Linux檔案系統管理（第一篇）■ Linux檔案系統架構 ■ ext3fs檔案系統架構 ■ 建立ext3檔案系統 ■ 檔案系統基本指令操作 ■ 檔案權限基本觀(guān)念 ■ I/O重新導向及管線(xiàn) ■ 使用指令與圖形管理工具的迷失 檔案系統(File System)是作業(yè)系統用來(lái)儲存和管理檔案的方法，而每種作業(yè)系統支援的檔案系統數量和種類(lèi)都不同，因此在了解系統運作前，我們必須對檔案系統的結構有所了解，尤其在Linux中，任何軟硬體都被視為檔案，所以此部份的內容更形置要。 Linux檔案系統架構 作業(yè)系統中的檔案系統可說(shuō)是最基本的架構，因為幾乎所有與使用者、應用程式或是安全性模型相互溝通的方法，都是與檔案儲存的類(lèi)型息息相關(guān)。而整個(gè)檔案系統可以簡(jiǎn)單的分為二種類(lèi)型： ◆ 共用與非共用檔案：共用檔案是指允許其他主機存取的檔案，而非共用檔案則只供本機使用。 ◆ 變動(dòng)與固定檔案：變動(dòng)檔案是指不需透過(guò)系統管理員的更改，而可自動(dòng)變更內容的檔案，例如資料庫檔案，而固定檔案則是指內容不會(huì )自動(dòng)變更的檔案，例如一般的文 件或是二進(jìn)位檔。 Linux的檔案系統是採用階層式的樹(shù)狀目錄結構，在此結構中的最上層是根目錄然后在此根目錄下再建立其他的目錄，雖然目錄的名稱(chēng)可以自訂，但是有某些特殊的目錄名稱(chēng)包含有重要的功能，因此不可隨便將它們更名，以免造成系統的錯誤。 因為L(cháng)inux允許不同的廠(chǎng)商及個(gè)人修改作業(yè)系統，所以常會(huì )造成目錄名稱(chēng)不統一的情形，有鑑於此，目前有一套規范檔案目錄的命名及存放標準，它就稱(chēng)為Filesystem Hierarchy Standard(FHS)，這也是FedoraCore 遵守的標準，若需要詳細的說(shuō)明，請參考以下的網(wǎng)站說(shuō)明： http://www.pathname.com/fhs/ 圖8-1 FHS網(wǎng)站首頁(yè)  在Linux安裝時(shí)，系統會(huì )建立一些預設的目錄，而每個(gè)目錄都有其特殊的功能，以下是這些目錄的簡(jiǎn)介：   Linux中的檔案名稱(chēng)最長(cháng)可允許256個(gè)字元，而這些字元可用A-Z 0-9._- 等符號來(lái)命名。和其他作業(yè)系統相比，例如DOS和Windows，Linux最大的不同鲇是，它並沒(méi)有「副檔名」的觀(guān)念，也就是說(shuō)檔案的名稱(chēng)和該檔的種類(lèi)並沒(méi)有直接的關(guān)連，例如smaple.txt可能是個(gè)執行檔，而sample.exe也有可能是文字檔案，甚至於可以不使用副檔名。 另一個(gè)特性是檔案名稱(chēng)區分大小寫(xiě)(Case Sensitive)，這也是習慣DOS和Windows平臺的使用者最難適應的一鲇，但所有的Unix系統(包括Linux)都是遵循這個(gè)法則，例如sample.txt、Sample.txt、SAMPLE.Txt、samplE.txt在Linux上都代表不同的檔案，但在DOS和Windows平臺卻是指同一個(gè)檔案。 ◆ ext3fS檔案系統結構 Linux可說(shuō)是一種相容性很高的作業(yè)系統，它可以支援的檔案系統有很多，其中包括：adfs、affs、autofs、coda、coherent、devpts、efs、ext、ext2、ext3、hfs、hpfs、iso9660、minix、msdos、ncpfs、nfs、ntfs、proc、qnx4、romfs、smbfs、sysv、udf、ufs、umsdos、vfat、xenix、xiafs等，也就是說(shuō)它可以和許多不同的檔案或作業(yè)系統同時(shí)存在硬碟中，這也是Linux足以傲視其他作業(yè)系統的地方。 與Microsoft Windows作業(yè)系統不同的是，Linux並沒(méi)有的觀(guān)念，也就是說(shuō)，它不會(huì )將檔案的儲存位置指定為磁碟機C、D、E等等，而是利用樹(shù)狀的ext3fS(Third Extended File System)為主要的檔案系統(有時(shí)也簡(jiǎn)稱(chēng)為ext3)。 ext3fs是Fedora Core 預設的檔案系統，顧名思義，它是ext2fs的加強版本，除了在原有ext2fs系統上加上曰誌功能(journaling)外，ext3fs還具有以下的優(yōu)鲇： ◆ 有效性(Availability) 當系統因為電力中斷或其他原因而導致不正常關(guān)機時(shí)，早期的ext2fs系統必須先執行ext2fsck程式，以確定檔案系統的一致性(Consistency)，之后才可重新的掛載(Mount)檔案系統。 但是e2fsck程式執行的時(shí)間主要是與該檔案系統的大小有關(guān)，以目前動(dòng)輒數十GB的檔案系統而言，勢必將花費很長(cháng)的時(shí)間。此外，在檔案系統中的檔案愈多，則要進(jìn)行的一致性檢查也愈多，這二個(gè)因素都嚴重影響到系統的有效性。 而ext3fS檔案系統在處理以上的問(wèn)題時(shí)，並不需要執行檔案系統檢查，這是因為資料在寫(xiě)入ext3fS檔案系統時(shí)會(huì )利用日誌功能來(lái)維持資料的一致性。所以在系統不正常關(guān)機后，要回復ext3fS檔案系統與檔案系統的大小或是檔案數量的多寡無(wú)關(guān)，而是和用來(lái)持維資料一致性的日誌大小有關(guān)。通常在預設的狀況下，利用日誌來(lái)回復ext3fs檔案系統大約只要費時(shí)1秒，但是不同的硬體會(huì )影響回復的時(shí)間。 ◆ 資料完整性 ext3fS可以在系統不正常關(guān)機后，提供較佳的資料完整性，同時(shí)在ext3fs存取資料時(shí)，可以選擇不同的資料保護類(lèi)型和層級，例如選擇以維護檔案系統的一致性為優(yōu)先，而允許少量的資料在系統不正常關(guān)機后毀損，這可加快回復的時(shí)間，這個(gè)選項也是系統的預設值。 園資料存取速度ext3fs的資料存取速度高於ext2fs檔案系統的主要原因是日誌功能可使硬碟讀寫(xiě)頭的移動(dòng)達到最佳化。 ◆ 易於轉移 原有的ext2fs可以輕易的轉移至ext3fs來(lái)獲得曰誌功能，而不需重新格式化檔案系統。通?？梢杂靡韵碌亩N方法來(lái)進(jìn)行ext3fs檔案系統轉移： ◆ Fedora Core 安裝程式 ◆ tune2fs程式 在Linux將硬碟格式化為ext3fs后，它會(huì )將硬碟分為四個(gè)部份：BootBlock、Super Block、i-nodes和DataBlock。 ● Boot Block Boot Block是包含系統啟動(dòng)程式的磁碟區塊。 ● Super Block Super Block主要是用來(lái)記錄檔案系統的配置方式，其中包含i-node數量、磁碟區塊數量，以及未使用的磁碟區塊等。 ● i-node i-node是Index-Node的簡(jiǎn)稱(chēng)為，在這個(gè)部份包含i-node，而每個(gè)i-node都可用來(lái)記錄一個(gè)檔案，但有時(shí)也不會(huì )使用到。您可以使用df(Disk Free)指令以及i(i-node)參數來(lái)了解目前系統中的i—node大小與數量。  在以上的輸出結果中，「檔案系統」欄位表示磁碟區塊名稱(chēng)，「1K- 區段 」 說(shuō)明每個(gè)區塊的大小是1KB，因此我們可以了解/dev/hda7的大小是1KB*1035660=1035660KB。若您加入「-i」參數，則您可以由「Inodes 」欄位得知該磁碟區塊的i-node數目，以/dev/hda7為例, 它的i-node數目為131616個(gè)，所以平均一個(gè)i-node可以?xún)Υ?035660KB/131616=7.8688KB的資料(但我們會(huì )取整數來(lái)計數，也就是8KB)。 理論上，若是每個(gè)儲存在區塊中的檔案都小於8KB，則此區塊最多可儲存131616個(gè)檔案資料，但若是檔案超過(guò)8KB，則會(huì )佔用一個(gè)以上的i-node，例如一個(gè)8MB的檔案會(huì )佔用1024 個(gè)i-node。因此，若是系統中儲存的檔案都很大，則允許的檔案數量一定遠少於i-node數目。 相反的，若是區塊中的檔案都很小，例如新聞群組上的討論文章，則當檔案的數目等於i-node數量時(shí)，即使區塊中仍有許多的空間，但是系統也會(huì )因為沒(méi)有足夠的i-node而無(wú)法儲 存任何檔案。 如果您要得知檔案的i-node編號，您可以輸入以下的指令(-i表示i-node)：  而在Linux中，軟碟、硬碟和光碟區塊的表示法如下表所示：  在i-node中記錄的資訊有很多，包括： ● 檔案大小 ● 使用者ID（User ID） ● 群組、ID (Group ID) ● 檔案存取模式：讀取、寫(xiě)入或執行等。 ● 連結計數：同一個(gè)檔案可建立多個(gè)檔案連結，它就好像是在Windows中的「捷徑」，檔案每建立一個(gè)連結時(shí)，連結計數增加l，而當連結刪除時(shí)，則連結計數就減少1。 ● 檔案最后修改時(shí)間 ● 磁碟區塊位址：記錄檔案存放的磁碟區塊。 ● 間接區塊(Indirect Block)：當一個(gè)檔案的大小超過(guò)一個(gè)i-node的容量時(shí)，則其他儲存此檔案的(區塊)位址會(huì )記錄在間接區塊中
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