位数。

[wendy@cs010 logs]$ nl test.txt
     1  wendy001
     2  wendy002

     3  wendy003
[wendy@cs010 logs]$ nl -b a test.txt   //[-b a]类似cat -n,无论是否为空行，同样列出行号
     1  wendy001
     2  wendy002
     3
     4  wendy003

[wendy@cs010 logs]$ nl -b a -n rz test.txt //[-n rz]表示行号在自己字段的最右方显示，且加0
000001  wendy001
000002  wendy002
000003
000004  wendy003

[wendy@cs010 logs]$ nl -b a -n rz -w 3 test.txt //[-w]表示行号字段的占用的位数
001     wendy001
002     wendy002
003
004     wendy003

//可翻页查看：more less

• more 一页一页的显示文件内容
• less与more类似，但是比more更好的是，可以往前翻页

//more(一页一页翻动)
空格键 (space)：代表向下翻一页；
Enter ：代表向下翻『一行』；
/字符串 ：代表在这个显示的内容中，向下搜寻『字符串』这个关键词；
:f ：立刻显示出文件名以及目前显示的行数；
q ：代表立刻离开 more ，不再显示该文件内容。
b 或 [ctrl]-b ：代表往回翻页，不过这动作叧对文件有用，对管线无用。
eg：
[wendy@cs010 logs]$ more test.txt
wendy001
wendy002

wendy003
//less(一页一页翻动)
空格键 ：向下翻动一页；
[pagedown]：向下翻动一页；
[pageup] ：向上翻动一页；
/字符串 ：向下搜寻『字符串』的功能；
?字符串 ：向上搜寻『字符串』的功能；
n ：重复前一个搜寻 (与 / 或 ? 有关！)
N ：反向的重复前一个搜寻 (与 / 或 ? 有关！)
q ：离开 less 这个程序；

eg:
[wendy@cs010 logs]$ less test.txt
wendy001
wendy002

wendy003

//资料截取
head  只看头几行
tail 只看尾巴几行

//资料截取 head
eg:
[wendy@cs010 logs]$ head -n 2 test.txt
wendy001
wendy002
[wendy@cs010 logs]$ head test.txt
wendy001
wendy002

wendy003
[wendy@cs010 logs]$ tail -n 1 test.txt
wendy003
[wendy@cs010 logs]$ tail -f test.txt
wendy001
wendy002

wendy003

//非纯文本档
od  以二进制的方式读取文件内容!
//修改文件时间与建置新档
touch

 //touch [-acdmt] 档案，选项与参数
-a ：仅修订 access time；
-c ：仅修改文件的时间，若该文件不存在则不建立新文件；
-d ：后面可以接欲修订的日期而不用目前的日期，也可以使用 --date="日期或时间"
-m ：仅修改 mtime ；
-t ：后面可以接欲修订的时间而不用目前的时间，格式为[YYMMDDhhmm]

 10.4 文件与目录的默认权限与隐藏权限

• 文件预设权限：umask
• 文件隐藏属性：chattr,lsattr
• 文件特殊权限：SUID,SGID,SBIT,权限设定
• 观察文件类型：file

//档案预设权限，umask：指定目前用户在建立文件或目录时候的权限默认值.比如：002 user、group并没有被拿掉任何权限，others的权限被拿掉了2（r:4,w:2,x:1）
[wendy@cs010 logs]$ umask -S
u=rwx,g=rwx,o=rx
[haishu@cs010 logs]$ umask
0002

eg:
//umask 为 003 ，所以拿掉的权限为wx，因此：
文件：(-rw-rw-rw-) - (--wx) = -rw-rw-r--
目录：(drwxrwxrwx) - (--wx) = drwxrwxr--

//隐藏文件属性chattr(配置文件隐藏属性)，chattr [+-=][ASacdistu]文件或目录名称
选项与参数：
+ ：增加某一个特殊参数，其他原本存在参数则不动。
- ：移除某一个特殊参数，其他原本存在参数则不动。
= ：设定一定，且仅有后面接的参数

a ：设定a之后，这个档案将只能增加数据，而不能删除也不能修改数据，只有root
才能设定这个属性。
c ：这个属性设定之后，将会自动的将此文件『压缩』，在读取的时候将会自动解压缩，但是在储存的时候，将会先进行压缩后再储存。
i ：一个文件不能被删除、改名、设定连结此属性。

//显示文件隐藏属性lsattr，lsattr [-adR] 文件或目录
选项与参数：
-a ：将隐藏文件的属性进行显示；
-d ：如果接的是目录，仅列出目录本身的属性而非目录内的文件名；
-R ：连同子目录的数据也一并列出来

eg:
chattr +ajj test
lsattr test

档案特殊权限

SUID有这样的限制与功能：

• SUID 权限仅对二进制程序(binary program)有效；
• 执行者对于该程序需要具有 x 的可执行权限；
• 本权限仅在执行该程序的过程中有效 (run-time)；
• 执行者将具有该程序拥有者 (owner) 的权限

Set GID

• SGID 对二进制程序有用；
• 程序执行者对亍该程序来说，需具备 x 的权限；
• 执行者在执行的过程中将会获得该程序群组的支持！

//观察文件类型:file
file 目录名或文件 

10.5 指令与文件的搜索

• 脚本文件名的搜索：which
• 文件名的搜索：whereis,locate,find

//which(寻找执行档)，-a 表示将所有由PATH目录中可以找到的指令均列出，而不止第一个被找到的指令名称
which ifconfig

//文件名的搜索,whereis [-bmsu] 文件或目录名 
选项与参数：
-b :只找 binary 格式的文件
-m :只找在说明文件 manual 路径下的文件
-s :叧找 source 来源文件
-u :搜寻不在上述三个项目当中的其他特殊文件
whereis ifconfig

eg:
[wendy@cs011 local]$ whereis ifconfig
ifconfig: /usr/sbin/ifconfig /usr/share/man/man8/ifconfig.8.gz
[wendy@cs011 local]$ which ifconfig
/usr/sbin/ifconfig

 11 linux 磁盘与文件系统管理

11.1 认识EXT2 文件系统 

文件系统特性

• 磁盘分区后需要进行格式化，原因：操作系统设定的文件属性/权限不同，为了存放这些档案所需的数据，分区需要进行格式化，以适应文件系统格式。比如windows主要用的是FAT/NTFS,linux主要是Ext2.
• 一个分区 格式化 一个文件系统

Ext2文件系统的内容

主要包含6部分：boot sector[启动扇区]、superblock、inode bitmap、block bitmap、inode table、data block。

• boot sector:启动扇区，可以安装开机管理程序。
• superblock:超级区块，记录此filesystem的整体信息，包括block/inode的总量、使用量、剩余量，以及文件系统的格式与相关信息等。
• inode:记录文件的属性/权限等数据，其他重要项目为：每个inode大小均固定为128bytes，每个文件都仅会占用一个inode而已，因此文件系统能够建立的文件数量与inode的数量有关，每个inode基于一个block号码要花掉4bytes.
  • inode table(inode 表格):文件的存取模式（r/w/e）,文件的拥有者与群组（owner/group），文件的容量，文件建立或状态改变的时间（ctime）,最近一次读取的时间（atime）,最近修改的时间）（mtime）,定义文件特性的标识（flag）,如SetUID,文件真正内容的指向(pointer)。
  • inode bitmap：inode对照表，记录使用与未使用的inode号码。
• block:记录文件的实际数据，若文件太大时，会占用多个block。目录的block则在记录目录底下文件名与其inode号码的对照表。
  • data block:资料区块，用来放置文件内容数据地方，ext2系统支持的block大小有1K，2K，4K三种。在格式化时block的大小就固定了，且每个block都有编号，以方便inode的记录。
  • block bitmap：区块对照表，记录使用与未使用的block号码。删除数据时，block bitmap当中相对应到该block号码的标志修改为未使用中。
• 日志式文件系统：多出一块记录区，随时记载文件系统的主要活动，可加快系统复原时间。

PS:inode table与data block称为数据存放区域，superblock、block bitmap、inode bitmap等区段称为metadata[中介资料]。

linux的正统文件系统为Ext2,Ext2文件系统的数据存取为“索引式”文件系统，该文件系统内的信息主要有：superblock、inode、block.每个inode与block都有编号，每个文件都会占用一个inode，inode内则有文件数据放置的block号码。ext2 文件系统示意图：

inode结构示意图：

inode/block资料存取示意图：数据存取的方式是“索引式”文件系统，文件系统格式化出inode与block的区块，假设某一个文件的属性与权限数据放在inode 4号，inode记录了文件数据放在2、7、13、15这4个block号码，就可以根据此来排列磁盘的阅读顺序，可以一口气将四个block内容读出来。

“索引式文件系统”数据存取如下：

 

 “FAT文件系统”数据存取方式如下：文件的数据依序写入1 -> 7 -> 4 -> 15号这4个block号码中，但是文件系统没有办法一口气知道是个block号码。

目录：在ext2文件系统建立一个目录时，ext2会分配一个inode与至少一块block给该目录。

目录占用的block记录的数据示意图： 

 

文件：ext2建立一个一般文件时，会分配一个inode与相对于该文件大小的block数量给该文件。

目录树的读取：透过挂载的信息可以找到挂载点的inode号码，此时能够得到根目录的inode内容，并已经该inode读取根目录的block内的文件名数据，在一层一层的往下读到正确的文件名。 

11.2 文件系统的简单操作

磁盘与目录的容量：df,du

//磁盘的整体数据放在superblock区域中，但是每个个别文件的容量则在inode当中记载的。
//df:列出文件系统的整体磁盘使用量，df [-ahikHTm][目录或文件名]
 -a:列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc等文件系统
 -k:以KBytes的容量显示各文件系统
 -m:以MBytes的容量显示各文件系统
 -i : 不使用硬盘容量，而以inode的数量来显示
 -h: 以易读的方式进行显示
eg:
[wendy@cs011 ~]$ df -ih
Filesystem     Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/vda2        2.3M  1.4M  912K   61% /
devtmpfs         2.0M   393  2.0M    1% /dev
tmpfs            2.0M     2  2.0M    1% /dev/shm
tmpfs            2.0M   638  2.0M    1% /run
tmpfs            2.0M    16  2.0M    1% /sys/fs/cgroup
/dev/vdb1        500M  1.9M  499M    1% /opt
tmpfs            2.0M     1  2.0M    1% /run/user/1000

//du:评估文件系统的磁盘使用量（常用在推估目录所占容量）,du [-ahskm] 文件或目录名称
 -a:列出所有的文件与目录容量，因为默认仅统计目录底下的文件数量。
 -h:易读的方式进行显示
 -s:列出总量，不列出各目录占用容量
 
eg:
[wendy@cs011 reading-system]$ du
1656736 ./log
1759460 .
[wendy@cs011 reading-system]$ du -h
1.6G    ./log
1.7G    .
[wendy@cs011 reading-system]$ du -s
1759460 .
[wendy@cs011 reading-system]$ du -sh
1.7G    .

实体链接与符号链接：ln

linux底下的链接有种方式：一种是类似windows快捷方式功能，快速链接到文件或目录，另一种是透过文件系统的inode连结来产生新档名，这种称为实体链接。

• Hard Link：实体链接，硬式连结或实际连结。每个文件都会占用一个inode，文件内容由inode的记录来指向。如果要读取该文件，先要经过目录记录的文件名来指向到正确的inode号码才能进行读取。

实体链接的文件读取示意图：不能跨文件系统，不能link目录。

• symbolic Link:符号链接，快捷方式。

符号链接的文件读取示意图：

//ln [-sf] 来源文件 目标文件
 -s:符号链接，默认是硬链接
 -f:如果目标文件存在时，就主动的将目标文件直接移除后再建立 

11.3 磁盘的分割、格式化、检验与挂载

磁盘的使用必需要经过：分割、格式化与挂载，3个指令如下：fdisk -> mkfs -> mount。

磁盘分区：fdisk、partprobe.

//fdisk [-l] 装置名称
-l : 输出后面接的装置所有的分区内容。

磁盘格式化：mkfs、make2fs.

//mkfs [-t 文件系统格式] 装置文件名
 -t:可以接文件系统格式，例如ext3,ext2,vfat等
mkfs -t ext3 /dev/hdc6 // 制作的/dec/hdc6格式化为ext3 文件系统

//mkfs[tab][tab],按下2个tab键，会发现mkfs支持的文件格式有很多，其中还可以格式化为vfat。

//mke2fs [-b block 大小][-i block 大小][-L 标头][-cj]装置
 -b:可以设定每个block的大小，目前支持1024,2048,4096 bytes三种
 -i: 多少容量给予一个inode呢
 -c:检查磁盘错误
 -L：后面可以接标头名称(Label)
 -j: mke2fs是ext2,加上-j后，会主动加入journal而成为ext3.

磁盘检验：fsck、badblocks.

//fsck [-t 文件系统][-ACay] 装置名称  ,用来检验文件系统是否出错
 -t:如同mkfs一样，需要指定文件系统
fsck [tab][tab]  //系统有多少文件系统支持的fsck软件。

//badblocks -[svw] 装置名称，用来检查硬盘或软件扇区有没有坏轨的指令，可以通过[mke2fs -c 装置文件名 ]在进行格式化时处理磁盘表面的读取测试。
 -s:在屏幕上列出进度
 -v:可以在屏幕上看到进度
 -w:使用写入的方式来测试。
badblocks -sv /dev/hdc6

磁盘挂载与卸除：mount、unmount.

挂载点 = 目录，而这个目录是进入磁盘分区的入口。挂载前确定点如下：

• 单一文件系统不应该被重复挂载在不同的挂载点（目录）中。
• 单一目录不应该重复挂载多个文件系统。
• 要作为挂载点的目录，理论上都是空目录。

文件系统挂载到我们的linux系统上，就要使用mount。

//mount -a 
//mount [-l]
//mount [-t 文件系统][-L Label名][-o 额外选项][-n]装置文件名 挂载点
 -a:按配置文件/etc/fstab的数据将所有未挂载的磁盘都进行挂载
 -l:输入mount会显示目前挂载的信息。
 -n:默认会将实际挂载的情况时实时写入/etc/mtab中。
mkdir /mnt/hdc6 
mount /dev/hdc6 /mnt/hdc6
df

/etc/filesystem:系统指定的测试挂载文件系统类型
/proc/filesystems:linux系统已经加载的文件系统类型
mount -l //查看已挂载的文件，包含各文件系统的Label名称

// unmount [-fn] 装置文件名或挂载点 ，将装置文件卸除
 -f:强制卸除！可用在类似网络文件系统（NFS）无法读取到的情况下
 -n:不更新 /etc/mtab情况下卸除
eg:
unmount /dev/hdc6    //用装置文件名来卸除
unmount /media/cdrom //用挂载点来卸除
unmount /mnt/flash //因为挂载点比较好记忆
unmount /dev/df0   //用装置文件名
unmount /mnt/home  //一定要用挂载点，挂载的是目录

磁盘参数修订：mknod、e2label、tune2fs、hdparm.

11.4 设定开机挂载

开机挂载：/etc/fstab、/etc/mtab

特殊装置loop挂载（映象档不刻录就挂载使用）

11.5 内存置换空间（swap）之建置

使用实体分区建置swap

//实体分区建置swap
//1、分割:先使用fdisk在你的磁盘中分割出一个分割槽给系统作为swap.
//2、格式化:利用建立swap格式的[mkswap 装置文件名]就能格式化该分割槽称为swap格式
//3、使用：启动swap装置启动，方法：swapon 装置文件名
//4、观察，free指令查看内存用量

eg:
fdisk /dev/hdc
partprobe //核心更新分区表
mkswap /dev/hdc7
free

使用文件建置swap

swap使用上的限制