Linux文件管理

1 文件系统目录结构

1.1 文件系统的目录结构

　　文件和目录被组织成一个单根倒置树结构

　　文件系统从根目录下开始，用“/”表示

　　根文件系统(rootfs)：root ?lesystem

　　标准Linux文件系统（如ext4），文件名称大小写敏感，例如：MAIL, Mail, mail, mAiL

　　以.开头的文件为隐藏文件

　　路径分隔的 /

　　文件名最长255个字节

　　包括路径在内文件名称最长4095个字节

　　蓝色-->目录 绿色-->可执行文件 红色-->压缩文件 浅蓝色-->链接文件 灰色-->其他文件

　　除了斜杠和NUL,所有字符都有效.但使用特殊字符的目录名和文件不推荐使用，有些字符需要用引号来引用

　　每个文件都有两类相关数据：

　　　　元数据：metadata

　　　　数据：data

Linux的文件系统分层结构：FHS Filesystem Hierarchy Standard

参考文档：http://www.pathname.com/fhs/

1.2 常见的文件系统目录功能

　　/boot：引导文件存放目录，内核文件(vmlinuz)、引导加载器(bootloader, grub)都存放于此目录

　　/bin：所有用户使用的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

　　/sbin：管理类的基本命令；不能关联至独立分区，OS启动即会用到的程序

　　/lib：启动时程序依赖的基本共享库文件以及内核模块文件(/lib/modules)

　　/lib64：专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置

　　/etc：配置文件目录

　　/home/USERNAME：普通用户家目录

　　/root：管理员的家目录

　　/media：便携式移动设备挂载点

　　/mnt：临时文件系统挂载点

　　/dev：设备文件及特殊文件存储位置

　　　　b: block device，随机访问

　　　　c: character device，线性访问

　　/opt：第三方应用程序的安装位置

　　/srv：系统上运行的服务用到的数据

　　/tmp：临时文件存储位置

　　/usr: universal shared, read-only data

　　　　bin: 保证系统拥有完整功能而提供的应用程序

　　　　sbin:

　　　　lib：32位使用

　　　　lib64：只存在64位系统

　　　　include: C程序的头文件(header ?les)

　　　　share：结构化独立的数据，例如doc, man等

　　　　 local：第三方应用程序的安装位置

　　　　　　bin, sbin, lib, lib64, etc, share

　　/var: variable data ?les

　　　　cache: 应用程序缓存数据目录

　　　　lib: 应用程序状态信息数据

　　　　local：专用于为/usr/local下的应用程序存储可变数据

　　　　lock: 锁文件

　　　　log: 日志目录及文件

　　　　opt: 专用于为/opt下的应用程序存储可变数据

　　　　run: 运行中的进程相关数据,通常用于存储进程pid文件

　　　　spool: 应用程序数据池

　　　　tmp: 保存系统两次重启之间产生的临时数据

　　/proc: 用于输出内核与进程信息相关的虚拟文件系统

　　/sys：用于输出当前系统上硬件设备相关信息虚拟文件系统

　　/selinux: security enhanced Linux，selinux相关的安全策略等信息的存储位置

CentOS7 以后版本目录结构变化

　　以下下目录是同一个目录，只不过做了软链接

　　/bin 和 /usr/bin

　　/sbin 和 /usr/sbin

　　/lib 和/usr/lib

　　/lib64 和 /usr/lib64

范例：

[root@centos8 ~]#ls /bin /sbin /lib /lib64 -ld

lrwxrwxrwx. 1 root root 7 May 11 2019 /bin -> usr/bin

lrwxrwxrwx. 1 root root 7 May 11 2019 /lib -> usr/lib

lrwxrwxrwx. 1 root root 9 May 11 2019 /lib64 -> usr/lib64

lrwxrwxrwx. 1 root root 8 May 11 2019 /sbin -> usr/sbin

1.3 应用程序的组成部分

　　二进制程序：/bin, /sbin, /usr/bin, /usr/sbin, /usr/local/bin, /usr/local/sbin

　　库文件：/lib, /lib64, /usr/lib, /usr/lib64, /usr/local/lib, /usr/local/lib64

　　配置文件：/etc, /etc/DIRECTORY, /usr/local/etc

　　帮助文件：/usr/share/man, /usr/share/doc, /usr/local/share/man, /usr/local/share/doc

1.4 Linux下的文件类型

　　- 普通文件

　　d 目录文件

　　b 块设备

　　c 字符设备

　　l 符号链接文件

　　p 管道文件pipe

　　s 套接字文件socket

范例：

[root@centos7 ~]#ls -l /run/

total 52

drwxr-xr-x 2 root root 100 Dec 9 20:41 abrt

-rw------- 1 root root 11 Dec 9 20:41 alsactl.pid

-rw-r--r-- 1 root root 5 Dec 9 20:41 atd.pid

-rw-r--r-- 1 root root 4 Dec 9 20:41 auditd.pid

prw------- 1 root root 0 Dec 9 20:41 autofs.fifo-misc

prw------- 1 root root 0 Dec 9 20:41 autofs.fifo-net

drwxr-xr-x 2 avahi avahi 80 Dec 9 20:41 avahi-daemon

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 certmonger

drwxr-x--- 2 chrony chrony 80 Dec 9 20:41 chrony

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 console

-rw-r--r-- 1 root root 5 Dec 9 20:41 crond.pid

---------- 1 root root 0 Dec 9 20:41 cron.reboot

drwx------ 2 root root 40 Dec 9 20:41 cryptsetup

drwxr-xr-x 3 root lp 80 Dec 9 20:41 cups

drwxr-xr-x 2 root root 60 Dec 9 20:41 dbus

-rw-r--r-- 1 root root 4 Dec 9 20:41 dhclient-eth0.pid

prw------- 1 root root 0 Dec 9 20:40 dmeventd-client

prw------- 1 root root 0 Dec 9 20:40 dmeventd-server

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 faillock

-rw------- 1 root root 4 Dec 9 20:41 gssproxy.pid

srw-rw-rw- 1 root root 0 Dec 9 20:41 gssproxy.sock

drwxr-xr-x 4 root root 100 Dec 9 20:40 initramfs

-rw-r--r-- 1 root root 4 Dec 9 20:41 ksmtune.pid

drwxr-xr-x 8 root root 220 Dec 9 20:41 lock

drwxr-xr-x 3 root root 60 Dec 9 20:40 log

drwxrwxr-x 3 root libstoragemgmt 60 Dec 9 20:41 lsm

drwx------ 2 root root 80 Dec 9 20:40 lvm

-rw-r--r-- 1 root root 4 Dec 9 20:40 lvmetad.pid

drwx--x--- 2 root root 40 Dec 9 20:41 mdadm

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:40 mount

drwxrwxr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 netreport

drwxr-xr-x 3 root root 120 Dec 9 20:41 NetworkManager

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 plymouth

drwxr-xr-x 2 root root 40 Dec 9 20:41 ppp

drwxr-xr-x 2 radvd radvd 40 Dec 9 20:41 radvd

drwx------ 2 rpc rpc 40 Dec 9 20:41 rpcbind

-r--r--r-- 1 root root 0 Dec 9 20:41 rpcbind.lock

srw-rw-rw- 1 root root 0 Dec 9 20:41 rpcbind.sock

-rw-r--r-- 1 rpcuser rpcuser 5 Dec 9 20:41 rpc.statd.pid

2 文件操作命令

2.1 显示当前工作目录

每个shell和系统进程都有一个当前的工作目录 CWD：current work directory

显示当前shell CWD的绝对路径

pwd命令: 显示当前的工作路径

　　-P 显示真实物理路径

　　-L 显示链接路径（默认）

范例：

[root@centos8 ~]#pwd

/root

[root@centos8 ~]#cd /data

[root@centos8 data]#pwd

/data

[14:38:41 root@centos8 sysconfig]#cd /bin

[14:38:52 root@centos8 bin]#pwd

/bin

[14:38:54 root@centos8 bin]#ll /

total 28

lrwxrwxrwx. 1 root root 7 May 11 2019 bin -> usr/bin

dr-xr-xr-x. 6 root root 4096 Dec 11 11:21 boot

drwxr-xr-x. 2 root root 142 Dec 13 14:26 data

drwxr-xr-x. 19 root root 3280 Dec 13 11:21 dev

drwxr-xr-x. 142 root root 8192 Dec 13 14:26 etc

drwxr-xr-x. 3 root root 18 Dec 11 11:19 home

lrwxrwxrwx. 1 root root 7 May 11 2019 lib -> usr/lib

lrwxrwxrwx. 1 root root 9 May 11 2019 lib64 -> usr/lib64

drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 11 2019 media

drwxr-xr-x. 3 root root 18 Dec 11 11:15 mnt

drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 11 2019 opt

dr-xr-xr-x. 259 root root 0 Dec 13 10:34 proc

dr-xr-x---. 15 root root 4096 Dec 13 14:26 root

drwxr-xr-x. 42 root root 1200 Dec 13 11:03 run

lrwxrwxrwx. 1 root root 8 May 11 2019 sbin -> usr/sbin

drwxr-xr-x. 2 root root 6 May 11 2019 srv

dr-xr-xr-x. 13 root root 0 Dec 13 10:34 sys

drwxrwxrwt. 20 root root 4096 Dec 13 14:14 tmp

drwxr-xr-x. 12 root root 144 Dec 11 11:12 usr

drwxr-xr-x. 22 root root 4096 Dec 11 11:21 var

[14:38:57 root@centos8 bin]#pwd -P

/usr/bin

2.2 绝对和相对路径

绝对路径

　　以正斜杠开始

　　完整的文件的位置路径

　　可用于任何想指定一个文件名的时候

　　不以斜线开始

　　指定相对于当前工作目录或某目录的位置

　　可以作为一个简短的形式指定一个文件名

基名：basename，只取文件名而不要路径

目录名：dirname，只取路径，不要文件名

范例:

[14:46:18 root@centos8 bin]#basename /etc/sysconfig/network

network

[14:46:56 root@centos8 bin]#dirname /etc/sysconfig/network

/etc/sysconfig

2.3 更改目录

命令 cd ： change directory 改变目录，可以使用绝对或相对路径

　　选项：-P 切换至物理路径，而非软链接目录

　　切换至父目录： cd ..

　　切换至当前用户主目录： cd

　　切换至以前的工作目录： cd -

范例：

[root@centos8 ~]#cd /etc/sysconfig

[root@centos8 sysconfig]#pwd

/etc/sysconfig

[root@centos8 sysconfig]#cd ../../data

[root@centos8 data]#pwd

/data

[root@centos8 data]#cd /bin

[root@centos8 bin]#pwd

/bin

[root@centos8 bin]#cd -P /bin

[root@centos8 bin]#pwd

/usr/bin

相关的环境变量：

　　PWD：当前目录路径

　　OLDPWD：上一次目录路径

2.4 列出目录内容

ls 命令可以列出当前目录的内容或指定目录

用法：ls [options] [files_or_dirs]

常见选项：

　　-a 包含隐藏文件

　　-l 显示额外的信息

　　-R 目录递归

　　-ld 目录和符号链接信息

　　-1 文件分行显示

　　-S 按从大到小排序

　　-t 按mtime排序

　　-u 配合-t选项，显示并按atime从新到旧排序

　　-U 按目录存放顺序显示

　　-X 按文件后缀排序

2.5 查看文件状态stat

文件相关信息：metadata, data

每个文件有三个时间戳：

　　access time 访问时间，atime，读取文件内容

　　modify time 修改时间，mtime，改变文件内容（数据）

　　change time 改变时间，ctime，元数据发生改变

[root@centos8 ~]#stat /etc/passwd

File: /etc/passwd

Size: 1306 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file

Device: 802h/2050d Inode: 134792556 Links: 1

Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)

Access: 2019-12-09 20:37:12.830991350 +0800

Modify: 2019-12-09 20:37:12.826991351 +0800

Change: 2019-12-09 20:37:12.826991351 +0800

Birth: -

2.6 确定文件内容

文件可以包含多种类型的数据，使用?le命令检查文件的类型，然后确定适当的打开命令或应用程序使用

用法：file [options] <filename>...

常用选项:

　　-b 列出文件辨识结果时，不显示文件名称

　　-f ?lelist 列出文件?lelist中文件名的文件类型

　　-F 使用指定分隔符号替换输出文件名后默认的”:”分隔符

　　-L 查看对应软链接对应文件的文件类型

　　--help 显示命令在线帮助

范例:

#显示编码列表

[15:34:50 root@centos8 ~]#iconv -l　　

#将windows10上文本默认的编码转换成UTF-8

[15:34:50 root@centos8 ~]#iconv -f gb2312 win.txt -o win2.txt

[15:34:50 root@centos8 ~]#file linux.txt

linux.txt: ASCII text

[15:34:31 root@centos8 ~]#file windows.txt

windows.txt: ASCII text, with CRLF line terminators

#将windows的文本格式转换成Linux的文本格式

[15:35:26 root@centos8 ~]#dos2unix windows.txt

dos2unix: converting file windows.txt to Unix format...

[15:36:00 root@centos8 ~]#file windows.txt

windows.txt: ASCII text

#将Linux的文本格式转换成windows的文本格式

[15:36:02 root@centos8 ~]#unix2dos windows.txt

unix2dos: converting file windows.txt to DOS format...

[15:36:10 root@centos8 ~]#file windows.txt

windows.txt: ASCII text, with CRLF line terminators

[15:33:05 root@centos8 ~]#cat list.txt

/etc/

/bin

/etc/issue

[15:34:28 root@centos8 ~]#file -f list.txt

/etc/: directory

/bin: symbolic link to usr/bin

/etc/issue: ASCII text

2.7 文件通配符模式wild-card pattern

文件通配符可以用来匹配符合条件的多个文件，方便批理管理文件

通配符采有特定的符号，表示特定的含义，此特符号称为元字符

常见的通配符如下：

　　* 匹配零个或多个字符

　　? 匹配任何单个字符

　　~ 当前用户家目录

　　~mage 用户mage家目录

　　~+和. 当前工作目录

　　~- 前一个工作目录

　　[0-9] 匹配数字范围

　　[a-z] 字母

　　[A-Z] 字母

　　[wang] 匹配列表中的任何的一个字符

　　[^wang] 匹配列表中的所有字符以外的字符

另外还有在Linux系统中预定义的字符类：man 7 glob

　　[:digit:]：任意数字，相当于0-9

　　[:lower:]：任意小写字母,表示 a-z

　　[:upper:]: 任意大写字母,表示 A-Z

　　[:alpha:]: 任意大小写字母

　　[:alnum:]：任意数字或字母

　　[:blank:]：水平空白字符

　　[:space:]：水平或垂直空白字符

　　[:punct:]：标点符号

　　[:print:]：可打印字符

　　[:cntrl:]：控制（非打印）字符

　　[:graph:]：图形字符

　　[:xdigit:]：十六进制字符

范例：

1、显示/etc目录下所有以l开头，以一个小写字母结尾，且中间出现至少一位数字的文件或目录

2、显示/etc目录下以任意一位数字开头，且以非数字结尾的文件或目录

3、显示/etc/目录下以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录

4、显示/etc/目录下所有以rc开头，并后面是0-6之间的数字，其它为任意字符的文件或目录

5、显示/etc目录下，所有.conf结尾，且以m,n,r,p开头的文件或目录

6、只显示/root下的隐藏文件和目录

7、只显示/etc下的非隐藏目录

2.8 创建空文件和刷新时间

touch命令可以用来创建空文件或刷新文件的时间

用法：touch [OPTION]... FILE...

选项说明：

　　-a 仅改变 atime和ctime

　　-m 仅改变 mtime和ctime

　　-t [[CC]YY]MMDDhhmm[.ss] 指定atime和mtime的时间戳

　　-c 如果文件不存在，则不予创建

范例:

[16:11:50 root@centos8 data]#date

Fri Dec 13 16:11:55 CST 2019

[16:11:03 root@centos8 data]#touch `date -d "-1 day" +%F_%T`.log

[16:11:48 root@centos8 data]#ls

2019-12-12_16:11:48.log

[16:11:55 root@centos8 data]#touch $(date -d "1 year" +%F_%T).log

[16:13:11 root@centos8 data]#ls

2019-12-12_16:11:48.log 2020-12-13_16:13:11.log

2.9 复制文件和目录

利用 cp 命令可以实现文件或目录的复制

用法：

cp [OPTION]... [-T] SOURCE DEST

cp [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

cp [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...

常用选项

　　-i 覆盖前提示

　　-n 不覆盖，注意两者顺序

　　-r, -R 递归复制目录及内部的所有内容

　　-a 归档，相当于-dR --preserv=all

　　-d --no-dereference --preserv=links 不复制原文件，只复制链接名

　　--preserv[=ATTR_LIST]

　　　　mode: 权限

　　　　ownership: 属主属组

　　　　timestamp:

　　　　links

　　　　xattr

　　　　context

　　　　all

　　-p 等同--preserv=mode,ownership,timestamp

　　-v --verbose

　　-f --force

　　-u --update 只复制源比目标更新文件或目标不存在的文件

　　-b 目标存在，覆盖前先备份，形式为 ?lename~

　　--backup=numbered 目标存在，覆盖前先备份加数字后缀

范例:

[16:21:08 root@centos8 ~]#cp ~wang/issue /data/issue_wang.bak

-rw-r--r--. 1 root root 86 Dec 13 16:21 /data/issue_wang.bak

-rw-r--r--. 1 wang wang 86 Dec 13 16:18 /home/wang/issue

[16:21:44 root@centos8 ~]#cp -p ~wang/issue /data/issue_wang2.bak

[16:22:07 root@centos8 ~]#ll ~wang/issue /data/issue_wang2.bak

-rw-r--r--. 1 wang wang 86 Dec 13 16:18 /data/issue_wang2.bak

-rw-r--r--. 1 wang wang 86 Dec 13 16:18 /home/wang/issue

[16:23:19 root@centos8 ~]#cp /etc/sysconfig/ /data/

cp: -r not specified; omitting directory ‘/etc/sysconfig/‘

[16:23:40 root@centos8 ~]#cp -r /etc/sysconfig/ /data/

[16:23:45 root@centos8 ~]#ll /data

total 12

-rw-r--r--. 1 root root 0 Dec 13 16:11 2019-12-12_16:11:48.log

-rw-r--r--. 1 root root 0 Dec 13 16:13 2020-12-13_16:13:11.log

-rw-r--r--. 1 wang wang 86 Dec 13 16:18 issue_wang2.bak

-rw-r--r--. 1 root root 86 Dec 13 16:21 issue_wang.bak

drwxr-xr-x. 7 root root 4096 Dec 13 16:23 sysconfig

[16:24:03 root@centos8 ~]#cp -r /etc/sysconfig/ /data/sysconfig_bak

[16:24:34 root@centos8 ~]#ll /data

total 16

-rw-r--r--. 1 root root 0 Dec 13 16:11 2019-12-12_16:11:48.log

-rw-r--r--. 1 root root 0 Dec 13 16:13 2020-12-13_16:13:11.log

-rw-r--r--. 1 wang wang 86 Dec 13 16:18 issue_wang2.bak

-rw-r--r--. 1 root root 86 Dec 13 16:21 issue_wang.bak drwxr-xr-x. 7 root root 4096 Dec 13 16:23 sysconfig

drwxr-xr-x. 7 root root 4096 Dec 13 16:24 sysconfig_bak

[16:32:43 root@centos8 ~]#cp -b /etc/motd /data/issue

cp: overwrite ‘/data/issue‘? y

[16:33:09 root@centos8 ~]#ll /data

total 8

-rw-r--r--. 1 root root 1 Dec 13 16:33 issue

-rw-r--r--. 1 root root 2610 Dec 13 16:32 issue~

[16:33:11 root@centos8 ~]#cp -b /etc/fstab /data/issue

cp: overwrite ‘/data/issue‘? y

[16:33:55 root@centos8 ~]#ll /data

total 8

-rw-r--r--. 1 root root 709 Dec 13 16:33 issue

-rw-r--r--. 1 root root 1 Dec 13 16:33 issue~

[16:33:56 root@centos8 ~]#cp --backup=numbered /etc/fstab /data/issue

cp: overwrite ‘/data/issue‘? y

[16:34:32 root@centos8 ~]#cp --backup=numbered /etc/shadow /data/issue

cp: overwrite ‘/data/issue‘? y

[16:34:41 root@centos8 ~]#cp --backup=numbered /etc/os-release /data/issue

cp: overwrite ‘/data/issue‘? y

[16:34:48 root@centos8 ~]#ll /data

total 20

-rw-r--r--. 1 root root 420 Dec 13 16:34 issue

-rw-r--r--. 1 root root 1 Dec 13 16:33 issue~

-rw-r--r--. 1 root root 709 Dec 13 16:33 issue.~1~

-rw-r--r--. 1 root root 709 Dec 13 16:34 issue.~2~

----------. 1 root root 1349 Dec 13 16:34 issue.~3~

2.10移动和重命名文件

mv 命令可以实现文件或目录的移动和改名

同一分区移动数据,速度很快:数据位置没有变化

不同分区移动数据,速度相对慢:数据位置发生了变化

用法：

mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST

mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY

mv [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE...

常用选项：

　　-i 交互式

　　-f 强制

　　-b 目标存在，覆盖前先备份

2.11删除文件

使用rm 命令可以删除文件

用法：rm [OPTION]... FILE...

常用选项：

　　-i 交互式

　　-f 强制删除

　　-r 递归

　　--no-preserve-root 删除/

范例：

rm -rf /*

2.12目录操作

2.12.1 显示目录树tree

常见选项：

　　-d: 只显示目录

　　-L level：指定显示的层级数目

　　-P pattern: 只显示由指定wild-card pattern匹配到的路径

2.12.2 创建目录mkdir

常见选项：

　　-p: 存在于不报错，且可自动创建所需的各目录

　　-v: 显示详细信息

　　-m MODE: 创建目录时直接指定权限

2.11.3 删除空目录rmdir

常见选项：

　　-p 递归删除父空目录

　　-v 显示详细信息

注意：rmdir只能删除空目录，如果想删除非空目录，可以使用rm -r 命令，递归删除目录树

3 文件元数据和节点表结构

3.1 inode表结构

每个文件的属性信息，比如：文件的大小，时间，类型等，称为文件的元数据(meta data)。这此元数据是存放在node（index node）表中。node 表中有很多条记录组成，第一条记录对应的存放了一个文件的元数据信息

第一个node表记录对应的保存了以下信息：

　　inode number 节点号

　　文件类型

　　权限

　　UID

　　GID

　　链接数（指向这个文件名路径名称个数）

　　该文件的大小和不同的时间戳

　　指向磁盘上文件的数据块指针

　　有关文件的其他数据

目录

目录是个特殊文件，文件内容保存了目录中文件的列表及inode number

　　文件引用一个是 inode号

　　人是通过文件名来引用一个文件

　　一个目录是目录下的文件名和文件inode号之间的映射

inode表和目录

cp和inode

cp 命令：

　　分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目

　　在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联

　　拷贝数据生成新的文件

rm和inode

rm 命令：

　　链接数递减，从而释放的inode号可以被重用

　　把数据块放在空闲列表中

　　删除目录项

　　数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖

mv和inode

　　如果mv命令的目标和源在相同的文件系统，作为mv 命令

　　用新的文件名创建对应新的目录项

　　删除旧目录条目对应的旧的文件名

　　不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！

　　如果目标和源在一个不同的文件系统， mv相当于cp和rm

范例: