Linux中inode的理解

参考资料:http://www.cnblogs.com/itech/archive/2012/05/15/2502284.htmlhtml

操做环境:Centos六、VM虚拟机node

 

一、inode是什么 缓存

         1.1.理解inode,要从文件存储提及,文件储存在硬盘上,硬盘的最小存储单位叫作扇区。计算机最小存储计量单位是:bit(位),计算机最基本存储计量单位是:Bytes(字节),Bit和Bytes的关系:8Bit=1Bytes,1K=1Kb=1024b=8*1024 Bit;
     操做系统读取硬盘时,不会一个一个扇区读取,这样效率过低,而是一次性读取多个扇区,即一次性读取一个块(最多见的大小是4KB),这种由多个扇区组成的块,是文件存取的最小单位;
     文件数据都储存在块中,储存这些文件的元信息(如文件的建立者、文件的建立日期、文件的大小等等)的区域就叫作inode,中午译名为索引节点。硬盘格式化时,操做系统会自动将硬盘分红两个区域,一个是数据区,一个是inode区。服务器

inode包含文件的元信息,具体来讲有如下内容:操作系统

  * 文件的字节数htm

  * 文件拥有者的User IDblog

  * 文件的Group ID索引

  * 文件的读、写、执行权限内存

  * 文件的时间戳,共有三个:ctime指inode上一次变更的时间,mtime指文件内容上一次变更的时间,atime指文件上一次打开的时间。虚拟机

  * 连接数,即有多少文件名指向这个inode

  * 文件数据block的位置


      1.2.能够用stat filename查看某文件的信息,除了文件名之外的全部文件信息都存在inode之中——Unix/Linux系统内部不使用文件名,而使用inode号码来识别文件,表面上,用户经过文件名,打开文件。实际上,系统内部这个过程分红三步:首先,系统找到这个文件名对应的inode号码;其次,经过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。这也就是为何说stat查看信息时没有文件名的缘由。

          每一个inode节点的大小,通常是128字节或256字节,inode节点的总数,在格式化时就给定,通常是每1KB或2KB就设置一个inode。查看每一个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量,可使用df -i命令。
    因为每一个文件都必须有一个inode,所以有可能发生inode已经用光,可是硬盘还未存满的状况,这时就没法在硬盘上建立新文件。


     1.3.硬连接:
             通常状况下,文件名和inode号码是一一对应关系,每一个inode号码对应一个文件名,但Unix/Linux系统容许,多个文件名指向同一个inode号码。这意味着,能够用不一样的文件名访问一样的内容;对文件内容进行修改,会影响到全部文件名;可是,删除一个文件名,不影响另外一个文件名的访问。这种状况就被称为"硬连接"(hard link)。
    ln命令能够建立硬连接:
                  ln 源文件 目标文件
        运行上面这条命令之后,源文件与目标文件的inode号码相同,都指向同一个inode。inode信息中有一项叫作"连接数",记录指向该inode的文件名总数,这时就会增长1。反过来,删除一个文件名,就会使得inode节点中的"连接数"减1。当这个值减到0,代表没有文件名指向这个inode,系统就会回收这个inode号码,以及其所对应block区域。
        此外,建立目录时,默认会生成两个目录项:"."和".."。前者的inode号码就是当前目录的inode号码,等同于当前目录的"硬连接";后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码,等同于父目录的"硬连接"。

 

     1.4.软连接:
        ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录
             文件A和文件B的inode号码虽然不同,可是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时,系统会自动将访问者导向文件B。所以,不管打开哪个文件,最终读取的都是文件B。这时,文件A就称为文件B的"软连接"(soft link)或者"符号连接(symbolic link)。文件A依赖于文件B而存在,若是删除了文件B,打开文件A就会报错:"No such file or directory"。这是软连接与硬连接最大的不一样:文件A指向文件B的文件名,而不是文件B的inode号码,文件B的inode"连接数"不会所以发生变化。

 

     1.5.inode的特殊做用:
因为inode号码与文件名分离,这种机制致使了一些Unix/Linux系统特有的现象。
  1.5.1 有时,文件名包含特殊字符,没法正常删除。这时,直接删除inode节点,就能起到删除文件的做用。
  1.5.2. 移动文件或重命名文件,只是改变文件名,不影响inode号码。
  1.5.3. 打开一个文件之后,系统就以inode号码来识别这个文件,再也不考虑文件名。所以,一般来讲,系统没法从inode号码得知文件名。
   第3点使得软件更新变得简单,能够在不关闭软件的状况下进行更新,不须要重启。由于系统经过inode号码,识别运行中的文件,不经过文件名。更新的时候,新版文件以一样的文件名,生成一个新的inode,不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候,文件名就自动指向新版文件,旧版文件的inode则被回收。

 

实际案例:

在一台配置较低的Linux服务器(内存、硬盘比较小)的/data分区内建立文件时,系统提示磁盘空间不足,用df -h命令查看了一下磁盘使用状况,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%),致使系统没法建立新目录和文件。 
 
查找缘由:
  /data/cache目录中存在数量很是多的小字节缓存文件,占用的Block很少,可是占用了大量的inode。 

  解决方案:   一、删除/data/cache目录中的部分文件,释放出/data分区的一部分inode。   二、用软链接将空闲分区/opt中的newcache目录链接到/data/cache,使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题:   ln -s /opt/newcache /data/cache   

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