Chapter 2. 文件系统
文件系统是一个操作系统的重要组成部分，是操作系统在计算机硬盘存储和检索数据的逻辑方法。Linux通过VFS（虚拟文件系统）支持多种文件格式。Linux支持的各种常用的文件系统有以下几种。
Table 2.1. Linux文件系统类型
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文件系统 |
类型名称 |
用途 |
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Second Extended filesystem |
ext2 |
最常用的Linux文件系统 |
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Three Extended filesystem |
ext3 |
ext2的升级版，带日志功能 |
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Minix filesystem |
minix |
Minix文件系统，很少用 |
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RAM filesystem |
ramfs |
内存文件系统，速度超快 |
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Network File System(NFS) |
NFS |
网络文件系统，由SUN发明，主要用于远程文件共享 |
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DOS-FAT filesystem |
msdos |
ms-dos文件系统 |
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VFAT filesystem |
vfat |
Windows95/98采用的文件系统 |
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NT filesystem |
ntfs |
Windows NT采用的文件系统 |
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HPFS filesystem |
hpfs |
OS/2采用的文件系统 |
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/proc filesystem |
proc |
虚拟的进程文件系统 |
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ISO 9660 filesystem |
iso9660 |
大部份光盘所用的文件系统 |
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UFS filesystem |
ufs |
Sun OS所用的文件系统 |
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Apple Mac filesystem |
hfs |
Macintosh机采用的文件系统 |
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Novell filesystem |
ncpfs |
Novell服务器所采用的文件系统 |
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SMB filesystem |
smbfs |
Samba的共享文件系统 |
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XFS filesystem |
xfs |
由SGI开发的先进的日志文件系统，支持超大容量文件 |
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JFS filesystem |
jfs |
IBM的AIX使用的日志文件系统 |
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ReiserFS filesystem |
reiserfs |
基于平衡树结构的文件系统 |
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Zettabyte File System |
zfs（暂定） |
Zettabyte File System是随Solaris 10一起发布的最新的文件系统。它是第一个128位的文件系统，包含多项创新技术。据Sun公司介绍，这是他们的最后一个文件系统，可见Sun公司对该文件系统的自信。该文件系统现时Linux还不支持，所以上面介绍文件类型时说明是暂定zfs。Sun ZFS文件系统的对外移植许可方式采用了CDDL标准,与Linux平台采用的GPL许可标准并不兼容 ，而导致了目前为止ZFS尚无法顺利地在Linux平台上使用。但开源社区启动了一个zfs on fuse项目，可以在Linux use space下使用zfs系统。 |
在Debian Administration上有篇文章，测试了ext3, reiser, xfs, jfs四种日志文件系统，XFS是综合评分最高的文件系统。网址是：http://www.debian-administration.org/articles/388
2.1. 管理文件系统
使用mount命令就可在Linux中挂载各种文件系统，如：
debian:~# mount -t vfat /dev/hda1 /mnt/hda1
上面这条命令就把/dev/hda1这个fat分区挂载到了/mnt/hda1目录下。“-t”参数指定文件系统类型，常见的文件类型见上面“Linux文件系统类型”一表的内容。在挂载硬盘时，还有一个“-o”参数，它可指定挂载文件系统时的一些选项，如：
· codepage=xxx，指定代码页，如936(简体中文)、437(英文)等。
· iocharset=xxx，指定字符集，如utf8、gb2312等。
· ro，以只读方式挂载。
· rw，以读写方式挂载。
现在U盘已代替传统的磁盘成为移动存储的主流设备，在Linux中加载U盘也很简单，Linux把U盘看成一个SCSI设备，设备名是/dev/sda。加载命令如下：
debian:~# mount /dev/sda /mnt/usb
mount命令的参数选项是很丰富的，以上介绍的只是常用一些功能，详细介绍请参考man手册。
使用mkfs命令可以创建文件系统，如：
debian:~# mkfs -t ext2 /dev/fd0 1400
这条命令在软盘上创建一个容量为1.44M的ext2文件系统。
使用fsck命令可以检查文件系统，如：
debian:~# fsck -t ext2 /dev/hda3
使用mkswap命令可以创建swap空间，如：
debian:~# mkswap -c /dev/hda4
debian:~# swapon /dev/hda4 #启用新创建的swap空间，停用可使用swapoff命令
设备文件是Linux中一种特殊的文件，它对应每种硬件设备，如硬盘、软驱等。它可以像文件一样对它进行读写操作。设备文件位于/dev目录下，/dev/hda代表第一个IDE硬盘，/dev/fd0代表第一个软驱。/dev/null是一个虚设的设备，它就像一个无底的黑洞，任何对/dev/null的写入都会成功，但数据会消失得无影无踪，没有任何反馈。所以我们经常把不想在屏幕显示的信息全部送到/dev/null中。下面是一个设备文件的信息：
brw-rw---- 1 root disk 3, 0 2005-07-07 05:29 /dev/hda
大家注意文件的size列，它是由逗号分隔的两个数字（3，0），第一个值代表主设备号（major device number），第二个值代表次设备号（minor device number）。主设备号对应内核相应的功能，而次设备号对应由驱动程序管理的特定设备。所以同一类设备的主设备号都是相同的，次设备号则不同。内核根据主设备号将I/O的要求导向到适当的驱动程序上，而该驱动程序以次要编号来判断出指定要使用的设备。系统安装同，默认已安装了大部份的设备文件，在/dev目录下可查询到很多的设备文件。但有时我们也需新增设备文件，这时我们可使用mknod命令，命令格式如下：
mknod -m permissions name type major minor
-m permissions参数可有可无，主要用于设置设备文件的权限
name是所要创建的设备名，要有完整的路径，如/dev/rhda
type是设备文件的类型，c代表字符设备，b代表块设备
major指定设备的主编号
minor指定设备的次编号
示例：
# mknod -m 644 /dev/random c 1 8
使用dumpe2fs device | more可显示文件系统的详细信息。如：
debian:/var/log# dumpe2fs /dev/hdb1 |more
dumpe2fs 1.37 (21-Mar-2005)
Filesystem volume name: <none>
Last mounted on: <not available>
Filesystem UUID: ef214b73-810a-4098-bf01-ab9a85d9c651
Filesystem magic number: 0xEF53
Filesystem revision #: 1 (dynamic)
Filesystem features: filetype sparse_super
Default mount options: (none)
Filesystem state: not clean
Errors behavior: Continue
Filesystem OS type: Linux
Inode count: 3662848 #可用inode的数量
Block count: 7323624 #可用block的数量
Reserved block count: 366181 #保留块的数量
Free blocks: 428630
Free inodes: 3470727
First block: 0
Block size: 4096 #块大小
Fragment size: 4096
Blocks per group: 32768 #文件系统中每个块组的大小
Fragments per group: 32768
Inodes per group: 16352
Inode blocks per group: 511
Last mount time: Thu Jul 7 20:09:57 2005
Last write time: Thu Jul 7 23:42:51 2005
Mount count: 15
Maximum mount count: 30
Last checked: Fri Jun 17 05:31:36 2005
Check interval: 2592000 (1 month)
Next check after: Sun Jul 17 05:31:36 2005
Reserved blocks uid: 0 (user root)
Reserved blocks gid: 0 (group root)
First inode: 11
Inode size: 128
superblock是每个分区中最重要的信息，如果分区的superblock信息被破坏，则分区就不能使用。所以每个分区的superblock都被备份了。如果ext2文件系统的块组大小是32768，则superblock备份就存放在以32769开始的块组中。使用e2fsck -f -b 32769 /dev/hdb1就可用superblock备份信息修复文件系统的superblock