第3章 Linux文件系统 任何操作系统都是基于文件系统上的，Linux中所有的内容都是由文件组成。文件系统是文件组织的抽象，学习Linux文件系统的相关知识有助于深入理解Fedora Core 6操作系统。Red Hat Linux操作系统从Red Hat 7.2版本开始就支持新的ext3文件系统，而不再使用以前的ext2文件系统。

本章学习要点： 了解Linux文件系统工作原理 掌握文件系统的概念 掌握Linux目录 掌握Linux下常见文件 了解常见文件系统 掌握挂载和卸载文件系统 掌握Linux下常见文件扩展名 掌握软件连接和硬连接的创建方式 掌握FAT和NTFS文件系统的加载方式

3.1 Linux文件系统工作原理 Linux文件系统通过为每个文件分配文件块的方式把数据存储在存储设备中，这样就要维护每一个文件所有文件块的分配信息，而分配信息本身也要存储在磁盘上，不同的文件系统有用不同的方式分配和读取文件块。Linux下常见的文件系统分配策略有两种：块分配（block allocation）和扩展分配（extent allocation）。

3.1.1 块分配（block allocation） 传统的Unix文件系统使用了块分配机制，该机制提供了一个灵活而高效的文件块分配策略。磁盘上的文件根据需要分配给文件，这种方式可以避免存储空间的浪费。当一个文件不断扩充的时候，就可能会造成文件中文件块不连续，从而导致了过多的磁盘寻道时间。当读取一个文件时，可能要随机读取而非连续，如此以来读取文件效率会降低。

3.1.2 扩展分配（extent allocation） 对块分配而言，每一次文件增大时都要为该文件分配磁盘空间，而扩展分配则是当某个文件的磁盘空间不足时，一次性为它分配一连串连续的块。当文件被创建时，很多文件块同时被分配，当文件扩展时，也一次分配很多块。meta-data在文件创建时写入，当文件的大小没有超过所有已分配文件块大小时，就不用写入meta-data直到需要再分配文件块的时候。

3.2 Linux文件系统 文件系统指文件存在的物理存储设备上的组织方法，主要体现文件和目录的组织上，同时文件系统具有不同的格式。文件是Linux中的一切，不论是数据库、窗口还是字处理软件它们都是文件。目录为Linux提供了一种方便而有效的方式进行文件的管理。

3.2.1 文件系统概述 1．文件记录形式 2．文件系统类型 3．VFS 3.2.1 文件系统概述 文件系统（file system）表示存储在计算机上的文件和目录的数据结构，也可以用于存储文件的分区或磁盘，操作系统通过文件系统可以方便地查寻和访问其中所包含的磁盘块。在Linux系统中，每个分区都是一个文件系统，都有自己的目录层次结构。Linux的最重要特征之一就是支持多种文件系统，这样它更加灵活，并可以和许多其它种操作系统共存。 1．文件记录形式 2．文件系统类型 3．VFS

3.2.2 Linux文件 文件是文件系统中存储数据的一个命名的对象，文件是Linux操作系统处理信息的基本单位。一个文件可以是空文件（即没有包含用户数据），但是它仍然为操作系统提供了其它信息。文件组成了Linux的一切，Linux系统不会关心数据库文件、字处理文件或游戏文件之间的区别，只将它们认为是一个文件。 1．文件的逻辑结构 2．文件类型 3．文件结构

3.2.3 Linux目录 目录是文件系统中组织文件的形式。文件系统将文件组织在若干目录和其子目录中，最上层的目录称作根（root）目录，用“/”表示，其他的所有目录都是从根目录出发而生成的。这种目录结构类似于一个倒置的树状，所以又称为“树状结构”。

3.3 Linux常用文件系统 早期的Linux操作系统使用了ext2文件系统，从Red Hat 7.2之后开始使用ext3文件系统。ext2文件系统可扩展性异常强大，提供了许多之前没有的高级功能如设置文件属性、支持数据更新时同步写入磁盘等。ext3文件系统是ext2文件系统的后续版本，除了对原有版本的增强外还多一个inode，用来记录文件系统的日志，即所谓的journal。ReiserFS文件系统以其高性能闻名于世，一直以来用于高端的Unix系统上。

3.3.1 ext2 ext2文件系统是早期Linux发布版的基础，Linux默认直接支持的文件系统。该文件系统非常优势，也是ext3文件系统的基础。ext2文件系统和其他现代Unix使用的文件系统非常相似，但更接近于BSD（Berkeley Software Distribution：Berkeley软件分发版）系统所用的Berkeley Fast Filesystem

3.3.2 ext3 1．日志（Journaling） 2．ext3文件系统的优点 在Red Hat Linux 7.2版中，Red Hat首次支持了日志文件系统的ext3文件系统。该文件系统是在ext2文件系统的基础上进行了改进，是使用了日志功能的ext2文件系统加强版。ext3文件系统为ext2文件系统共享了所的磁盘设备，并添加了向ext2文件系统转换的能力。 1．日志（Journaling） 2．ext3文件系统的优点

3.3.3 ReiserFS文件系统 ReiserFS文件系统的是由Hans Reiser和他领导的开发小组共同开发的，他们认为好的文件系统是那些能够有助于创建独立的共享环境或者命名空间的文件系统，应用程序可以在其中更直接、有效和有力地相互作用。为了实现这一目标，文件系统就应该满足其使用者对性能和功能方面的需要，使用者就能够继续直接地使用文件系统，而不必建造运行在文件系统之上（如数据库之类）的特殊目的层。

3.3.4 挂载和卸载文件系统 Linux系统在使用光盘或U盘时，必须执行挂载（mount）命令。挂载命令可将这些存储介质指定成系统中的某个目录，以后直接访问相应的目录即可读写存储介质上的数据，用户可以在shell命令环境中使用mount挂载任何文件系统。将一个文件系统的顶层目录层目录挂到另一个文件系统的子目录中，使它们成为一个整体称为挂载，被挂载的子目录称为挂载点。在Linux中所有内容都是以目录来组织的，所谓的挂载可将光盘、软盘或其他文件系统当作一个目录来访问，这个目录就是挂载点。

3.4 Fedora目录结构 在前面的介绍中可以知道，Linux采用了树状目录结构，Fedora也同样采用了相同结构的目录树，以根目录开始，向下扩展成整个目录结构,对于初学者需要注意的是，Fedora目录之间的划分使用是“/”，而在Windows操作系统中使用“\”。例如在Fedora中访问一个目录可以使用“/dev/disk”，而在Windows操作系统则是“C:\windows”。另外，Fedora中是区分大小写的，如“disk”目录和“DISK”目录是不同的。

3.4.1 文件名 文件名是用来标识文件的字符串，它保存在一个文件目录项中。Linux操作系统的文件名是区分大小写的，如letter、Letter和LETTER是三个不同的文件。命名目录和命名文件是相同的，除非有特别的原因，否则用户创建的文件和目录名都使用小写字符，大多数Linux命令也是小写字符。

3.4.2 文件类型与扩展名 文件是Linux的核心，文件类型可以分为普通文件、目录文件、连接文件和设备文件等多种，各种文件在Fedora中有不同的表示方式。与Windows操作系统相同的是，Fedora也使用扩展名来区分同的文件类型。 1．文件类型的表示 2．常见文件扩展名

3.4.3 文件权限 Fedora是一个多用户操作系统，其文件是根据不同的用户来划分的。在多用户系统中，用户系统数据的安全十分重要，Fedora中每个文件或目录都包含访问权限，这些权限决定了哪些用户能访问和如何访问这些文件和目录。 1．文件权限的表示 2．特殊权限 3．更改文件权限

3.4.4 日志文件 日志文件是ext3文件系统的特点，Fedora中日志文件以明文存储，用户可以直接打开查看。日志文件功能强大，用户还可以编写脚本来扫描这些日志，并基于它们的内容去执行某些功能。 1．日志简介 2．定位日志文件 3．查看日志文件 4．配置日志文件

3.5 Fedora文件 和所有操作系统一样，Fedora操作系统也是以文件的形式存储数据。Fedora中文件具有文件名、权限等信息，并且文件具有不同的类型并以其扩展名来区分。本节将详细介绍Fedora Core 6中相关的文件信息。

3.6 硬连接与软连接 使用Fedora时可以创建文件的连接，连接文件也能够方便用户。形象地说，连接就是为同一个文件创建多个入口或称为访问点，通过某个入口可以访问到连接指向的真实文件，这类似于Windows操作系统下的快捷方式。

3.6.1 建立硬连接 硬连接，又称为连接。在Linux中以单纯的复制文件到需要用户目录下可以实现文件的共享，但同一个文件在不同的用户目录下无疑会造成磁盘资源的浪费。连接可以在不复制的情况下，实现文件共享。例如，用户zht需要使用用户root的文件new，那么只需要在zht下创建该文件的连接即可。

3.6.2 建立软连接 软连接又称为符号连接，这种连接方式与硬连接有所不同。符号连接并不保存文件数据，其真正的内容指向原来文件。若把真实文件删除，那么该文件的符号连接就会指向一个不存在的文件，其内容变成空白，但是符号连接会占用一个索引节点，并拥有属于自己的索引节点编号。

3.7 加载Windows文件系统 Linux操作系统被人们认可的一个重要原因就是它支持的文件系统较多，例如FAT32和NTFS。这两种格式正是另外一种流行的操作系统Windows XP的文件系统，本节将详细介绍如何在Fedora中实现访问Windows XP的分区。

3.7.1 加载FAT分区 在Fedora中实现访问Windows XP操作系统分区，其实也就是将Windows XP中所有分区的文件系统挂载到Fedora中。由于Fedora对FAT32文件系统即可读又可写，因此不需要安装其他模块便可加载到系统中。

3.7.2 加载NTFS分区 Windows中还有一种常用的文件系统为NTFS，它同时也是Fedora支持的一种文件系统。如果想要Linux与Windows更好地通信共享资源，也可以将Windows下NTFS分区挂载到Fedora中，本节将介绍如何挂载NTFS分区以及挂载时的注意事项。