Linux 文件系统及文件管理

学习情境5 文件系统及文件管理

情境引入 某公司从事Linux嵌入式产品的研发工作，一位职员负责其中应用程序及相关文档的编写工作。在工作的过程中，需要对Linux环境下的文件系统比较了解，要会管理U盘、光盘等设备以便于文件的存储，对文件和目录的一些基本操作比较熟练。 5.1子学习情境：管理U盘及安装RPM包

任务描述

某公司职员正在进行一个“机顶盒”项目开发，经常在网上下载有关PDF格式的技术文档供参考，帮助自己解决项目开发中的技术难题。同时，为防止工作文档以外丢失，他还每天用U盘备份这些工作文档，有时也拷贝到家中的计算机上方便可能的加班工作。

任务实施流程

查看PDF文档 下载有关PDF文档 下载Adobe Reader的RPM包 安装Adobe Reader的RPM包 备份文档到U盘 任务准备 挂载U盘 浏览“相关资讯” 相关资讯

操作系统中负责管理和存储文件信息的模块称文件管理系统，简称文件系统。文件系统由三部分组成：与文件管理有关的软件、被管理的文件、实施文件管理所需的数据结构。从系统角度来看，文件系统是对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。从用户角度来看，文件系统为用户提供统一简洁的接口，方便用户使用各种硬件资源。

1．Linux的基本文件系统 （1）ext3文件系统

Linux中保存数据的磁盘分区通常采用ext2或ext3文件系统，而实现虚拟存储的swap分区一定采用swap文件系统。

ext（Extended File System）文件系统（包括ext，ext2和ext3）是专为Linux设计的文件系统，它继承Unix文件系统的主要特色，采用三级索引结构和目录树形结构，并将设备作为特别文件处理。ext2诞生于1993年，其功能强大、方便安全，是所有Linux系统中最常用的文件系统。ext3是ext2的增强版本，强化了系统日志管理功能，由Red Hat公司随Red Hat Linux 7．0版本推出，RHEL 5 Server的默认文件系统就是ext3。目前越来越多的Linux发行版本转向采用ext3文件系统，与ext2相比，ext3文件系统具有以下特点：

? 数据的完整性：ext3能保持数据与文件系统状态的高度一致性，避免了意外关机对文件系统造成的破坏，从而提高了数据的完整性。

? 高实用性：使用ext3后，如果发生异常断电或系统崩溃，重启时系统不需要检查文件系统的一致性，而只需读取文件系统的日志，大大提高恢复了ext3的速度。

? 更快的速度：ext3的日志功能对磁盘驱动器读写进行优化，读写的速度更快。 ? 方便的数据转换：用户不需进行备份、格式化分区、恢复等操作，只要使用Shell命令就能将ext2转换为ext3；ext3也不需要进行任何更改，可直接挂载为ext2文件系统。

（2）proc文件系统

proc文件系统是一个系统专用的文件系统，只存在内存中，而不占用磁盘空间，它以文件系统的方式为访问系统内核数据的操作提供接口。用户和应用程序可通过proc得到系统的信息，并可改变内核的某些参数。由于系统的信息(如进程)是动态改变的，所以用户或应用程序读取proc文件时，proc文件系统是动态地从系统内核读出所需信息并提交的。/proc目录与proc文件系统相对应，/proc目录的以下子目录主要提供以下信息：

·bus：总线信息。

·driver：内核所使用的设备信息。 ·fs：系统所引入的NFS文件系统信息。 ·ide：IDE设备信息。 ·irq：IRQ信息。 ·net：网络信息。 ·scsi：SCSI设备信息。 ·sys：系统信息。 ·tty：TTY设备信息。

不是所有的目录在每个Linux系统中都有，这取决于内核配置和装载的模块。在/proc目录下还有一些以数字命名的目录，它们是进程目录。系统中当前运行的每一个进程都有对应的一个目录在/proc下，以进程的进程号为目录名，是读取进程信息的接口。

（3）sysfs文件系统

sysfs文件系统是一个类似于proc文件系统的特殊文件系统，用于将系统中的设备组织成层次结构，并向用户程序提供详细的内核数据结构信息。与sysfs文件系统相对应的是/sys目录，其下的子目录主要有：

·block目录：包含所有的块设备。 ·bus目录：包含系统中所有的总线类型。

·class目录：系统中的设备类型（如网卡设备、声卡设备等）。

·devices目录：包含系统所有的设备，并根据设备挂载的总线类型组织成层次结构。 （4）tmpfs文件系统

tmpfs是一种虚拟内存文件系统。由于Linux的虚拟内存由物理内存（RAM）和交换分区组成，tmpfs的最大存储空间是物理内存和交换分区大小之和。tmpfs既可以使用物理内存，也可以使用交换分区。

tmpfs文件系统的大小不固定，而是随着所需要的空间而动态增减。由于tmpfs文件系统建立在虚拟内存之上，因此读写速度很快，常被用于提升服务器的性能。

（5）swap文件系统

swap文件系统用于Linux的交换分区。在Linux中，使用整个交换分区来提供虚拟内存，其分区大小一般应是系统物理内存的两倍。交换分区（或称swap分区）是Linux正常运行所必需的分区，在安装Linux操作系统时，就必须创建采用swap文件系统的交换分区。交换分区由操作系统自行管理。

2．Linux支持的文件系统

由于采用了虚拟文件系统技术，Linux支持多种常见的文件系统，并允许用户在不同的磁盘分区上安装不同的文件系统。这大大提高了Linux的灵活性，且易于实现不同操作系统环境之间的信息资源共享。Linux支持的文件系统类型主要有：

·msdos：MS DOS采用的FAT文件系统。 ·vfat：Windows中常用的FAT32文件系统。 ·sysV：Unix中最常用的system V文件系统。 ·nfs：网络文件系统(Network File System)。 ·iso9660：CD-ROM的标准文件系统。

需要说明的是，RHEL 5 Server默认不支持NTFS文件系统，需要加载与Linux内核相匹配的RPM包后才可以挂载并访问。

3．文件系统的挂载与卸载

Linux中无论是硬盘、软盘、光盘、移动硬盘还是U盘都必须经过挂载才能进行文件存取操作。挂载就是将存储介质的内容映射到指定的目录中，此目录即为该设备的挂载点，对介质的访问就变成对挂载点目录的访问。一个挂载点一次只能挂载一个设备。

通常硬盘上的各磁盘分区都会根据/etc/fstab文件的默认设置，在Linux启动过程中自动挂载到指定的目录，并在关机时自动卸载。而软盘、光盘、移动硬盘、U盘等移动存储介质既可以在启动时自动挂载，也可以在需要时手工挂载（mount命令）或卸载（umount命令）。

当移动存储介质使用完成后，必须经过正确卸载后才能取出，否则会造成一些不必要的错误。

某/etc/fstab文件的内容如图5-1所示。该文件中每一行表示一个文件系统，而每个文件系统的信息用6个字段来表示，字段之间用空格分隔。从左到右字段的信息分别是：

图5-1 /etc/fstab文件内容

? 标签名：指定不同的设备逻辑名，对于proc等特殊的文件系统则显示文件系统名。采用逻辑卷管理(LVM)的分区显示为逻辑卷名，如“/dev/VolGroup00/LogVol00”。

? 挂载点：指定每个文件系统的挂载位置，其中swap分区不需指定挂载点。 ? 文件系统类型：指定每个文件系统所采用的文件系统类型。

? 命令选项：每个文件系统都可以设置多个命令选项，命令选项之间必须用逗号分隔。常用的命令选项有defaults、noauto、auto、ro、rw、usrquota、grpquota等

? 检查标记：0表示该文件系统不进行文件系统检查；1表示需要进行文件系统检查。 ? 检查顺序标记：0表示不进行文件系统检查；1表示先检查根分区；2表示先检查别的文件系统。

4．逻辑卷管理器

安装Linux时需要确定系统分区的大小，但是精确评估和分配各硬盘分区的容量非常困难，因为不但要考虑到当前某分区需要的容量，还要预见该分区以后可能需要的容量的最大值。如果估计不准确，当某分区不够用时再调整分区大小很麻烦。

逻辑卷管理器（Logical Volume Manager，LVM）可以很好地解决这一难题。利用LVM可以自由地对文件系统的大小进行调整，可以方便地实现文件系统跨越不同磁盘和分区。LVM本质上是建立在硬盘和分区之上的一个逻辑层，用以提高磁盘分区管理的灵活性。

超级用户在桌面环境下依次单击顶部面板上的“系统”→“管理”→“逻辑卷管理器”菜单项，弹出“逻辑卷管理器”窗口，可以进行相关操作。

5．RPM软件包

传统的Linux软件包多为.tar.gz文件，必须经过解压缩和编译后才能进行安装和设置。这对一般用户而言极为不便，因此Red Hat公司推出RPM（Red Package Manager）软件包管理程序，大大简化软件包的安装。目前RPM已成为Linux中公认的软件包管理标准。

典型的RPM软件包的文件名采用固定格式：“软件名-主版本号-次版本号.硬件平台类型.rpm”。如vsftpd-2.0.5-10.el5.i386.rpm，其中vsftpd表示软件名称，2.0.5-10.el5表示软件版本号，i386表示此软件包适用于Intel x86硬件平台。

任务准备

1．一台装有RHEL 5 Server操作系统的计算机，且配有CD或DVD光驱、音箱或耳机。 2．在/root目录中创建“机顶盒项目说明文档”目录，该目录中存放相关文件。 3．一个U盘。

任务实施

Ⅰ.图形化方式（方案一）

步骤1．挂载U盘

将U盘插入USB接口，U盘将被自动挂载，桌面上（或双击桌面上的“计算机”图标，弹出的“文件浏览器”窗口中）会出现U盘图标，如图5-2所示。此外，还会打开文件浏览器显示U盘的内容。/media是系统默认的移动设备挂载点。

【提示】如果U盘没有自动挂载，则可以在桌面上依次单击“系统”→“首选项”→“可移动驱动器和介质”菜单项，在“存储”选项卡中，将“可移动存储”的前三个复选框选中即可，如图5-3所示。

图5-2 U盘图 图5-3 移动存储介质的自动挂载设置

步骤2．复制内容到U盘

将“/root/机顶盒项目说明文档”目录复制到U盘。双击桌面上“root的主文件夹”图标，弹出“文件浏览器”窗口，右击目录“机顶盒项目说明文档”图标，弹出如图5-4所示的快捷菜单，单击“复制”菜单项。

双击桌面上的U盘图标，弹出“文件管理器”窗口，右击该窗口中的空白处，弹出如图5-5所示的快捷菜单，单击“粘贴”菜单项，即开始粘贴。

备份完毕后，右击桌面上的U盘图标，弹出快捷菜单，单击“卸载文件卷”菜单项卸载U盘，如图5-6所示。

图5-4 复制操作 图5-5 粘贴操作 图5-6 卸载U盘

步骤3．下载Adobe Reader的RPM包

单击顶部面板上“应用程序”→“Internet”→“Firefox Web Browser”菜单项，弹出

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/rtjf.html