Linux-详解inode节点

Linux inode节点

inode查看命令

1. stat

功能：列出文件大小，文件所占的块数，块的大小，主设备号和次设备号，inode number，连接数，访问权限，uid,gid,atime,mtime,ctime

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ stat go
  文件："go"
  大小：3657       块：8          IO 块：4096   普通文件
设备：802h/2050d   Inode：13137033    硬连接：1
权限：(0775/-rwxrwxr-x)  Uid：( 1000/ruanyang)   Gid：( 1000/ruanyang)
最近访问：2016-07-27 19:12:39.792720377 +0800
最近更改：2016-07-27 19:11:35.608719535 +0800
最近改动：2016-07-27 19:11:35.632719536 +0800
建立时间：-

1. df -l

功能：查看硬盘的i节点总数和使用的个数.文件系统，总块数，已用块数，可用块数，已用所占比例，挂载点

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ df -l
文件系统           1K-块     已用      可用 已用% 挂载点
udev             4016008        4   4016004    1% /dev
tmpfs             805348     1508    803840    1% /run
/dev/sda2      952649644 21641472 882593248    3% /
none                   4        0         4    0% /sys/fs/cgroup
none                5120        0      5120    0% /run/lock
none             4026720    26084   4000636    1% /run/shm
none              102400       56    102344    1% /run/user
/dev/sda1         523248     3456    519792    1% /boot/efi

1. ls -i

功能：查看目录下各文件的inode number

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -i
13140026 7.15-task         13107213 公共的           13107214 文档
13107203 examples.desktop  13139539 基础工单处理.md  13121164 无标题文档 1
13137033 go                13107212 模板             13107211 下载
13140325 perl5             13107217 视频             13107215 音乐
13116327 test              13118017 添加监控报警.md  13107210 桌面
13139985 YAML-Studing.md   13107216 图片

理解Linux inode

• inode是一个重要的概念，是理解Unix/Linux文件系统和硬盘存储的基础

1. inode是什么？

   理解inode，要从文件储存提及。文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫作“扇区”。每一个扇区能储存512字节（至关于0.5KB）

   操做系统在读取硬盘的时候，不会一个个扇区的读取，这样效率过低，而是一次性连续读多个扇区，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，最多见的是4kb，即连续八个sector组成一个block。

   文件数据都存放在block中，那么很显然，咱们还必须找到一个地方储存文件的元信息，好比文件的建立者、文件的建立日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫作inode，中文译名为“索引节点”

   每个文件都有对应的inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。

2. inode的内容

   inode包含文件的元信息，具体来讲有如下内容：

   • 文件的字节数
   • 文件的拥有者uid
   • 文件的所属组gid
   • 文件的r、w、x权限
   • 文件的时间戳
     • ctime：文件的inode上一次变更的时间
     • mtime：文件内容上一次变更的时间
     • atime：文件上一次打开的时间
   • 硬连接数
   • 文件数据block的位置

   总之，除了文件名之外的全部文件信息，都存在inode之中。至于为何没有文件名，下文会有详细解释。

3. inode的大小

   inode也会消耗硬盘空间，因此硬盘格式化的时候，操做系统自动将硬盘分红两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另外一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。

   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，在格式化的时候就给定，通常是每1kb或每2kb就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘上，每一个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%。

   • 查看每一个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可使用命令：
     df -i

   • 查看每一个inode节点的大小，可使用命令：
     sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"

     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。

4. inode号码

   每一个inode都有一个号码，操做系统用inode号码来识别文件。对于系统来讲，文件名只是inode号码便于识别的别称或绰号。

   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为三步：
   • 系统找到这个文件名对应的inode号码
   • 经过inode号码，获取inode信息
   • 根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据
   查看文件所对应的inode号码：
   ls -i example.txt

5. 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。
   目录文件的结构很是简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每一个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，该文件名对应的inode号码

   • 列出整个目录文件，即文件名和inode号码：
     ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -i perl5/
     13238464 bin 13238465 lib 13502103 man

   • 查看文件的详细信息，必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。 ls -l命令列出文件的详细信息。

     ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -l perl5/
       总用量 12
       drwxrwxr-x 2 ruanyang ruanyang 4096  7月 14 19:06 bin
       drwxrwxr-x 3 ruanyang ruanyang 4096  7月 14 18:49 lib
       drwxrwxr-x 4 ruanyang ruanyang 4096  7月 14 18:49 man

6. 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。可是，Unix/Linux系统容许，多个文件指向同一个inode。
   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。这种状况被称为“硬连接”（hard link）。

   • ln命令建立硬连接
     ln 源文件 目标文件

   运行这条命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向一个inode。inode信息中有一项叫作“连接数”，记录指向该inode的文件总数，这时就会增长1（没有硬连接时的硬连接数为1）

   反过来，删除一个文件名，就会使得inode节点的“连接数”减一。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，以及其所对应的block区域。

   顺便说一下目录文件的“连接数”。建立目录时，默认会生成两个目录项："."和".."。前者的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”。因此，任何一个目录的“硬连接”总数老是等于2加上它的子目录总数（含隐藏目录）。

7. 软连接

   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）

   这意味着，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连接数不会所以而发生改变。

   • 建立软连接命令
     ln -s 源文件或目录 目标文件或目录

8. 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。

   • 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
   • 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码
   • 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。

   第三点使得软件更新变得很是简单，能够在不关闭软件的状况下更新，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本，旧版文件的inode则被收回。

参考文章：
http://blog.sina.com.cn/s/blog_731b2f5b01012lb3.html