Linux檔案系統的簡單操作 - df,du,ln

現在我們知道磁碟的整體資料是在 superblock 區塊中，但是每個各別檔案的容量則在 inode 當中記載的。 那在文字介面底下該如何叫出這幾個資料呢？底下就讓我們來談一談這兩個命令：

df：列出檔案系統的整體磁碟使用量；

du：評估檔案系統的磁碟使用量(常用在推估目錄所占容量)

df：列出檔案系統的整體磁碟使用量；

du：評估檔案系統的磁碟使用量(常用在推估目錄所占容量)

df

[root@www ~]# df [-ahikHTm] [目錄或檔名]

選項與引數：

-a  ：列出所有的檔案系統，包括系統特有的 /proc 等檔案系統；

-k  ：以 KBytes 的容量顯示各檔案系統；

-m  ：以 MBytes 的容量顯示各檔案系統；

-h  ：以人們較易閱讀的 GBytes, MBytes, KBytes 等格式自行顯示；

-H  ：以 M=1000K 取代 M=1024K 的進位方式；

-T  ：連同該 partition 的 filesystem 名稱 (例如 ext3) 也列出；

-i  ：不用硬碟容量，而以 inode 的數量來顯示

範例一：將系統內所有的 filesystem 列出來！

[root@www ~]# df

Filesystem      1K-blocks      Used Available Use% Mounted on

/dev/hdc2        9920624  3823112  5585444  41% /

/dev/hdc3        4956316    141376  4559108  4% /home

/dev/hdc1          101086    11126    84741  12% /boot

tmpfs              371332        0    371332  0% /dev/shm

# 在 Linux 底下如果 df 沒有加任何選項，那麼預設會將系統內所有的

# (不含特殊記憶體內的檔案系統與 swap) 都以 1 Kbytes 的容量來列出來！

# 至於那個 /dev/shm 是與記憶體有關的掛載，先不要理他！

範例二：將容量結果以易讀的容量格式顯示出來

[root@www ~]# df -h

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/hdc2            9.5G  3.7G  5.4G  41% /

/dev/hdc3            4.8G  139M  4.4G  4% /home

/dev/hdc1              99M  11M  83M  12% /boot

tmpfs                363M    0  363M  0% /dev/shm

# 不同於範例一，這裡會以 G/M 等容量格式顯示出來，比較容易看啦！

範例三：將系統內的所有特殊檔案格式及名稱都列出來

[root@www ~]# df -aT

Filesystem    Type 1K-blocks    Used Available Use% Mounted on

/dev/hdc2    ext3  9920624 3823112  5585444  41% /

proc          proc        0      0        0  -  /proc

sysfs        sysfs        0      0        0  -  /sys

devpts      devpts        0      0        0  -  /dev/pts

/dev/hdc3    ext3  4956316  141376  4559108  4% /home

/dev/hdc1    ext3    101086  11126    84741  12% /boot

tmpfs        tmpfs    371332      0    371332  0% /dev/shm

none  binfmt_misc        0      0        0  -  /proc/sys/fs/binfmt_misc

sunrpc  rpc_pipefs        0      0        0  -  /var/lib/nfs/rpc_pipefs

# 系統裡面其實還有很多特殊的檔案系統存在的。那些比較特殊的檔案系統幾乎

# 都是在記憶體當中，例如 /proc 這個掛載點。因此，這些特殊的檔案系統

# 都不會佔據硬碟空間喔！ ^_^

範例四：將 /etc 底下的可用的磁碟容量以易讀的容量格式顯示

[root@www ~]# df -h /etc

Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on

/dev/hdc2            9.5G  3.7G  5.4G  41% /

# 這個範例比較有趣一點啦，在 df 後面加上目錄或者是檔案時， df

# 會自動的分析該目錄或檔案所在的 partition ，並將該 partition 的容量顯示出來，

# 所以，您就可以知道某個目錄底下還有多少容量可以使用了！ ^_^

範例五：將目前各個 partition 當中可用的 inode 數量列出

[root@www ~]# df -ih

Filesystem            Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on

/dev/hdc2              2.5M    147K    2.3M    6% /

/dev/hdc3              1.3M      46    1.3M    1% /home

/dev/hdc1                26K      34    26K    1% /boot

tmpfs                    91K      1    91K    1% /dev/shm

# 這個範例則主要列出可用的 inode 剩餘量與總容量。分析一下與範例一的關係，

# 你可以清楚的發現到，通常 inode 的數量剩餘都比 block 還要多呢

先來說明一下範例一所輸出的結果資訊為：

Filesystem：代表該檔案系統是在哪個 partition ，所以列出裝置名稱；

1k-blocks：說明底下的數位單位是 1KB 呦！可利用 -h 或 -m 來改變容量；

Used：顧名思義，就是使用掉的硬碟空間啦！

Available：也就是剩下的磁碟空間大小；

Use%：就是磁碟的使用率啦！如果使用率高達 90% 以上時， 最好需要注意一下了，免得容量不足造成系統問題喔！(例如最容易被灌爆的 /var/spool/mail 這個放置郵件的磁碟)

Mounted on：就是磁碟掛載的目錄所在啦！(掛載點啦！)

由於 df 主要讀取的資料幾乎都是針對一整個檔案系統，因此讀取的範圍主要是在 Superblock 內的資訊， 所以這個命令顯示結果的速度非常的快速！在顯示的結果中你需要特別留意的是那個根目錄的剩餘容量！ 因為我們所有的資料都是由根目錄衍生出來的，因此當根目錄的剩餘容量剩下 0 時，那你的 Linux 可能就問題很大了。

du

[root@www ~]# du [-ahskm] 檔案或目錄名稱

選項與引數：

-a  ：列出所有的檔案與目錄容量，因為預設僅統計目錄底下的檔案量而已。

-h  ：以人們較易讀的容量格式 (G/M) 顯示；

-s  ：列出總量而已，而不列出每個各別的目錄占用容量；

-S  ：不包括子目錄下的總計，與 -s 有點差別。

-k  ：以 KBytes 列出容量顯示；

-m  ：以 MBytes 列出容量顯示；

範例一：列出目前目錄下的所有檔案容量

[root@www ~]# du

8      ./test4

8      ./test2

....中間省略....

12      ./.gconfd

220    .

# 直接輸入 du 沒有加任何選項時，則 du 會分析『目前所在目錄』

# 的檔案與目錄所佔用的硬碟空間。但是，實際顯示時，僅會顯示目錄容量(不含檔案)，

# 因此 . 目錄有很多檔案沒有被列出來，所以全部的目錄相加不會等於 . 的容量喔！

# 此外，輸出的數值資料為 1K 大小的容量單位。

範例二：同範例一，但是將檔案的容量也列出來

[root@www ~]# du -a

12      ./install.log.syslog

8      ./.bash_logout

8      ./test4

8      ./test2

....中間省略....

12      ./.gconfd

220    .

範例三：檢查根目錄底下每個目錄所佔用的容量

[root@www ~]# du -sm /*

7      /bin

6      /boot

.....中間省略....

0      /proc

.....中間省略....

1      /tmp

3859    /usr

77      /var

# 這是個很常被使用的功能～利用萬用字元 * 來代表每個目錄，

# 如果想要檢查某個目錄下，哪個次目錄佔用最大的容量，可以用這個方法找出來

# 值得注意的是，如果剛剛安裝好 Linux 時，那麼整個系統容量最大的應該是 /usr

# 而 /proc 雖然有列出容量，但是那個容量是在記憶體中，不占硬碟空間。

與 df 不一樣的是，du 這個命令其實會直接到檔案系統內去搜尋所有的檔案資料， 所以上述第三個範例命令的執行會執行一小段時間！此外，在預設的情況下，容量的輸出是以 KB 來設計的， 如果你想要知道目錄占了多少 MB ，那麼就使用 -m 這個引數即可囉！而， 如果你只想要知道該目錄占了多少容量的話，使用 -s 就可以啦！

至於 -S 這個選項部分，由於 du 預設會將所有檔案的大小均列出，因此假設你在 /etc 底下使用 du 時， 所有的檔案大小，包括 /etc 底下的次目錄容量也會被計算一次。然後最終的容量 (/etc) 也會加總一次， 因此很多朋友都會誤會 du 分析的結果不太對勁。所以囉，如果想要列出某目錄下的全部資料， 或許也可以加上 -S 的選項，減少次目錄的加總喔！

Hard Link (實體連結, 硬式連結或實際連結)

[root@www ~]# ln /etc/crontab .

[root@www ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab

1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan  6  2007 /etc/crontab

1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan  6  2007 /root/crontab

你可以發現兩個檔名都連結到 1912701 這個 inode 號碼，所以您瞧瞧，是否檔案的許可權/屬性完全一樣呢？ 因為這兩個『檔名』其實是一模一樣的『檔案』啦！而且你也會發現第二個欄位由原本的 1 變成 2 了！ 那個欄位稱為『連結』，這個欄位的意義為：『有多少個檔名連結到這個 inode 號碼』的意思。 如果將讀取到正確資料的方式畫成示意圖，就類似如下畫面：

上圖的意思是，你可以透過 1 或 2 的目錄之 inode 指定的 block 找到兩個不同的檔名，而不管使用哪個檔名均可以指到 real 那個 inode 去讀取到最終???據！那這樣有什麼好處呢？最大的好處就是『安全』！如同上圖中， 如果你將任何一個『檔名』刪除，其實 inode 與 block 都還是存在的！ 此時你可以透過另一個『檔名』來讀取到正確的檔案資料喔！此外，不論你使用哪個『檔名』來編輯， 最終的結果都會寫入到相同的 inode 與 block 中，因此均能進行資料的修改哩！

hard link 是有限制的：

不能跨 Filesystem；

不能 link 目錄。

Symbolic Link (符號連結，亦即是快捷方式)

相對於 hard link ， Symbolic link 可就好理解多了，基本上， Symbolic link 就是在建立一個獨立的檔案，而這個檔案會讓資料的讀取指向他 link 的那個檔案的檔名！由於只是利用檔案來做為指向的動作， 所以，當來源檔被刪除之後，symbolic link 的檔案會『開不了』， 會一直說『無法開啟某檔案！』。實際上就是找不到原始『檔名』而已啦！

舉例來說，我們先建立一個符號連結檔案連結到 /etc/crontab 去看看：

[root@www ~]# ln -s /etc/crontab crontab2

[root@www ~]# ll -i /etc/crontab /root/crontab2

1912701 -rw-r--r-- 2 root root 255 Jan  6  2007 /etc/crontab

654687 lrwxrwxrwx 1 root root  12 Oct 22 13:58 /root/crontab2 -> /etc/crontab

由上表的結果我們可以知道兩個檔案指向不同的 inode 號碼，當然就是兩個獨立的檔案存在！ 而且連結檔的重要內容就是他會寫上目標檔案的『檔名』， 你可以發現為什麼上表中連結檔的大小為 12 bytes 呢？ 因為箭頭(-->)右邊的檔名『/etc/crontab』總共有 12 個英文，每個英文占用 1 個 byes ，所以檔案大小就是 12bytes了！

關於上述的說明，我們以如下圖示來解釋：

由 1 號 inode 讀取到連結檔的內容僅有檔名，根據檔名連結到正確的目錄去取得目標檔案的 inode ， 最終就能夠讀取到正確的資料了。你可以發現的是，如果目標檔案(/etc/crontab)被刪除了，那麼整個環節就會無法繼續進行下去， 所以就會發生無法透過連結檔讀取的問題了！

這裡還是得特別留意，這個 Symbolic Link 與 Windows 的快捷方式可以給他劃上等號，由 Symbolic link 所建立的檔案為一個獨立的新的檔案，所以會占用掉 inode 與 block 喔！

[root@www ~]# ln [-sf] 來原始檔 目標檔案

選項與引數：

-s  ：如果不加任何引數就進行連結，那就是hard link，至於 -s 就是symbolic link

-f  ：如果 目標檔案 存在時，就主動的將目標檔案直接移除後再建立！

範例一：將 /etc/passwd 複製到 /tmp 底下，並且觀察 inode 與 block

[root@www ~]# cd /tmp

[root@www tmp]# cp -a /etc/passwd .

[root@www tmp]# du -sb ; df -i .

18340  .

Filesystem            Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on

/dev/hdc2            2560864  149738 2411126    6% /

# 利用 du 與 df 來檢查一下目前的引數～那個 du -sb

# 是計算整個 /tmp 底下有多少 bytes 的容量啦！

範例二：將 /tmp/passwd 製作 hard link 成為 passwd-hd 檔案，並觀察檔案與容量

[root@www tmp]# ln passwd passwd-hd

[root@www tmp]# du -sb ; df -i .

18340  .

Filesystem            Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on

/dev/hdc2            2560864  149738 2411126    6% /

# 仔細看，即使多了一個檔案在 /tmp 底下，整個 inode 與 block 的容量並沒有改變！

[root@www tmp]# ls -il passwd*

586361 -rw-r--r-- 2 root root 1945 Sep 29 02:21 passwd

586361 -rw-r--r-- 2 root root 1945 Sep 29 02:21 passwd-hd

# 原來是指向同一個 inode 啊！這是個重點啊！另外，那個第二欄的連結數也會新增！

範例三：將 /tmp/passwd 建立一個符號連結

[root@www tmp]# ln -s passwd passwd-so

[root@www tmp]# ls -li passwd*

586361 -rw-r--r-- 2 root root 1945 Sep 29 02:21 passwd

586361 -rw-r--r-- 2 root root 1945 Sep 29 02:21 passwd-hd

586401 lrwxrwxrwx 1 root root    6 Oct 22 14:18 passwd-so -> passwd

# passwd-so 指向的 inode number 不同了！這是一個新的檔案～這個檔案的內容是指向

# passwd 的。passwd-so 的大小是 6bytes ，因為 passwd 共有六個字元之故

[root@www tmp]# du -sb ; df -i .

18346  .

Filesystem            Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on

/dev/hdc2            2560864  149739 2411125    6% /

# 呼呼！整個容量與 inode 使用數都改變囉～確實如此啊！

範例四：刪除原始檔 passwd ，其他兩個檔案是否能夠開啟？

[root@www tmp]# rm passwd

[root@www tmp]# cat passwd-hd

......正常顯示完畢！

[root@www tmp]# cat passwd-so

cat: passwd-so: No such file or directory

[root@www tmp]# ll passwd*

-rw-r--r-- 1 root root 1945 Sep 29 02:21 passwd-hd

lrwxrwxrwx 1 root root    6 Oct 22 14:18 passwd-so -> passwd

# 怕了吧！符號連結果然無法開啟！另外，如果符號連結的目標檔案不存在，

# 其實檔名的部分就會有特殊的顏色顯示喔！

關於目錄的 link 數量：

或許您已經發現了，那就是，當我們以 hard link 進行『檔案的連結』時，可以發現，在 ls -l 所顯示的第二欄位會新增一才對，那麼請教，如果建立目錄時，他預設的 link 數量會是多少？ 讓我們來想一想，一個『空目錄』裡面至少會存在些什麼？呵呵！就是存在 . 與 .. 這兩個目錄啊！ 那麼，當我們建立一個新目錄名稱為 /tmp/testing 時，基本上會有三個東西，那就是：

/tmp/testing

/tmp/testing/.

/tmp/testing/..

而其中 /tmp/testing 與 /tmp/testing/. 其實是一樣的！都代表該目錄啊～而 /tmp/testing/.. 則代表 /tmp 這個目錄，所以說，當我們建立一個新的目錄時， 『新的目錄的 link 數為 2 ，而上一級目錄的 link 數則會新增 1 』

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