Linux inode的理解

dsqzhaoyue

　　描述：
　　    一：inode是什么？
　　
　　文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（即0.5KB）。
　　操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。
　　文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。
　　其中数据分为：

　　数据：记录的是文件的内容
　　元数据：附加于文件的属性（文件的大小，属性，时间戳等）
　　      二、inode的内容
　　inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：
　　　　* 文件的字节数
　　　　* 文件拥有者的User ID
　　　　* 文件的Group ID
　　　　* 文件的读、写、执行权限
　　　　* 文件的时间戳，共有三个：
　　                       ctime指inode上一次变动的时间
　　                       mtime指文件内容上一次变动的时间
　　                       atime指文件上一次打开的时间
　　　　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode
　　　　* 文件数据block的位置
　　可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：
[root@localhost ~]# stat file1
  File: `file1'
  Size: 4         Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
Device: fd00h/64768dInode: 524295      Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (  501/  gentoo)
Access: 2008-08-11 02:21:55.309471159 +0800
Modify: 2008-08-11 02:21:50.212463934 +0800
Change: 2008-08-11 02:21:50.212463934 +0800　　
　　三、inode的大小
　　inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。
　　每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。inode节点的总数，在格式化时就给定，一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。
　　查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df命令。
[root@localhost ~]# df -i
Filesystem            Inodes IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/mapper/vg0-root 1310720 11438 1299282    1% /
tmpfs                 125513     1  125512    1% /dev/shm
/dev/sda1              51200    38   51162    1% /boot
/dev/mapper/vg0-usr   655360 79404  575956   13% /usr
/dev/mapper/vg0-var  1310720  2793 1307927    1% /var　　由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能发生inode已经用光，但是硬盘还未存满的情况。这时，就无法在硬盘上创建新文件
　　

　　     四、inode号码
　　每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。
　　这里值得重复一遍，Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。表面上，用户通过文件名，打开文件。实际上，系统内部这个过程分成三步：首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；其次，通过inode号码，获取inode信息；最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。
　　使用ls -i命令，可以看到文件名对应的inode号码：
[root@localhost ~]# ls -i file1
524295 file1　　    五、目录文件
　　Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。打开目录，实际上就是打开目录文件。
　　 目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。
　　如果要查看文件的详细信息，就必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。
[root@localhost ~]# ls -i /etc/
1180046 abrt                     1179654 modprobe.d
1181590 acpi                     1179684 motd
1180385 adjtime                  1181787 mtab　　
应用场景：

　　      在一台配置较低的Linux服务器（内存、硬盘比较小）的/data分区内创建文件时，系统提示磁盘空间不足，用df -h命令查看了一下磁盘使用情况，发现/data分区只使用了66%，还有12G的剩余空间，按理说不会出现这种问题。 后来用df -i查看了一下/data分区的索引节点(inode)，发现已经用满(IUsed=100%)，导致系统无法创建新目录和文件。
　　 查找原因：
　　　　/data/cache目录中存在数量非常多的小字节缓存文件，占用的Block不多，但是占用了大量inode。
　　   解决方案：
　　1、删除/data/cache目录中的部分文件，释放出/data分区的一部分inode。
　　2、用软连接将空闲分区/opt中的newcache目录连接到/data/cache，
　　    使用/opt分区inode来缓解/data分区inode不足的问题：
     ln -s /opt/newcache /data/cache
　　

　　系统是如何创建、删除、移动文件的
　　创建文件
　　用touch命令创建文件或cp命令复制文件时，系统会分配一个空闲的inode，在indoe表中生成inumber,同时其父目录data block里添加inumber,这样一个新文件就创建成功了
　　

　　删除文件：rm命令
　　链接数递减，从而释放inode号被重用
　　把数据块放在空闲中
　　删除父目录里的映射
　　数据被当作另一个文件使用数据块时才会被覆盖
　　格式： rm  [OPTION]...  FILE...
　　           -i:  交互式
　　           -f:  强制删除
　　           -r:  递归
　　  危险操作 ： #  rm -rf /
　　


　　移动文件：mv命令
　　1，如果mv命令的源文件或目录和目标文件或目录在同一个系统，会生成一个与源文件同名的文件在对应的路径目录下；删除旧目录条目对应的旧的文件名，其不影响inode表（除时间戳）或磁盘上面的数据位置，没有数据被移动
　　2，如果源文件或目录与目标文件或目录在不同的文件系统，由于inode不能跨文件系统，所以mv需要在目标文件系统中执行相当于cp和rm操作
　　 格式：mv [OPTION]... [-T] SOURCE DEST
　　             mv [OPTION]... SOURCE... DIRECTORY
　　             mv [OPTION]... -t DIRECTORY SOURCE.
　　                 -i:  交互式
　　             -f: 强制
　　
结束语：
　　本片内容是本人对上课内容的总结和整理，请各位路过的达人多多请教1