Linux文件系统与FHS详解

本文系统归纳 Linux 文件系统核心知识：目录树与 FHS 标准、根目录 / /usr / /var 详解、文件系统类型对比、inode 与 Block 深入、硬链接与软链接、文件权限与特殊权限、/proc 与 /sys 虚拟文件系统、磁盘分区与挂载实战。与《Linux命令完全指南》及《Shell命令与基础》配合使用，内容只增不减。

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目录

• [一、目录树与 FHS 的由来](#一、目录树与 FHS 的由来)
• [二、FHS 的四种目录形态](#二、FHS 的四种目录形态)
• [三、根目录 (/) 的意义与内容](#三、根目录 (/) 的意义与内容)
• [四、/usr 的意义与内容](#四、/usr 的意义与内容)
• [五、/var 的意义与内容](#五、/var 的意义与内容)
• 六、目录树特性与不可与根分离的目录
• 七、绝对路径与相对路径
• [八、Linux 文件类型与扩展名](#八、Linux 文件类型与扩展名)
• [九、文件属性与 inode 深入](#九、文件属性与 inode 深入)
• 十、硬链接与软链接
• 十一、文件系统类型对比
• 十二、文件权限与特殊权限
• [十三、/proc 与 /sys 虚拟文件系统](#十三、/proc 与 /sys 虚拟文件系统)
• 十四、磁盘分区与挂载实战
• 十五、综合速查与练习

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一、目录树与 FHS 的由来

1.1 Linux 文件系统整体结构

1.2 概念说明

• 在 Linux 下执行 ls -l /，可见根下有很多目录（如 etc、usr、var、bin 等），整体呈树形结构。
• 文件系统 用于组织和排列文件存取，是可见的；Linux 中由 / 起始的树形结构即为文件系统的入口。
• 根目录 /：Linux 文件系统的顶端，称为 root；所有目录、文件、设备都在 / 之下，/ 是文件系统的组织者和最上级。
• 因 Linux 开放源码，各发行版根下目录差异较大，为统一规范，FHS（Filesystem Hierarchy Standard） 应运而生。
• FHS 的主要目的：让使用者了解已安装软件通常放在哪个目录，使独立软件开发商、操作系统制作者和用户都能遵循同一标准；重点在于规范每个特定目录下应放置什么数据。
• 参考：http://www.pathname.com/fhs/。

1.3 Linux 与 Windows 文件系统对比

对比项	Linux	Windows
根起点	唯一根目录 /	多个驱动器 C:\ D:\
路径分隔符	/（斜杠）	\（反斜杠）
大小写	严格区分	默认不区分
文件类型判断	权限位（x）决定是否可执行	靠扩展名（.exe .bat）
隐藏文件	以 . 开头的文件名	文件属性设置
设备访问	通过 /dev/ 下的文件	通过驱动器字母
配置文件	纯文本文件（/etc/）	注册表 + 文件

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二、FHS 的四种目录形态

FHS 按「是否可分享」与「是否可变动」将目录分为四类：
FHS 目录分类
可分享 Shareable
不可分享 Unshareable
不变 Static

/usr /opt
可变 Variable

/var/mail
不变 Static

/etc /boot
可变 Variable

/var/run /var/lock

	可分享的 (shareable)	不可分享的 (unshareable)
不变的 (static)	/usr（软件）、/opt（第三方）	/etc（配置）、/boot（开机与内核）
可变动的 (variable)	/var/mail、/var/spool/news	/var/run、/var/lock

属性	说明	典型例子
可分享	可被其他系统挂载使用	执行文件、用户邮件
不可分享	仅与本机相关	设备文件、socket、运行时数据
不变	安装后很少变动	库文件、说明文件、服务配置
可变	经常变化	日志、新闻组、队列数据

FHS 主要定义三层目录：

层级	目录	全称	说明
第一层	/	root	与开机系统有关
第二层	/usr	Unix Software Resource	与软件安装与执行有关
第三层	/var	variable	与系统运行过程有关

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三、根目录 (/) 的意义与内容

• 根目录是最重要的目录：所有目录由根衍生，且与开机/还原/系统修复有关。
• FHS 建议：根分区应尽量小，应用程序最好不与根放在同一分区，以提升效能并降低根文件系统出错概率（类似 Windows 的 C 盘）。

3.1 根目录下主要子目录及用途

目录	应放置内容
/bin	单人维护模式下仍可用的基本命令，如 cat, chmod, chown, date, mv, mkdir, cp, bash 等；root 与普通用户均可使用。
/boot	开机所需文件：内核（如 vmlinuz）、开机选单、grub 等；若用 grub 则有 /boot/grub/。
/dev	设备文件；通过访问该目录下文件即访问设备。重要：/dev/null, /dev/zero, /dev/tty, /dev/lp*, /dev/hd*, /dev/sd*。
/etc	系统主要配置文件：账号密码、服务启动脚本等；一般用户可读，仅 root 可改。重要：/etc/inittab, /etc/init.d/, /etc/fstab, /etc/sysconfig/。
/home	普通用户家目录。~ 表示当前用户家目录，~guest 表示用户 guest 的家目录。
/lib	开机与 /bin、/sbin 所需库；/lib/modules/ 为内核模块。
/lib64	64 位系统的共享库（与 /lib 对应的 64 位版本）。
/media	可移动媒体挂载点（如软盘、光盘、DVD、U 盘）。
/mnt	临时挂载点（管理员手动挂载外部设备的位置）。
/opt	第三方可选软件（如 Oracle、Google Chrome 等非发行版自带软件）。
/root	root 用户家目录；建议与根目录同分区，便于单人维护时挂载根即可访问。
/run	运行时数据（tmpfs），开机后生成，存放 PID 文件等（替代旧的 /var/run）。
/sbin	系统管理命令，多为 root 使用；如 fdisk, fsck, ifconfig, init, mkfs, reboot。
/srv	服务数据（如 WWW 网页可放 /srv/www/，FTP 数据放 /srv/ftp/）。
/tmp	临时文件，所有人可写；建议开机时可清理。通常设有 Sticky Bit。
/usr	用户程序与只读数据（见下一节）。
/var	可变数据（见第五节）。

3.2 其他常见目录

目录	说明
/lost+found	ext2/ext3/ext4 文件系统在发生错误时存放恢复片段的目录；每个分区顶层可有该目录。
/proc	虚拟文件系统，数据在内存中，不占磁盘；如 /proc/cpuinfo, /proc/meminfo（详见第十三节）。
/sys	与 /proc 类似，虚拟文件系统，记录内核与硬件信息，不占磁盘（详见第十三节）。

3.3 /dev 下重要设备文件

设备文件	说明
/dev/null	空设备（黑洞），写入即丢弃，读取立即返回 EOF
/dev/zero	零设备，读取返回无限 \0，常用于创建空文件
/dev/random	真随机数生成器（可能阻塞）
/dev/urandom	伪随机数生成器（不阻塞）
/dev/tty	当前终端
/dev/sda	第一块 SATA/SCSI 磁盘
/dev/sda1	第一块磁盘的第一个分区
/dev/nvme0n1	第一块 NVMe SSD
/dev/loop0	回环设备（挂载镜像文件）
/dev/sr0	光驱

# 常见用法
echo "test" > /dev/null         # 丢弃输出
dd if=/dev/zero of=blank.img bs=1M count=100   # 创建 100MB 空文件
dd if=/dev/urandom bs=32 count=1 | base64      # 生成随机字符串

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四、/usr 的意义与内容

• /usr 不是 "user" 的缩写，而是 Unix Software Resource，即与软件安装/执行相关的只读数据。
• 可分享、不可变；若通过 NFS 挂载，可被多台主机共享。
• 类似 Windows 的 C:\Windows\ + C:\Program files\ 的综合。

4.1 常见子目录

目录	说明
/usr/bin	绝大部分用户命令；与 /bin 区别在于是否与开机过程有关。
/usr/sbin	非开机必需的系统命令（如网络服务 daemon）。
/usr/lib	各应用库、目标文件；x86_64 上可有 /usr/lib64。
/usr/include	C/C++ 头文件（#include 引用的文件存放处）。
/usr/local	本机自行安装的软件（非发行版默认），便于与发行版软件区分。
/usr/local/bin	本地安装软件的可执行文件。
/usr/local/lib	本地安装软件的库文件。
/usr/local/etc	本地安装软件的配置文件。
/usr/share	与架构无关的共享数据，如 man、doc、zoneinfo。
/usr/share/man	在线手册页。
/usr/share/doc	软件文档。
/usr/share/zoneinfo	时区数据。
/usr/src	源码；内核源码常放在 /usr/src/linux/。

4.2 /bin 与 /usr/bin 的关系

注意 ：在现代 Linux 发行版（如 CentOS 7+、Fedora、Ubuntu 等）中，/bin 已合并为 /usr/bin 的符号链接，/sbin 合并为 /usr/sbin 的符号链接，/lib 合并为 /usr/lib 的符号链接。这称为 UsrMerge。

ls -ld /bin       # lrwxrwxrwx 1 root root 7 ... /bin -> usr/bin
ls -ld /sbin      # lrwxrwxrwx 1 root root 8 ... /sbin -> usr/sbin
ls -ld /lib       # lrwxrwxrwx 1 root root 7 ... /lib -> usr/lib

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五、/var 的意义与内容

• /var 存放可变数据，随系统运行逐渐占用空间。

5.1 常见子目录

目录	说明	典型内容
/var/cache	应用程序缓存	yum/apt 下载缓存
/var/lib	程序运行所需持久数据	/var/lib/mysql、/var/lib/rpm、/var/lib/docker
/var/lock	锁文件，保证设备或资源一次只被一个程序使用	串口设备锁
/var/log	日志目录（最重要）	messages、syslog、auth.log、wtmp、secure
/var/mail	用户邮箱（常与 /var/spool/mail 互为链接）	用户收件箱
/var/run	运行中程序的 PID 等（现代系统常为 /run 的链接）	sshd.pid
/var/spool	队列数据	mail、cron（crontab）、mqueue、cups
/var/tmp	比 /tmp 更持久的临时文件（重启不一定清理）	编译中间文件

5.2 /var/log 下重要日志文件

日志文件	说明	查看命令
/var/log/messages	系统综合日志（CentOS/RHEL）	tail -f /var/log/messages
/var/log/syslog	系统综合日志（Debian/Ubuntu）	tail -f /var/log/syslog
/var/log/auth.log	认证与授权日志	cat /var/log/auth.log
/var/log/secure	安全日志（CentOS/RHEL）	cat /var/log/secure
/var/log/dmesg	内核环形缓冲区日志	dmesg
/var/log/wtmp	登录/注销记录（二进制）	last
/var/log/btmp	失败登录记录（二进制）	lastb
/var/log/lastlog	每个用户最后登录记录	lastlog
/var/log/cron	定时任务日志	cat /var/log/cron
/var/log/boot.log	系统启动日志	cat /var/log/boot.log

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六、目录树特性与不可与根分离的目录

6.1 目录树特性

特性	说明
唯一根起点	起点为根目录 /，所有文件从此衍生
可挂载不同设备	每个目录可使用本地分区或网络文件系统（如 NFS）
路径唯一性	每个文件在目录树中的完整路径名唯一
多设备统一	不同磁盘/分区通过挂载统一在同一棵目录树中

6.2 不可与根目录分开的目录（必须与 / 同分区）

/ 根分区
/etc 配置文件
/bin 基本命令
/dev 设备文件
/lib 共享库
/sbin 系统命令

目录	必须同根分区的原因
/etc	配置文件，开机时需读取
/bin	基本命令，单人维护模式必需
/dev	设备文件，内核启动早期需要
/lib	共享库与内核模块，/bin 和 /sbin 依赖
/sbin	系统管理命令，开机修复必需

原因：开机过程中仅挂载根分区，上述目录若在不同分区则无法在开机早期使用。

6.3 可独立分区的目录

目录	独立分区的好处
/home	用户数据隔离，系统重装不影响
/var	日志增长不影响根分区
/tmp	临时文件过大不影响系统
/boot	GRUB 引导需求，某些场景需独立分区
/usr	大量软件安装，独立管理
/opt	第三方软件独立管理

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七、绝对路径与相对路径

7.1 概念对比

路径
绝对路径

从 / 开始
相对路径

从当前目录开始
/home/user/file
/etc/passwd
./file
../var/log

类型	定义	开头	示例
绝对路径	从根目录 / 写起的完整路径	/	/home/user/.bashrc
相对路径	相对于当前目录的路径	非 /	./file、../var/log

7.2 特殊目录符号

符号	含义	示例
.	当前目录	./script.sh（执行当前目录下的脚本）
..	上一级目录	cd ..（返回上级）
~	当前用户家目录	cd ~（回家目录）
~USER	指定用户家目录	cd ~guest
-	上一次工作目录（仅用于 cd）	cd -（来回切换）

7.3 示例

# 当前在 /home，要进入 /var/log
cd /var/log         # 绝对路径
cd ../var/log       # 相对路径

# 先在 /var/spool/mail，再进 /var/spool/cron
cd /var/spool/mail
cd ../cron          # 相对路径更简洁

# 执行当前目录下的脚本（当前目录不在 PATH 中时必须用 ./）
./run.sh

# 来回切换两个目录
cd /etc
cd /var/log
cd -                # 回到 /etc
cd -                # 又回到 /var/log

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八、Linux 文件类型与扩展名

8.1 文件类型（ls -l 第一字符）

Linux 文件类型

• 普通文件 d 目录
  l 符号链接
  b 块设备
  c 字符设备
  s 套接字
  p 管道
  文本文件
  二进制文件
  数据文件

字符	类型	说明	典型示例
-	普通文件	文本、二进制、数据文件等	/etc/passwd、/bin/ls
d	目录	目录文件	/home、/etc
l	符号链接	类似快捷方式	/bin -> usr/bin
b	块设备	按块读写的设备	/dev/sda、/dev/nvme0n1
c	字符设备	按字符读写的设备	/dev/tty、/dev/null
s	套接字	Socket 通信文件	/var/lib/mysql/mysql.sock
p	管道	FIFO（命名管道）	mkfifo 创建的文件

普通文件细分：

子类型	说明	查看方式
纯文本（ASCII）	人类可读的文本	cat、less
二进制（binary）	编译后的可执行程序	file 命令识别
数据格式（data）	特定格式的数据文件	需专用命令（如 last 读 wtmp）

8.2 扩展名（仅供参考）

• Linux 不靠扩展名判断是否可执行，可执行与否由权限位（x）决定。
• 常见扩展名约定仅便于人类识别，不影响执行。

扩展名	类型	说明
.sh	脚本	Shell 脚本
.py	脚本	Python 脚本
.conf / .cfg	配置	配置文件
.log	日志	日志文件
.tar.gz / .tgz	压缩	tar + gzip 压缩包
.tar.bz2	压缩	tar + bzip2 压缩包
.tar.xz	压缩	tar + xz 压缩包
.zip	压缩	zip 压缩包
.rpm	包	Red Hat 系安装包
.deb	包	Debian 系安装包
.so	库	共享库文件
.html / .php	网页	Web 文件

8.3 文件名限制

规则	说明
单一文件/目录名	最长 255 字符
完整路径名	最长 4096 字符
禁用字符	仅 / 不能用作文件名（\0 也不行）
大小写	严格区分 （File.txt 和 file.txt 是两个文件）
以 . 开头	隐藏文件（ls -a 可见）
避免字符	`* ? > < ; & ! [ ]
避免开头	不建议用 - 或 + 开头（易与选项混淆）

# 查看文件类型
file /bin/ls            # ELF 64-bit LSB executable
file /etc/passwd        # ASCII text
file image.png          # PNG image data
file /dev/null          # character special

# 查看包含隐藏文件
ls -a                   # 显示所有文件
ls -A                   # 显示所有但不包括 . 和 ..

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九、文件属性与 inode 深入

9.1 文件系统结构总览

磁盘
分区
文件系统
超级块

Superblock
inode 区

元数据
Block 区

实际数据
文件系统大小

inode/block 总数

空闲数量等
权限 属主 属组

大小 时间戳

数据块指针
文件实际内容

目录条目等

9.2 inode 详解

inode（索引节点） 是 Linux 文件系统的核心数据结构，存储文件的元数据而非文件名和数据内容。

inode 存储的信息

信息	说明
文件类型	普通文件、目录、符号链接等
权限	读®、写(w)、执行(x)
属主 UID	文件所有者
属组 GID	文件所属组
文件大小	字节数
atime	最后访问时间（Access Time）
mtime	最后内容修改时间（Modify Time）
ctime	最后属性改变时间（Change Time）
硬链接数	指向此 inode 的目录条目数
数据块指针	指向文件实际数据所在的 Block

重要 ：inode 不存储文件名 。文件名存储在目录条目中（目录也是一种文件，其数据块存储的是「文件名 → inode 号」的映射表）。

inode 与 Block 的关系

概念	说明	典型大小
扇区（Sector）	磁盘最小物理存储单位	512 字节
Block	文件系统最小逻辑存取单位（= 连续扇区）	1KB / 2KB / 4KB（默认）
inode	索引节点，存储元数据	128 或 256 字节
Superblock	超级块，文件系统全局信息	1KB

目录条目

filename → inode 号
inode

权限 大小 时间

数据块指针
直接指针

12 个
一级间接指针
二级间接指针
三级间接指针
Block 0..11
索引 Block
数据 Block
二级索引
索引 Block
数据 Block

文件读取流程

1. 在目录中查找文件名 → 获得 inode 号
2. 根据 inode 号找到 inode 结构体 → 获得权限、大小、Block 指针
3. 检查权限是否允许操作
4. 根据 Block 指针读取实际数据

9.3 ls -l 输出含义

示例：ls -lih 输出

2095120 lrwxrwxrwx 1 root root 11 11-22 06:58 linklog.log -> log2012.log

列	含义	示例中的值
第 1 列	inode 号	2095120
第 2 列	文件类型 + 权限	lrwxrwxrwx（l=符号链接）
第 3 列	硬链接数	1
第 4 列	属主（Owner）	root
第 5 列	属组（Group）	root
第 6 列	文件大小	11（字节）
第 7~8 列	最后修改时间	11-22 06:58
第 9 列	文件名	linklog.log -> log2012.log

9.4 三个时间戳

时间戳	缩写	含义	触发时机	查看命令
Access Time	atime	最后访问时间	cat、less 等读取操作	stat file、ls -lu
Modify Time	mtime	最后内容修改时间	vim 编辑、echo > 等	stat file、ls -l（默认）
Change Time	ctime	最后属性改变时间	chmod、chown 等	stat file、ls -lc

stat filename         # 显示详细的 inode 信息（含三个时间戳）
ls -i filename        # 显示 inode 号
ls -li                # inode 号 + 详细信息

9.5 查看与诊断 inode 的命令

命令	说明
ls -i	显示文件 inode 号
stat file	显示文件完整 inode 信息
df -i	查看各分区 inode 使用情况
df -ih	同上，人类可读格式
dumpe2fs /dev/sda1	查看 ext 文件系统详细信息（含 inode 大小）
tune2fs -l /dev/sda1	查看文件系统参数
find / -inum N	通过 inode 号查找文件
find / -inum N -delete	通过 inode 号删除文件

# 查看各分区 inode 使用情况
df -i
# Filesystem     Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on
# /dev/sda1      524288  10000 514288    2% /

# 查看某文件详细信息
stat /etc/passwd
#   File: /etc/passwd
#   Size: 2476        Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
# Device: sda1        Inode: 393449      Links: 1
# Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (0/root)  Gid: (0/root)
# Access: 2026-02-12 10:00:00
# Modify: 2026-01-15 09:30:00
# Change: 2026-01-15 09:30:00

9.6 inode 耗尽问题

问题现象 ：即使磁盘空间充足（df -h 显示有剩余），由于 inode 耗尽也无法创建新文件。

常见原因：大量小文件（如临时文件、Session 文件、缓存碎片）占满了所有 inode。

排查与解决：

# 1. 确认 inode 耗尽
df -i                                    # 查看 IUse% 是否为 100%

# 2. 定位哪个目录文件最多
for d in /*; do echo "$d"; find "$d" -maxdepth 1 | wc -l; done

# 3. 递归排查具体目录
find /var -xdev -type f | wc -l          # 统计 /var 下文件总数
find /tmp -xdev -type f | wc -l          # 统计 /tmp 下文件总数

# 4. 清理不需要的文件
find /tmp -type f -mtime +30 -delete     # 删除 30 天前的临时文件

# 5. 通过 inode 号删除乱码文件
ls -i                                    # 找到 inode 号
find . -inum 12345 -delete               # 按 inode 号删除

注意 ：inode 总数在文件系统创建（mkfs）时就已固定，通常无法在线扩容，需要格式化重建文件系统（会丢失数据）。

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十、硬链接与软链接

10.1 原理对比

软链接 Soft Link
file_c
inode 12345
Block 数据
file_d 软链接
inode 67890
路径: file_c
硬链接 Hard Link
file_a
inode 12345
file_b 硬链接
Block 数据

10.2 详细对比表

特性	硬链接（Hard Link）	软链接（Symbolic Link）
创建命令	ln source link	ln -s source link
inode	与原文件共享同一 inode	拥有独立的 inode
文件大小	与原文件相同	存储路径字符串的大小
ls -l 类型	- 普通文件	l 符号链接
删除原文件	硬链接仍可访问（数据不丢失）	软链接失效（悬空链接）
跨文件系统	不能	可以
指向目录	不能（root 也不行）	可以
链接计数	创建时原文件链接数 +1	不影响原文件链接数
空间占用	几乎不占额外空间	占一个 inode + 一个 Block
相对/绝对路径	不涉及	建议使用绝对路径

10.3 实战示例

# ========== 硬链接 ==========
echo "Hello World" > original.txt
ln original.txt hardlink.txt         # 创建硬链接

ls -li original.txt hardlink.txt
# 393449 -rw-r--r-- 2 user user 12 Feb 12 10:00 hardlink.txt
# 393449 -rw-r--r-- 2 user user 12 Feb 12 10:00 original.txt
#         ↑ 同一 inode  ↑ 链接数为 2

rm original.txt                      # 删除原文件
cat hardlink.txt                     # 仍可访问：Hello World
ls -li hardlink.txt
# 393449 -rw-r--r-- 1 user user 12 ...  # 链接数减为 1

# ========== 软链接 ==========
echo "Hello World" > original.txt
ln -s original.txt softlink.txt      # 创建软链接

ls -li original.txt softlink.txt
# 393450 -rw-r--r-- 1 user user 12 Feb 12 10:00 original.txt
# 393451 lrwxrwxrwx 1 user user 12 Feb 12 10:00 softlink.txt -> original.txt
#         ↑ 不同 inode    ↑ l=符号链接

rm original.txt                      # 删除原文件
cat softlink.txt                     # 报错！No such file or directory（悬空链接）

# ========== 查找硬链接 ==========
find / -inum 393449 2>/dev/null      # 查找指向同一 inode 的所有文件

# ========== 目录软链接 ==========
ln -s /var/log /home/user/logs       # 为目录创建软链接
ls /home/user/logs                   # 等同于 ls /var/log

10.4 使用建议

场景	推荐	原因
防止误删重要文件	硬链接	删除原文件后仍可访问
跨文件系统创建快捷方式	软链接	硬链接不支持跨文件系统
指向目录	软链接	硬链接不支持目录
版本切换（如 python → python3.9）	软链接	方便修改指向
库文件版本管理（如 libfoo.so → libfoo.so.1.2）	软链接	更新版本只需改链接

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十一、文件系统类型对比

11.1 Linux 文件系统演进

ext2

1993
ext3

2001

+日志
ext4

2008

+extent
XFS

1994 SGI
XFS for Linux

2001
Btrfs

2009

Oracle

11.2 主要文件系统对比

特性	ext2	ext3	ext4	XFS	Btrfs
日志	无	有	有	有	有（CoW）
最大文件	2TB	2TB	16TB	8EB	16EB
最大文件系统	4TB	32TB	1EB	8EB	16EB
在线扩容	否	是	是	是	是
在线缩容	否	否	是	否	是
快照	否	否	否	否	是
透明压缩	否	否	否	否	是
数据校验	否	否	部分	否	是
内置 RAID	否	否	否	否	是
默认发行版	旧版 Linux	CentOS 5	Debian/Ubuntu	RHEL 7+	openSUSE
稳定性	成熟	成熟	成熟	企业级	持续改进

11.3 使用建议

场景	推荐文件系统	原因
桌面 / 小型服务器	ext4	成熟稳定，兼容性最好
大型数据库 / 企业存储	XFS	高并发 I/O 性能优异
大文件（视频/科学计算）	XFS	大文件处理性能最佳
需要快照/压缩/去重	Btrfs	高级功能最丰富
嵌入式 / 闪存	ext2 或 f2fs	无日志减少写入
/boot 分区	ext4 或 ext2	GRUB 兼容性最好

11.4 其他常见文件系统

文件系统	说明
swap	交换分区（虚拟内存），不是传统文件系统
tmpfs	基于内存的临时文件系统（/tmp、/run 常用）
proc	进程信息虚拟文件系统（挂载在 /proc）
sysfs	内核/设备信息虚拟文件系统（挂载在 /sys）
devtmpfs	设备文件虚拟文件系统（挂载在 /dev）
NFS	网络文件系统，远程共享
CIFS/SMB	Windows 共享文件系统
ISO 9660	光盘文件系统
VFAT/FAT32	Windows 兼容，U 盘常用
NTFS	Windows 文件系统（Linux 通过 ntfs-3g 支持）
f2fs	Flash-Friendly FS，针对闪存优化
OverlayFS	联合挂载文件系统（Docker 默认存储驱动）

# 查看当前挂载的文件系统类型
df -Th

# 查看支持的文件系统类型
cat /proc/filesystems

# 查看某分区的文件系统类型
blkid /dev/sda1
lsblk -f

---

十二、文件权限与特殊权限

12.1 基本权限（rwx）

文件权限 rwxrwxrwx
Owner 属主

前 3 位
Group 属组

中 3 位
Others 其他

后 3 位
r=4 读
w=2 写
x=1 执行

权限	字母	数字	对文件的含义	对目录的含义
读	r	4	读取文件内容	列出目录内容（ls）
写	w	2	修改文件内容	在目录中创建/删除文件
执行	x	1	执行文件	进入目录（cd）
无	-	0	无权限	无权限

数字表示法：

权限	数字	含义
rwx	7	读+写+执行
rw-	6	读+写
r-x	5	读+执行
r--	4	只读
---	0	无权限

# 常见权限设置
chmod 755 script.sh      # rwxr-xr-x（所有者可读写执行，其他人可读和执行）
chmod 644 file.txt       # rw-r--r--（所有者可读写，其他人只读）
chmod 700 private/       # rwx------（仅所有者可访问）
chmod 777 public/        # rwxrwxrwx（所有人完全访问，慎用！）

# 字母表示法
chmod u+x script.sh      # 给属主加执行权限
chmod g-w file.txt       # 去除属组写权限
chmod o=r file.txt       # 其他人设为只读
chmod a+r file.txt       # 所有人加读权限（a = all）

# 递归设置权限
chmod -R 755 directory/  # 递归设置目录及其所有内容

# 修改属主与属组
chown user:group file    # 同时修改属主和属组
chown user file          # 只修改属主
chgrp group file         # 只修改属组
chown -R user:group dir/ # 递归修改

12.2 特殊权限（SUID / SGID / Sticky Bit）

特殊权限
SUID

数字 4

属主执行位显示 s
SGID

数字 2

属组执行位显示 s
Sticky Bit

数字 1

其他执行位显示 t
以文件属主身份执行

如 /usr/bin/passwd
以文件属组身份执行

目录: 新文件继承组
仅文件属主可删除

如 /tmp 目录

特殊权限	数字	作用对象	效果	ls -l 显示
SUID	4	文件	执行者临时获得文件属主的权限	属主 x 位显示 s
SGID	2	文件	执行者临时获得文件属组的权限	属组 x 位显示 s
SGID	2	目录	目录内新建文件自动继承目录的属组	属组 x 位显示 s
Sticky Bit	1	目录	目录内文件只有属主和 root 可删除	其他 x 位显示 t

大写 S / T 的含义：

显示	含义
小写 s（SUID/SGID）	原本有 x 权限 + 特殊权限，有效
大写 S	原本无 x 权限 + 特殊权限，无意义
小写 t（Sticky）	原本有 x 权限 + Sticky，有效
大写 T	原本无 x 权限 + Sticky，无意义

# SUID 示例
ls -l /usr/bin/passwd
# -rwsr-xr-x 1 root root ...   ← 属主 x 位为 s
# 普通用户运行 passwd 时临时获得 root 权限修改 /etc/shadow

chmod u+s file            # 设置 SUID
chmod u-s file            # 取消 SUID
chmod 4755 file           # 数字形式：4 = SUID

# SGID 示例（共享目录）
mkdir /shared
chgrp developers /shared
chmod 2775 /shared        # 2 = SGID
# 该目录下新建文件自动属于 developers 组

chmod g+s dir             # 设置 SGID
chmod g-s dir             # 取消 SGID

# Sticky Bit 示例（/tmp 目录）
ls -ld /tmp
# drwxrwxrwt 10 root root ...   ← 其他 x 位为 t
# 所有人可写，但只能删除自己的文件

chmod o+t dir             # 设置 Sticky Bit
chmod o-t dir             # 取消 Sticky Bit
chmod 1777 dir            # 数字形式：1 = Sticky

# 查找系统中所有 SUID 文件（安全审计）
find / -perm -4000 -type f 2>/dev/null

# 查找系统中所有 SGID 文件
find / -perm -2000 -type f 2>/dev/null

12.3 默认权限与 umask

概念	说明
umask	权限掩码，决定新建文件/目录的默认权限
文件默认	666 - umask（文件默认无 x 权限）
目录默认	777 - umask
常见 umask	022 → 文件 644，目录 755
root 的 umask	022（默认）
普通用户 umask	002（默认）

umask             # 查看当前 umask 值（如 0022）
umask 027         # 设置 umask：文件 640，目录 750
umask -S          # 以符号形式显示（如 u=rwx,g=rx,o=）

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十三、/proc 与 /sys 虚拟文件系统

13.1 虚拟文件系统概述

虚拟文件系统

数据在内存中，不占磁盘
/proc

进程与内核信息
/sys

硬件设备与驱动
进程信息

/proc/PID/
内核参数

/proc/sys/
硬件信息

cpuinfo meminfo
设备层次

/sys/devices/
设备分类

/sys/class/
总线类型

/sys/bus/

13.2 /proc 常用文件

系统信息文件

文件	说明	查看命令
/proc/cpuinfo	CPU 详细信息（型号、核心数、频率等）	cat /proc/cpuinfo
/proc/meminfo	内存使用详情（总量、可用、缓存等）	cat /proc/meminfo
/proc/version	内核版本信息	cat /proc/version
/proc/uptime	系统运行时长（秒）	cat /proc/uptime
/proc/loadavg	系统负载（1/5/15 分钟平均）	cat /proc/loadavg
/proc/stat	CPU 活动统计	cat /proc/stat
/proc/vmstat	虚拟内存统计	cat /proc/vmstat
/proc/mounts	当前挂载的文件系统	cat /proc/mounts
/proc/filesystems	内核支持的文件系统列表	cat /proc/filesystems
/proc/partitions	磁盘分区信息	cat /proc/partitions
/proc/cmdline	内核启动参数	cat /proc/cmdline
/proc/swaps	交换分区信息	cat /proc/swaps
/proc/net/dev	网络设备统计	cat /proc/net/dev

进程信息目录（/proc/PID/）

每个运行中的进程都有一个以 PID 命名的目录：

文件	说明
/proc/PID/cmdline	启动命令行
/proc/PID/status	进程状态详情（名称、状态、PID、内存等）
/proc/PID/maps	内存映射信息
/proc/PID/fd/	文件描述符目录（每个打开的文件一个符号链接）
/proc/PID/cwd	当前工作目录（符号链接）
/proc/PID/exe	可执行文件路径（符号链接）
/proc/PID/environ	环境变量

# 查看 CPU 核心数
grep -c processor /proc/cpuinfo

# 查看总内存
grep MemTotal /proc/meminfo

# 查看某进程的信息
cat /proc/1/status          # PID 1（init/systemd）的状态
ls -l /proc/1/fd            # PID 1 打开的文件描述符
readlink /proc/1/exe        # PID 1 的可执行文件路径

# 查看系统负载
cat /proc/loadavg
# 0.15 0.20 0.18 2/350 12345
# 1分钟  5分钟  15分钟  运行/总进程  最后PID

/proc/sys/ 可写参数（内核调优）

参数路径	说明	示例
/proc/sys/net/ipv4/ip_forward	IP 转发开关	echo 1 > ...（开启路由）
/proc/sys/vm/swappiness	交换倾向（0~100）	echo 10 > ...（减少 swap 使用）
/proc/sys/fs/file-max	系统最大文件打开数	echo 100000 > ...
/proc/sys/net/core/somaxconn	最大监听队列	echo 1024 > ...
/proc/sys/kernel/hostname	主机名	echo myhost > ...

# 临时修改内核参数
echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

# 永久修改（推荐用 sysctl）
sysctl -w net.ipv4.ip_forward=1      # 临时生效
# 写入 /etc/sysctl.conf 后执行 sysctl -p 永久生效

13.3 /sys 常用目录

目录	说明
/sys/devices/	全局设备层次结构（物理拓扑）
/sys/class/	按功能分类的设备（如 net/、block/、input/）
/sys/bus/	按总线类型分类（如 pci/、usb/、scsi/）
/sys/kernel/	内核可调整参数
/sys/module/	已加载的内核模块信息
/sys/block/	块设备信息
/sys/fs/	文件系统相关信息

# 查看网络设备
ls /sys/class/net/

# 查看块设备
ls /sys/class/block/

# 查看 CPU 频率
cat /sys/devices/system/cpu/cpu0/cpufreq/scaling_cur_freq

# 查看硬盘调度器
cat /sys/block/sda/queue/scheduler

# 查看 USB 设备
ls /sys/bus/usb/devices/

13.4 /proc 与 /sys 对比

对比项	/proc	/sys
主要内容	进程信息 + 内核参数	硬件设备 + 驱动
组织方式	按进程 PID + 内核子系统	按设备层次/功能分类
是否可写	/proc/sys/ 部分可写	部分属性可写
存在时间	较早（Linux 最初版本）	较新（Linux 2.6 引入）
占用磁盘	不占（内存中）	不占（内存中）
典型用途	查看进程、CPU、内存、内核参数调优	查看/管理硬件设备

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十四、磁盘分区与挂载实战

14.1 磁盘管理流程

识别磁盘

lsblk / fdisk -l
分区

fdisk / gdisk
格式化

mkfs
临时挂载

mount
永久挂载

/etc/fstab
验证

mount -a / df

14.2 分区方案：MBR vs GPT

对比项	MBR（Master Boot Record）	GPT（GUID Partition Table）
最大磁盘	2TB	9.4ZB（理论）
最大分区数	4 主分区（或 3 主 + 1 扩展）	128 分区
分区工具	fdisk	gdisk / parted
引导方式	BIOS + MBR	UEFI + GPT（现代标准）
数据安全	分区表无备份	分区表有备份（头尾各一份）
兼容性	所有系统	需要 UEFI 支持

14.3 设备命名规则

设备类型	命名规则	示例
SATA / SCSI / USB	/dev/sd[a-z]	/dev/sda（第一块磁盘）
SATA 分区	/dev/sd[a-z][1-9]	/dev/sda1（第一块磁盘第一个分区）
NVMe SSD	/dev/nvme[0-9]n[1-9]	/dev/nvme0n1（第一块 NVMe）
NVMe 分区	/dev/nvme[0-9]n[1-9]p[1-9]	/dev/nvme0n1p1
虚拟磁盘	/dev/vd[a-z]	/dev/vda（KVM 虚拟机）
LVM 逻辑卷	/dev/mapper/VG-LV	/dev/mapper/centos-root
光驱	/dev/sr0	/dev/sr0
软驱	/dev/fd0	/dev/fd0

14.4 常用磁盘管理命令

查看类命令

命令	说明	常用选项
lsblk	树状显示块设备	-f（含文件系统类型）
fdisk -l	列出所有磁盘分区	需 root
blkid	显示设备 UUID 和文件系统类型
df	查看文件系统磁盘使用	-Th（类型+可读）
df -i	查看 inode 使用情况	-ih（可读）
du	查看文件/目录磁盘占用	-sh（汇总+可读）
parted -l	列出分区信息（支持 GPT）

# 树状显示所有块设备
lsblk
# NAME   MAJ:MIN RM  SIZE RO TYPE MOUNTPOINT
# sda      8:0    0   50G  0 disk
# ├─sda1   8:1    0    1G  0 part /boot
# ├─sda2   8:2    0   49G  0 part
# │ ├─centos-root 253:0  0   45G  0 lvm  /
# │ └─centos-swap 253:1  0    4G  0 lvm  [SWAP]

# 显示含文件系统类型
lsblk -f

# 查看磁盘空间使用
df -Th
# Filesystem          Type  Size Used Avail Use% Mounted on
# /dev/mapper/cl-root xfs    45G  15G   30G  34% /
# /dev/sda1           ext4  976M 150M  760M  17% /boot

# 查看目录大小
du -sh /var/log         # /var/log 总大小
du -sh /var/log/*       # /var/log 下每个子目录/文件大小

# 查看 inode 使用
df -ih

# 查看设备 UUID
blkid

分区、格式化与挂载

# ===== 分区（MBR 方式） =====
fdisk /dev/sdb           # 进入交互式分区工具
# n → 新建分区
# p → 主分区
# 1 → 分区号
# → 起始扇区（默认）
# +10G → 大小 10GB
# w → 写入保存

# ===== 分区（GPT 方式） =====
gdisk /dev/sdb           # GPT 分区工具
parted /dev/sdb           # 通用分区工具（支持脚本）

# ===== 格式化 =====
mkfs.ext4 /dev/sdb1       # 格式化为 ext4
mkfs.xfs /dev/sdb1        # 格式化为 XFS
mkfs -t ext4 /dev/sdb1    # 同上（-t 指定类型）

# ===== 创建交换分区 =====
mkswap /dev/sdb2           # 初始化为 swap
swapon /dev/sdb2           # 启用 swap
swapoff /dev/sdb2          # 停用 swap

# ===== 临时挂载 =====
mkdir -p /mnt/data
mount /dev/sdb1 /mnt/data              # 挂载分区到目录
mount -t xfs /dev/sdb1 /mnt/data       # 指定文件系统类型
mount -o ro /dev/sdb1 /mnt/data        # 只读挂载

# ===== 卸载 =====
umount /mnt/data           # 卸载（不能在该目录下执行）
umount -l /mnt/data        # 懒卸载（延迟到不被使用时卸载）

# ===== 挂载 ISO 镜像 =====
mount -o loop image.iso /mnt/iso

# ===== 查看当前挂载 =====
mount                      # 列出所有挂载
findmnt                    # 树状显示挂载

14.5 永久挂载（/etc/fstab）

/etc/fstab 的格式：

字段	说明	示例
第 1 列	设备（UUID 或设备路径）	UUID=xxx 或 /dev/sdb1
第 2 列	挂载点	/mnt/data
第 3 列	文件系统类型	ext4、xfs、swap
第 4 列	挂载选项	defaults、noatime、ro
第 5 列	dump 备份（0=不备份）	0
第 6 列	fsck 检查顺序（0=不检查，1=根，2=其他）	2

# /etc/fstab 示例
UUID=a1b2c3d4-5678-90ab-cdef  /mnt/data  ext4  defaults  0  2
/dev/sdb2                      swap       swap  defaults  0  0

# 常用挂载选项
# defaults    = rw,suid,dev,exec,auto,nouser,async
# noatime     = 不更新访问时间（提升性能）
# ro          = 只读挂载
# noexec      = 不允许执行（安全性）
# nosuid      = 不允许 SUID（安全性）
# nofail      = 设备不存在时不报错（云服务器常用）

# 测试 fstab 是否正确（不要重启前先测试！）
mount -a                # 挂载 fstab 中所有条目

# 获取 UUID
blkid /dev/sdb1         # UUID="a1b2c3d4-5678-..."

安全提示 ：编辑 /etc/fstab 前务必先用 mount -a 测试，错误的 fstab 可能导致系统无法启动！

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十五、综合速查与练习

15.1 文件系统命令速查表

目的	命令
查看目录树结构	tree /path 或 ls -R
查看磁盘使用	df -Th
查看 inode 使用	df -ih
查看目录大小	du -sh /path
查看块设备	lsblk -f
查看设备 UUID	blkid
查看文件类型	file filename
查看 inode 号	ls -i filename
查看详细元数据	stat filename
查看文件系统类型	df -T 或 lsblk -f
查看挂载信息	mount 或 findmnt
创建硬链接	ln source link
创建软链接	ln -s source link
修改权限	chmod 755 file
修改属主	chown user:group file
查看 umask	umask
查看 CPU 信息	cat /proc/cpuinfo
查看内存信息	cat /proc/meminfo 或 free -h
分区	fdisk /dev/sdX（MBR）或 gdisk（GPT）
格式化	mkfs.ext4 /dev/sdX1
挂载	mount /dev/sdX1 /mnt/dir
永久挂载	编辑 /etc/fstab + mount -a

15.2 练习

1. 查看根分区的 inode 使用率：

df -ih /

2. 创建一个共享目录，组内成员可写，但不能删除他人文件：

mkdir /shared
chgrp developers /shared
chmod 3775 /shared        # SGID(2) + Sticky(1) + rwxrwxr-x
# 3 = SGID + Sticky Bit

3. 新加一块磁盘，分区、格式化并永久挂载到 /data：

lsblk                     # 确认新磁盘（如 /dev/sdb）
fdisk /dev/sdb             # 分区
mkfs.ext4 /dev/sdb1        # 格式化
mkdir -p /data
mount /dev/sdb1 /data      # 临时挂载
blkid /dev/sdb1            # 获取 UUID
# 编辑 /etc/fstab 添加：
# UUID=xxx  /data  ext4  defaults  0  2
mount -a                   # 测试

4. 查找系统中所有 SUID 程序：

find / -perm -4000 -type f -ls 2>/dev/null

5. 通过 inode 号删除乱码文件名的文件：

ls -i                      # 找到 inode 号（如 123456）
find . -inum 123456 -delete

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