Linux 文件系统结构解析

Linux 采用树形目录结构，根目录 / 是整棵树的起点，所有磁盘、分区、设备都会挂载（mount）到这棵树上的某个目录，没有 Windows 那种 C/D 盘符概念。

核心特点：一切皆文件 —— 普通文件、目录、硬件设备、管道、套接字都以文件形式访问。

一、顶层目录总览（FHS 标准：Filesystem Hierarchy Standard）

FHS 是 Linux 目录布局规范，绝大多数发行版（Debian、Ubuntu、CentOS、openEuler、麒麟）都遵循。

重点区分：/root 是管理员家目录，/ 是文件树根，不要搞混。

二、重点目录深度拆解

1. /etc 配置目录（运维高频）

• /etc/passwd：用户账户信息

• /etc/shadow：用户密码哈希（权限严格）

• /etc/group：用户组

• /etc/fstab：开机自动挂载表（磁盘挂载核心文件）

• /etc/hosts：本地域名解析

• /etc/hostname：主机名

• /etc/profile：全局环境变量、登录脚本

• /etc/nginx/、/etc/systemd/system/：服务配置

2. /proc 虚拟文件系统（procfs）

全部在内存，无磁盘文件：

• /proc/cpuinfo：CPU 信息

• /proc/meminfo：内存信息

• /proc/[pid]/：每个进程的目录，fd、cmdline、status

• /proc/sys/：动态内核参数（sysctl 修改）

3. /sys（sysfs）

内核导出硬件设备、总线、驱动，比 /proc 结构化更强；udev 靠它生成 /dev 设备。

4. /usr 子目录（Unix System Resources）

早期 /usr 曾经单独分区，存放大部分应用程序

• /usr/bin：大部分普通用户命令

• /usr/sbin：管理员命令

• /usr/lib /usr/lib64：应用依赖库

• /usr/share：共享资源：man 手册、字体、图标、配置模板

• /usr/local：管理员手动编译安装软件默认目录（源码 make install 一般装这里）

  • /usr/local/bin、/usr/local/lib

5. /var 可变数据目录

内容会持续增长，数据库、日志服务器一般单独分区挂载 /var

• /var/log：系统日志（syslog、journal、nginx 日志）

• /var/lib：数据库、docker 数据、包管理状态

• /var/cache：apt/yum/dnf 软件包缓存

• /var/spool：打印队列、邮件队列

6. /dev 设备文件

两种设备文件：

• 块设备（b）：随机读写，硬盘 /dev/sda、分区 /dev/sda1、NVMe /dev/nvme0n1

• 字符设备（c）：流式读写，串口、终端 /dev/tty、/dev/urandom

• /dev/null：黑洞，写入直接丢弃

• /dev/zero：无限输出 0

三、文件系统的两层概念（非常容易混淆）

很多人把「目录树结构（FHS）」和「磁盘文件系统（ext4/xfs/btrfs）」混在一起：

1. 目录树（FHS）：逻辑视图，就是上面这套 /、/etc、/var 布局，所有 Linux 统一规范

2. 磁盘文件系统：格式化在分区上的存储格式：ext4、XFS、btrfs、tmpfs、nfs

   • 一个分区格式化 ext4 → 挂载到 /，它就成为根分区

   • 另一个分区 XFS → 挂载到 /var，所有 /var 的数据存在这个分区

挂载的本质：把一个文件系统，接入到树形目录的某个节点。

常见特殊文件系统（df -T 可以看到）

• tmpfs：内存文件系统，/tmp、/run 常用，断电消失

• sysfs / proc：内核虚拟 fs，无磁盘

• devtmpfs：/dev 的底层

• nfs：网络文件系统，远程挂载

四、inode、block、superblock（底层核心）

这是 ext/XFS 这类本地文件系统底层，和上面的目录树配合工作：

1. Superblock 超级块：文件系统元信息，总块数、空闲块、inode 总数，损坏则分区挂掉

2. inode（索引节点）

   • 一个文件对应一个 inode，记录：文件大小、权限、属主、时间戳、数据块指针

   • inode 不存文件名！文件名存在目录项里

   • 硬链接：多个目录项指向同一个 inode

3. block 数据块：真正存放文件内容的最小单元（4k 常见）

4. 目录项（dentry）：内存缓存，保存「文件名 → inode 号」映射，加速查找

一句话：目录存名字，inode 存属性，block 存内容。

五、软链接 vs 硬链接

• 硬链接：同一个 inode，不能跨分区、不能链接目录；删除一个，其他还在

• 软链接（symbolic link）：单独 inode，存目标路径文本，可以跨分区、链接目录；源文件删了就失效（红闪烁）

六、典型生产分区方案参考

服务器部署常用拆分（防止日志打满根分区）

/boot    1G  ext4
/        50G xfs
/var     100G+ xfs （日志、数据库）
/home    按需
swap     内存1~2倍

容器环境很多会单独给 /var/lib/docker 单独挂载。

七、常用查看命令

ls /                # 看顶层目录
tree -L 1 /         # 树形展示一级目录
df -hT              # 查看挂载点 + 文件系统类型
du -sh /var/log     # 看目录占用
stat /etc/passwd    # 查看inode、权限、时间
ls -i               # 显示inode号
mount               # 查看当前挂载列表
cat /etc/fstab      # 开机挂载配置

八、容易踩坑的点总结

1. /tmp 默认 tmpfs，空间是内存，大文件不要放这里

2. /proc、/sys 不能直接 vim 修改，要用 echo、sysctl

3. inode 耗尽：磁盘还有空间但新建文件报错（小文件超多场景）

4. FHS 只是规范，部分嵌入式、定制系统不严格遵守

5. 目录只是挂载入口，删掉挂载点目录，不会删掉分区数据，只是卸载入口

本文原创作者：易君召，详见：https://www.yijunzhao.cn/authors/yijunzhao，转载请注明出处。

原文链接 https://www.yijunzhao.cn/archives/linux-filesystem-structure-guide

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