linux中的inode节点

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一、背景

    传统的磁盘与文件系统的应用中，一个分区就只能够被格式化成一个文件系统，所以我们可以说一个文件系统就是一个分区。但是由于新技术的利用，例如我们常听到的LVM与软磁盘阵列（software raid）,这些技术可以将一个分区格式化为多个文件系统（例如LVM），也能够将多个分区合成一个文件系统（LVM,RAID），通常我们可以称呼一个可被挂载的数据为一个文件系统而不是一个分区。

    那么文件系统是怎么运行的呢？这与操作系统的数据有关。较新的操作系统的文件数据除了文件实际内容外，通常含有非常多的属性，例如Linux操作系统的文件权限（rwx）与文件属性（所有者、群组、时间参数等）。文件系统通常会将这两部分的数据分别存在不同的块，元数据是存放在inode table中，而数据是存放在数据块中。每个文件的元数据内容有很多，包括文件类型，权限，链接数等，每个文件都有自己的元数据表，里面存放了每个文件的描述。

　　

二、inode和block的简要意义

    inode：记录文件的元数据，一个文件占用一个inode，同时记录此文件的数据所在的block号码；

    block:实际记录文件的内容，若文件太大，会占用多个block.

　　

三、inode的工作原理

    由于每个inode与block都有编号，而每个文件都会占用一个inode，inode内则有文件数据存放的block编号。因此，我们可以知道的是，如果能够找到文件的inode，那么自然就会知道这个文件锁存放数据的block号码，当然也能够读出该文件的实际数据。

    下面我们来用图解说明一下：

    假设/dir1/a 中有xxx数据，dir1/b 中有yyy数据

　　    系统中有个索引表（inode table）,索引表是每个分区独立的一个，每个分区中有个节点表，存放了节点号和元数据还有指针，当访问dir1的时候，因为/dir1是个文件夹，需要先访问/根，而根是在节点号为2 的位置，2编号的节点下面有许多目录，根中也有自己的指针指向数据块，这个数据块有两部分，一部分是存放子目录，另一部分存放的是子目录的节点编号，根在它的子目录下查找/dir1文件，假设/dir1文件对应的节点编号为1000，就会返回到inode table表找到节点编号为1000，指针指向到原始数据，假设/dir1目录中a文件的节点编号为20000，b文件的节点编号为20001，又返回到inodetable中查找，查找到的指针编号为2000指向他的数据块，数据块中存放的内容为xxx。

   

四、inode表结构

    inode要记录的数据非常多，但偏偏就只有128byte而已，而inode记录要花掉4byte,假设一个文件有400MB且每个block为4KB，那么至少要10万条block号码记录。inode哪有那么多可记录的信息？为此我们将inode记录block号码的区域定为12个直接、一个间接、一个双重间接与一个三重间接。

    如下图所示：

    直接指针：编号为1-12，每一个都指向一个数据块，block块的大小为4k，最多可以存放12*4k=48k的文件，如果文件在48k之内，就可以使用直接指针找到数据块所在地。

间接指针:指针不是直接指向数据，而是指向一个指针数据块，这个指针数据块大小也是4k，但是指针数据块存放的不是数据而是地址，假设4k的指针数据块里面也要存放指针存放为4Byte,一个指针可以存放4字节，所以可以存放1024个指针，1024个指针可以指向1024个数据块，所以能指向的数据大小为 1024*4K=4096K=4M。
双重间接指针：所谓双重间接指针，就是其在指向数据的过程中经过了两个指针数据块，根据间接指针的论述，我们不难得出双重间接指针所能够指向的数据大小为 1024*1024*4K=4G
三重间接指针：所谓双重间接指针，就是其在指向数据的过程中经过了三个指针数据块，根据间接指针的论述，我们不难得出双重间接指针所能够指向的数据大小为 1024*1024*1024*4K=4T

    数据块的查找:如果查找的数据块较小，一个指针指向数据块就可以了，如果发现数据块较大，就直接调用后面的 间接指针。这些事针对32位系统而言的。

五、查看inode节点编号

    节点的编号是系统随机分配的

    ls -l：查看索引编号

   

    在一个分区中节点号是不同的，不同分区节点号有可能相同   

    在一个分区中节点号相同那就说明这是同一个文件

    例如：

    用a的文件创建新的链接b，a和b的节点号相同，说明a和b是同一个文件
他们除了名字不同，其余属性一致，包括元数据等，这就是硬链接



df -i 查看在一个目录下的节点最大数
假如工作过程中报出磁盘已满的错误，有可能不是磁盘真正的蛮了，也有可能是inode消耗完了