第八节 Linux 文件的属性（上半部分）
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第1章 Linux中的文件
1.1 文件属性概述（ls -lhi）
linux里一切皆文件
Linux系统中的文件或目录的属性主要包括：索引节点（inode），文件类型，权限属性，连接数，所归属的用户和用户组，最近修改时间等内容：
html
文字解释：
第一列：inode索引节点编号（至关于人的身份证，全国惟一）
第二列：文件类型及权限
第二列共11个字符：其中第一个字符为文件类型，随后的9个字符为文件的对应权限，最后一个字符点号“.”是和selinux有关的一个标识；
第三列：硬连接个数（详细参看ln命令的讲解）；
至关于超市的多个入口，能够从不一样的文件入口进入文件，还能够互为备份（消防通道）
第四列：文件或目录所属的用户 文件的全部者（属主）；
linux里面文件和程序的存在必需要有用户和组知足相应的存在需求。
第五咧：文件或目录所属的组
第六列：文件或目录的大小；
第七八九列：文件或目录的修改时间：默认月日时分
第十列：实际的文件或目录名
文件名不算文件的属性node
下面咱们以chensiqi文件为例进行说明，具体列的内容参考下上面的图：python
1736707 -rwx-xr-x- 1 root root 35 Oct 28 11:29 chensiqilinux
- inode索引节点编号：1736707
- 文件类型，文件类型是-，表示这是一个普通文件；
- 文件权限：文件权限是rwxr-xr-x，表示文件属主可读，可写，可执行，文件归属的用户组可读可执行，其余用户可执行。
- 硬连接个数：表示chensiqi这个文件没有其它的硬连接，由于链接数是1，就是他自己；
- 文件属主：这个文件所属的用户，这里意思是chensiqi文件被root用户拥有，注意，是第一个root；
- 文件属组：这个文件所属的用户组，在这里是root用户组，是显示信息里的第二个root
- 文件大小：文件大小是35个字节
- 文件修改时间：这里的时间是该文件最后被更新（包括文件建立，内容更新，文件名更新等）的时间，可用以下命令查看文件的修改，访问，建立的时间
1.2 索引节点inode
1.2.1 inode 概述
- 硬盘要存储数据，首先要分区，而后格式化建立文件系统，最后挂载，才能存数据。
- Inode，中文意思是索引节点（index node）。在每一个linux存储设备或存储设备的分区（存储设备能够是硬盘，软盘，U盘...）被格式化为ext4（CentOS6.8）文件系统后，通常生成两部分：第一部分是Inode（不少个），第二部分是Block（不少个）。
- 这个Block是用来存储实际数据用的，例如：照片，视频等普通文件数据。
- 而inode就是用来存储这些数据属性信息的（也就是ls -l的结果），inode属性信息包括不限于文件大小，属主（用户），归属的用户组，文件权限，文件类型，修改时间，还包含指向文件实体的指针功能（inode节点--block的对应关系）等，可是，inode里面惟独不包含文件名自己
身份证号 ==== inode号
身高体重三围有没有头发（属性）====inode面试
- Inode除了记录文件属性的信息外，还会为每一个文件进行信息索引，因此就有了inode的数值。操做系统根据指令，便可经过inode的值最快的找到相对应的文件实体。文件，inode，block之间的关系见下图：
为了能让你们更形象的理解，我举个例子。假若有一本书，存储设备和分区就至关于这本书，Block至关于书中的每一页内容，而inode就至关于这本书前面的目录，一本书有不少内容，一个知识点可能有多页，若是想查找某部分或某知识点的内容，咱们通常先查书的目录，经过目录能更快的找到咱们想要看的知识点的内容。虽然不太恰当，但仍是比较形象。
当咱们用ls查看某个目录或文件时，若是加上-i参数，就能够看到inode节点了；shell
【root@chensiqi /】# ls -iwindows
- 上图第一列inode值259615；查看一个文件或目录的inode，经过ls命令的-i参数便可。
- 由于inode要存放文件的属性信息，因此每一个inode自己是有大小的，Centos5系列inode的默认大小是128字节，而Centos6系列inode的默认大小是256字节，inode的大小在分区被格式化建立文件系统以后定下来的，格式化之后就没法更改inode大小，格式化前能够经过参数指定inode的大小，可是通常企业工做环境没这个需求。
- 不一样Centos版本inode大小不一样
查看文件系统inode总量以及剩余量centos
【root@chensiqi /】# df -i
查看磁盘使用量
[root@chensiqi /]# df -h
Inode:存放文件的属性+文件内容的位置（block的位置） df - l 查看使用量
Block：存放实际数据
1.2.2 企业案例模拟：
模拟磁盘满的状况
磁盘满的一个特征（no space left on device）
1.block 满了 磁盘空间满了
2.inode 满了 建立一个文件就须要一个inode
1.2.3 有关inode的小结
学会给阶段性的知识作小结是学好linux运维的好习惯。
- 诞生：磁盘被分区并格式化为ext4文件系统后，会生成必定数量的inode和block
- inode称为索引（目录）节点，它的做用是存放文件的属性信息以及做为文件的索引（指向文件的实体block）
- ext3/ext4 文件系统的block 存放的是文件的实际内容（数据）。
- inode是磁盘上的一块存储空间，CentOS6非启动分区inode默认大小256字节，CentOS5是128字节
- inode的表现是形式一串数字，不一样的文件对应的inode（一串数字）在文件系统里是惟一的。
- inode节点号相同的文件，互为硬连接文件，能够认为是一个文件的不一样入口。
- ext3/ext4文件系统下，一个文件至少要占用一个inode和一个block。（文件size比较大）
- ext3/ext4文件系统下，正常状况一个文件占用且只能占用一个inode（人和身份证号）
- block是用来存储实际数据的，每一个block的大小通常有1k，2k，4k几种。其中引导分区等为1k，其余普通分区多为4K（CentOS6）
- 若是一个文件很大（高清大片4G），须要占用多个block，若是文件很小（0.01k），至少占一个block，而且这个block的剩余空间就浪费了，即没法在存储其余数据
1.2.4 有关Block的知识小结
- 磁盘读取数据是按block为单位读取的
- 一个文件可能占用多个block。每读取一个block就会消耗一次磁盘I/O
- 若是要提高磁盘I/O性能，那么就要尽量一次性读取数据尽可能的多。
- 一个block只能存放一个文件的内容，不管内容多小。若是block默认是4K大小，那么存放一个1K的文件，剩余3K就不能存放别的文件，只能浪费了
- Block并不是越大越好。Block太大对于存放小文件就会浪费磁盘空间，例如：1000K的文件，Block大小为4K，占用250个Block，若是Block默认为1K，则须要占用1000个Block。访问效率谁更高？消耗I/O分别为250次和1000次。
- 根据业务需求，肯定默认的block大小，若是是大文件（大于16K）通常设置block大一点，小文件（小于1K）通常设置block小一点
- block太大，例如4K，文件都是0.1K的，大量浪费磁盘空间，可是访问性能高
- block过小，例如1K，文件都是1000K，消耗大量磁盘I/O
- 企业里文件都会比较大（通常会大于4K），block设置大一些会提高磁盘访问效率。
- ext3/ext4文件系统（CentOS5和CentOS6），通常都设置为4K。
当前的生产环境通常设置为4K，特殊的业务，如视频能够加大block大小
- Block块越大对于单个的小文件多（0.5K）的业务，会很是浪费空间，由于，一个文件不管多大都会必须占用至少一个inode和一个block，磁盘读取数据是按Block为单位读取的，可是对于大文件，能够提高读取的效率，由于若是block过小，就要读多个block，这样就消耗磁盘I/O，若是block大，则会读较少的aBlock就读完数据，从而减小磁盘I/O
Block块过小又会影响硬盘读取大文件数据的效率，Block块越小，一样存储一个文件就须要更多的Block，这样硬盘读取数据时就要读取多个block，所以效率就越低。
Block分大了，浪费空间，分小了，影响磁盘读取性能
1.2.5 inode与block总的小结
- 磁盘被分区格式化文件系统后，会分为inode和block两部份内容
- inode存放文件的属性以及指向文件实体的指针（block的位置），文件名不在inode里，通常在上级目录的block里
- 访问文件的过程，经过文件名（上一级目录的block）--->inode--->blocks
- inode centos6通常状况默认非启动分区大小256B，block大小1，2，4K，默认是4K，注意，引导分区等特殊分区除外
- 经过df -i 查看inode的数量及使用状况，dumpe2fs ／dev/sda3 查看inode及block的大小及数量
- 一个文件至少要占用一个inode及一个block，多个文件能够占用同一个inode（硬连接），相同文件
- 一个block只能被一个文件使用，若是文件很小block很大，剩余空间浪费，没法继续被其余文件使用
- block不是越大越好，要根据业务的文件大小进行选择，通常CentOS6就是默认4K
- 能够在格式化的时候改变inode及block的大小
1.2.6 企业面试题一：
一个100M（100000K）的磁盘分区，分别写入1K的文件或写入1M的文件，分别能够写多少个？
- 1K文件虽小，可是block通常默认4K，即便1K的数据也会占用4K大小，好比你们建立一个空文件，而后du -sk 看看大小是多少。（若是你们此时认为应该100000/4的话，那么你就掉坑了-_-!别忘了存储数据，消耗的不光是block还有inode，inode默认只有256K（centos6），每一个文件至少占用一个block的同时还会占用一个inode）
- 1M的数据他恰好能被4整除。因此不会浪费空间,大约为100个左右，inode充足。
总上对于大文件通常inode是足够的，大文件基本也不会浪费空间，整除就能够；可是对于小文件来讲，inode是不足够的，所以可以存储的数量就是inode的数量
1.27 企业面试题二：
若是向磁盘写入数据提示以下错误：No space left on device，经过df -h查看磁盘空间，发现没满，请问可能缘由是什么？企业场景什么状况下会致使这个问题发生？
- 磁盘没满可是不能卸乳文件，最可能的缘由就是inode被耗尽了
企业工做中邮件临时队列/var/spool/clientmquene或/var/spool/postfix/maildrop这里很容易被大量小文件占满致使No space left on device的错误。clientmquene目录只有安装了sendmail服务，才会有，是sendmail的临时队列。centos5.8默认就会装sendmail，centos6默认没有sendmail，可是有postfix
1.3文件类型及文件扩展名
1.3.1 文件类型介绍
- windows扩展名让系统区分不一样文件类型，扩展名错误致使文件没法打开。
- linux经过扩展名让人区分文件类型，为了易读，错误也能够正常使用
例如：
windows图片文件扩展名：jpg，jpeg，png，gif等
文本文件扩展名：doc，docx，txt，pdf
1.3.2 Linux中的文件类型
对于这里我不想说太多，由于实在感受对于实际应用意义不大，你们只须要知道经过ls -l查看目录的时候，
1，若是权限那里是-rw--r--r--，第一个字符是‘-’就表明是普通文件
2，若是第一个字符是d例如drw--r--r--.就表明是个文件夹
3，若是第一个字符是l例如lrw--r--r--，就表明是个软连接
1.3.3 软链接
软链接文件可经过：
ln -s 源文件名 新文件名 的方式来建立（若是不使用-s，则会建立硬连接，但不适合目录）
这个软链接和windows的快捷方式是类似的。
1.3.4 Linux下扩展名的做用
在linux中，虽然扩展名没什么意义，可是为了兼容windows，同时，便于咱们大多数windows用户区分文件的不一样，因此，咱们仍是习惯经过扩展名来表示不一样文件的类型。
以下：
- tar，tar.gz,tgz,zip,tar.bz表示压缩文件，建立命令通常为tar,gzip,unzip等
- .sh表示shell脚本文件，经过shell语言开发的程序
- .pl表示perl语言文件，经过perl语言开发的程序
- .py表示python语言文件，经过python语言开发的程序
- .html,.htm,.php,.jsp,.do表示网页语言的文件
- .conf表示系统的配置文件
- .rpm表示rpm安装包文件
1.4 知识扩展（企业实际经验）
问题： Linux文件系统如何选择？
经过综合使用多种标准文件系统Benchmarks对Ext3，Ext4，Reiserfs，XFS，JFS，Reiser4的性能测试对比，对不一样应用选择合适的文件系统给出如下方案，供你们参考。
- 大量小文件（LOSF，Lost of small files）I/O应用（如小图片）
- Reiserfs（首选），Ext4文件系统适合这类负载特征，IO调度算法选择deadline，block size=4096，ext4关闭日志功能
- reiserfs mount参数：-o defaults，async，noatime，nodiratime，notail，data=writeback
- ext4 mount参数：-o defaults,async,noatime,nodiratime,data=writeback,barrier=0
- 关闭ext4日志：tune2fs -O^has_joumal /dev/sdXX
2.大文件I/O应用（如视频下载，流媒体）
- EXT4文件系统适合此类负载特征，IO调度算法选择anticipatory，block size=4096，关闭日志功能，启用extent（default）
- mount参数：-o defaults，async，noatime,nodiratime,data=writeback,barrier=0
- 关闭ext4日志：tune2fs -O^has_joumal /dev/sdXX
3.SSD文件系统选择
EXT4/Reiserfs能够做为SSD文件系统，但未对SSD作优化，不能充分发挥SSD性能，并影响SSD使用时间
Btrfs对SSD做了优化，mount经过参数启用。但Btrfs扔处于试验阶段，生产环境谨慎使用
JFFS2/Nilfs2/YAFFS是经常使用的flash file system，在嵌入式环境普遍应用，建议使用。性能目前还未做测试评估
简单分析一下选择Reiserfs和ext4文件系统的缘由
一、Reiserfs
大量小文件访问，衡量指标是IOPS，文件系统性能瓶颈在于文件元数据操做、目录操做、数据寻址。reiserfs对小文件做了优化，并使用B+ tree组织数据，加速了数据寻址，大大下降了open/create/delete/close等系统调用开销。mount时指定noatime,nodiratime,notail，减小没必要要的inode操做，notail关闭tail package功能，以空间换取更高性能。所以，对于随机的小I/O读写，reiserfs是很好的选择。
二、Ext4
大文件顺序访问，衡量指标是IO吞吐量，文件系统性能瓶颈在于数据块布局(layout)、数据寻址。Ext4对ext3主要做了两方面的优化:
一：是inode预分配。这使得inode具备很好的局部性特征，同一目录文件inode尽可能放在一块儿，加速了目录寻址与操做性能。所以在小文件应用方面也具备很好的性能表现。
二：是extent/delay/multi的数据块分配策略。这些策略使得大文件的数据块保持连续存储在磁盘上，数据寻址次数大大减小，显著提升I/O吞吐量。
所以，对于顺序大I/O读写，EXT4是很好的选择。另外，XFS性能在大文件方面也至关不错。