1.5 Linux 文件系统结构

预计阅读时间：14 分钟

前置知识

• 1.4：基本文件操作命令 基本文件操作：ls、cd、pwd、mkdir 的基本用法
• 1.3：第一次进入命令行 命令提示符：理解 ~ 符号在提示符中的含义

学习目标

学完本章后，你将能够：

• 理解 FHS（Filesystem Hierarchy Standard，文件系统层次结构标准）的设计思想
• 说出 /etc、/var、/home、/usr、/proc、/dev 等核心目录各自存放什么
• 区分绝对路径与相对路径（.、..、~），并在两者之间自如切换
• 理解家目录的典型结构（隐藏文件、.config 等）
• 理解虚拟文件系统（/proc、/sys、/dev）与真实磁盘文件的区别
• 在陌生系统上通过浏览目录结构快速判断它的用途和状态

知识关联

• 前置知识：1.4：基本文件操作命令 的 ls/cd/pwd——本章用它们走读目录树
• 后续影响：1.7：用户与权限管理 用户与权限（家目录权限、/etc/passwd 等系统文件）；2.2：配置文件与系统设置 配置文件与系统设置（/etc 目录深入）；2.3：系统信息与性能查看 系统信息与性能查看（/proc 实时状态）；rhcsa01 磁盘分区与 LVM（挂载点概念）
• 配套技术：1.3：第一次进入命令行 的 Tab 补全和 man 在导航目录时最常用
• 在整个体系中的位置：目录结构是"Linux 世界的地图"。知道每个目录放什么，才能快速定位配置文件、日志和程序——这是所有系统管理工作的起点

核心知识

• FHS——Filesystem Hierarchy Standard，规定 Linux 目录体系的标准，让不同发行版保持一致的布局
• 根目录（/）——目录树的起点，所有路径都从它开始
• 绝对路径 vs 相对路径——绝对路径从 / 开始，相对路径从当前目录开始（.、..、~）
• /etc——系统配置文件的集中存放地（"神经中枢"）
• /var——运行时变化的数据：日志（/var/log）、缓存、队列
• /home 与 /root——普通用户与 root 用户的家目录
• /usr——系统安装的软件与库（可理解为"系统资源"）
• /proc、/sys、/dev——虚拟文件系统：内核状态、硬件设备在文件系统中的投影
• /tmp——临时文件目录（重启后清空）

原理讲解

1. FHS——文件系统层次结构标准

Linux 发行版有成百上千种，为什么你换了发行版还能找到 /etc/nginx？因为大家共同遵守 FHS（Filesystem Hierarchy Standard）。它不是法律，而是事实标准——绝大多数发行版都遵循它，把相同类型的文件放在相同位置：

2. 根目录纵览——ls / 走一遍

$ ls /
bin  boot  dev  etc  home  lib  lib64  media  mnt  opt  proc  root  run  sbin  srv  sys  tmp  usr  var

# 逐个认识（前 10 个看用途，后面几个记住名字即可）
ls -l /           # 加 -l 看每个目录的详细信息

你会发现 /bin、/lib、/sbin 和 /usr/bin、/usr/lib、/usr/sbin 的内容看起来重复——在 Ubuntu 24.04 上它们其实是符号链接：

$ ls -ld /bin /sbin /lib /lib64
lrwxrwxrwx 1 root root 7 2026-06-01 08:00 /bin -> usr/bin
lrwxrwxrwx 1 root root 7 2026-06-01 08:00 /sbin -> usr/sbin
lrwxrwxrwx 1 root root 7 2026-06-01 08:00 /lib -> usr/lib
lrwxrwxrwx 1 root root 7 2026-06-01 08:00 /lib64 -> usr/lib64

历史上 /bin 和 /usr/bin 是分离的（/bin 放系统启动必需的命令），现代发行版已经把它们合并，保留顶层目录名只是兼容习惯。ls、cat 等命令你写 ls 还是 /bin/ls 都指向同一个文件。

3. 你的日常区域——/home、/root 与 /tmp

/home 下每个用户一个目录，你的家目录结构长这样：

$ ls -a ~
.  ..  .bashrc  .profile  .ssh/  .cache/  .config/  Documents/  Downloads/  Pictures/

# 以 . 开头的文件是隐藏文件（配置文件都在这里）
# .  = 当前目录，.. = 上级目录

• . 开头的文件默认不显示（ls -a 查看）——它们是用户级配置文件（.bashrc、.profile，2.2：配置文件与系统设置 会讲）和程序数据目录（.config/、.cache/）
• /root 是 root 用户的家目录——普通用户无法进入（权限，1.7：用户与权限管理 讲）
• /tmp 所有用户可写，用于临时文件，系统重启时自动清空（/run 则是内存中的临时目录）
• 系统中还有 /etc/skel/——新用户家目录的"模板"：创建用户时，它的内容会被复制到新家目录

4. 系统程序与数据——/usr、/opt、/var

$ ls /usr/bin | head -5    # 系统命令：ls、cat、grep 都在这里
$ ls /usr/share | head -5  # 软件资源：文档、图标、区域设置
$ ls /var/log              # 系统日志：排错第一站
syslog  auth.log  apt/  dpkg.log  journal/

$ ls /opt                  # 第三方独立软件（如果装了的话）
google  

/usr（Unix System Resources）是系统软件的"大本营"：/usr/bin 命令、/usr/lib 库、/usr/share 共享资源、/usr/local 手工编译安装的软件（apt 装到 /usr，手工装到 /usr/local，互不干扰）。/opt 放自包含的第三方商业软件（如 Chrome、JetBrains）。/var（variable）放运行时变化的数据：/var/log 日志、/var/cache 缓存、/var/lib 程序数据（如数据库文件）、/var/spool 待处理队列（邮件、打印任务）。

5. 虚拟文件系统——/proc、/sys、/dev

这三个目录里的"文件"不占磁盘空间，它们是内核和硬件在文件系统中的投影——读取它们就是在查询内核状态：

# /proc：进程与内核信息
ls /proc | head            # 数字目录 = 每个运行中的进程（PID）
cat /proc/meminfo | head -3   # 内存信息（free 命令的数据来源）
cat /proc/cpuinfo | grep "model name" | head -1   # CPU 型号
cat /proc/uptime           # 系统已运行秒数

# /sys：设备与内核对象（比 /proc 更有结构）
ls /sys/class/net          # 网络接口
ls /sys/class/block        # 块设备（磁盘）

# /dev：设备文件（一切皆文件的体现）
ls /dev/sda*               # 磁盘设备文件
ls /dev/null               # 黑洞设备（ch09 学过它的用法）

为什么文件大小是 0？

$ ls -l /proc/uptime
-r--r--r-- 1 root root 0 2026-08-01 08:00 /proc/uptime
# 大小 0 —— 数据是读取瞬间由内核动态生成的，不占磁盘

这也解释了 Linux 的一句话哲学："一切皆文件"——硬件、内核状态都以文件的形式暴露，你不需要学习特殊的 API，用 cat、grep、echo 就能读写它们。

6. 绝对路径与相对路径——在目录树中定位自己

# 绝对路径：从 / 开始，任何时刻都唯一
cd /home/alice/Documents

# 相对路径：从当前目录开始
cd Documents              # 当前在 /home/alice 时，等价于上面
cd ../Downloads           # .. = 上级目录

# 三个特殊符号
.      # 当前目录        ./script.sh = 当前目录下的 script.sh
..     # 上级目录        ../../ = 上两级
~      # 家目录          ~/Documents 永远是你的 Documents

# 查看当前位置
pwd                      # 输出当前绝对路径
pwd -P                   # 显示真实路径（不显示符号链接）

判断该用哪种路径：交互操作（自己敲命令）用相对路径最省事；写配置文件和脚本永远用绝对路径——脚本可能在任意目录被调用，相对路径会"找不到文件"。

# 容易混淆的例子
cd /home/alice            # 绝对路径：直接到家目录
cd home/alice             # 相对路径：找当前目录下的 home/alice —— 几乎肯定报错！

cd ~/Documents            # 家目录写法
cd "$HOME/Documents"      # 等价写法（脚本中推荐用 $HOME）

7. 挂载点——目录如何与磁盘关联

前面说过，Linux 的目录树横跨多个磁盘/分区。查看"哪个目录在哪个磁盘上"：

$ df -h          # 查看磁盘使用情况（Filesystem 列 + Mounted on 列）
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2       468G  127G  341G  28% /
/dev/sda1       511M  6.1M  505M   2% /boot/efi
tmpfs           3.8G     0  3.8G   0% /tmp
/dev/sdb1       917G  450G  421G  52% /data

$ lsblk           # 更直观的磁盘树状视图
NAME   MAJ:MIN RM   SIZE RO TYPE MOUNTPOINTS
sda      8:0    0 476.9G  0 disk
├─sda1   8:1    0   511M  0 part /boot/efi
└─sda2   8:2    0 476.4G  0 part /
sdb      8:16   0 931.5G  0 disk
└─sdb1   8:17   0 931.5G  0 part /data

看懂这张表：/ 在磁盘 sda2 上，/data 在另一个磁盘 sdb1 上——但对用户来说，访问 /data/file.txt 和 /etc/passwd 没有区别，路径就是路径。挂载是系统启动时自动完成的（/etc/fstab 定义），也可以手动 mount（2.5：时间管理与日志 深入）。

示例代码

# 练习 1：走读根目录
ls /                        # 根目录下有哪些目录
ls -ld /etc /var /home /usr /proc /dev   # 一次看多个目录的详细信息

# 练习 2：探索 /proc
cat /proc/meminfo | head -5       # 内存信息
cat /proc/version                 # 内核版本
ls /proc/$(pgrep -x bash | head -1)/   # 某个 bash 进程的目录

# 练习 3：绝对路径与相对路径切换
cd ~
pwd                            # /home/alice
cd Documents
pwd                            # /home/alice/Documents
cd ../..                       # 上两级
pwd                            # /home
cd ~/Documents                 # 回到 Documents

# 练习 4：隐藏文件
ls -a ~                        # 家目录所有文件（含 . 开头的）
ls -la /etc | head             # 注意 . 和 .. 两个特殊目录

# 练习 5：查看磁盘与挂载
df -h
lsblk

# 练习 6：找"谁在用我的磁盘"
du -sh ~/* | sort -rh | head -10    # 家目录下最大的 10 项

常见错误

最佳实践

练习题

1. （概念）FHS 是什么？为什么发行版不同，/etc 和 /var 的用途却一样？
2. （概念）绝对路径和相对路径的区别是什么？写配置文件和脚本时应该用哪种？为什么？
3. （实操）用一条命令列出 /etc 下所有目录（不含文件）。提示：ls -d /etc/*/ 或 find /etc -maxdepth 1 -type d。
4. （实操）用 cat /proc/cpuinfo 查看你的 CPU 型号和核心数；用 cat /proc/meminfo 查看总内存。
5. （实操）用 df -h 和 lsblk 查看你的系统有哪些分区，每个分区挂载在哪里，用了多少空间。
6. （实操）用 du -sh ~/* | sort -rh | head -5 找出家目录下最占空间的 5 个项目。
7. （探究 🔍）研究 /etc/skel/ 目录的内容。创建一个新用户（sudo useradd -m testuser，学完 ch07 可以删掉它），用 sudo ls -a /home/testuser 对比 /etc/skel/ 的内容——理解"家目录模板"机制。

学习检查点

学完本章后，请检验自己是否掌握以下内容：

本章总结

FHS 给 Linux 的目录体系立了规矩：/etc 管配置、/var 管日志和数据、/home 管用户、/usr 管软件、/proc 和 /dev 让内核与硬件"皆成文件"。理解绝对/相对路径和挂载点，你就拿到了阅读任何 Linux 系统的"地图"——接下来无论是找日志排错、改配置还是管理磁盘，都是在为这张地图上的具体坐标补细节。

速查表

下一步：进入 ch06「文件查看与文本编辑」，学会查看文件内容和编辑文本——在走完地图后，开始阅读"地图上的文件"。

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