Linux-詳解inode節點

Linux inode節點

inode查看命令

1. stat

功能：列出文件大小，文件所佔的塊數，塊的大小，主設備號和次設備號，inode number，連接數，訪問權限，uid,gid,atime,mtime,ctime

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ stat go
  文件："go"
  大小：3657       塊：8          IO 塊：4096   普通文件
設備：802h/2050d   Inode：13137033    硬連接：1
權限：(0775/-rwxrwxr-x)  Uid：( 1000/ruanyang)   Gid：( 1000/ruanyang)
最近訪問：2016-07-27 19:12:39.792720377 +0800
最近更改：2016-07-27 19:11:35.608719535 +0800
最近改動：2016-07-27 19:11:35.632719536 +0800
建立時間：-

1. df -l

功能：查看硬盤的i節點總數和使用的個數.文件系統，總塊數，已用塊數，可用塊數，已用所佔比例，掛載點

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ df -l
文件系統           1K-塊     已用      可用 已用% 掛載點
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：查看目錄下各文件的inode number

ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -i
13140026 7.15-task         13107213 公共的           13107214 文檔
13107203 examples.desktop  13139539 基礎工單處理.md  13121164 無標題文檔 1
13137033 go                13107212 模板             13107211 下載
13140325 perl5             13107217 視頻             13107215 音樂
13116327 test              13118017 添加監控報警.md  13107210 桌面
13139985 YAML-Studing.md   13107216 圖片

理解Linux inode

• inode是一個重要的概念，是理解Unix/Linux文件系統和硬盤存儲的基礎

1. inode是什麼？

   理解inode，要從文件儲存提及。文件儲存在硬盤上，硬盤的最小存儲單位叫作「扇區」。每一個扇區能儲存512字節（至關於0.5KB）

   操做系統在讀取硬盤的時候，不會一個個扇區的讀取，這樣效率過低，而是一次性連續讀多個扇區，即一次性讀取一個「塊」（block）。這種由多個扇區組成的「塊」，是文件存取的最小單位。「塊」的大小，最多見的是4kb，即連續八個sector組成一個block。

   文件數據都存放在block中，那麼很顯然，咱們還必須找到一個地方儲存文件的元信息，好比文件的建立者、文件的建立日期、文件的大小等等。這種儲存文件元信息的區域就叫作inode，中文譯名爲「索引節點」

   每個文件都有對應的inode，裏面包含了與該文件有關的一些信息。

2. inode的內容

   inode包含文件的元信息，具體來講有如下內容：

   • 文件的字節數
   • 文件的擁有者uid
   • 文件的所屬組gid
   • 文件的r、w、x權限
   • 文件的時間戳
     • ctime：文件的inode上一次變更的時間
     • mtime：文件內容上一次變更的時間
     • atime：文件上一次打開的時間
   • 硬連接數
   • 文件數據block的位置

   總之，除了文件名之外的全部文件信息，都存在inode之中。至於爲何沒有文件名，下文會有詳細解釋。

3. inode的大小

   inode也會消耗硬盤空間，因此硬盤格式化的時候，操做系統自動將硬盤分紅兩個區域。一個是數據區，存放文件數據；另外一個是inode區（inode table），存放inode所包含的信息。

   每一個inode節點的大小，通常是128字節或256字節。inode節點的總數，在格式化的時候就給定，通常是每1kb或每2kb就設置一個inode。假定在一塊1GB的硬盤上，每一個inode節點的大小爲128字節，每1kb就設置一個inode，那麼inode table的大小就會達到128MB，佔整塊硬盤的12.8%。

   • 查看每一個硬盤分區的inode總數和已經使用的數量，可使用命令：
     df -i

   • 查看每一個inode節點的大小，可使用命令：
     sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"

     因爲每一個文件都必須有一個inode，所以有可能發生inode已經用光，可是硬盤還未存滿的狀況。這時，就沒法在硬盤上建立新文件。

4. inode號碼

   每一個inode都有一個號碼，操做系統用inode號碼來識別文件。對於系統來講，文件名只是inode號碼便於識別的別稱或綽號。

   表面上，用戶經過文件名，打開文件。實際上，系統內部這個過程分爲三步：
   • 系統找到這個文件名對應的inode號碼
   • 經過inode號碼，獲取inode信息
   • 根據inode信息，找到文件數據所在的block，讀出數據
   查看文件所對應的inode號碼：
   ls -i example.txt

5. 目錄文件

   Unix/Linux系統中，目錄（directory）也是一種文件。打開目錄，實際上就是打開目錄文件。
   目錄文件的結構很是簡單，就是一系列目錄項（dirent）的列表。每一個目錄項，由兩部分組成：所包含文件的文件名，該文件名對應的inode號碼

   • 列出整個目錄文件，即文件名和inode號碼：
     ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -i perl5/
     13238464 bin 13238465 lib 13502103 man

   • 查看文件的詳細信息，必須根據inode號碼，訪問inode節點，讀取信息。 ls -l命令列出文件的詳細信息。

     ruanyang@ruanyang-HP-ProDesk-680-G2-MT:~$ ls -l perl5/
       總用量 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. 硬連接

   通常狀況下，文件名和inode號碼是「一一對應」關係，每一個inode號碼對應一個文件名。可是，Unix/Linux系統容許，多個文件指向同一個inode。
   這意味着，能夠用不一樣的文件名訪問一樣的內容；對文件內容進行修改，會影響到全部文件名；可是，刪除一個文件名，不影響另外一個文件名的訪問。這種狀況被稱爲「硬連接」（hard link）。

   • ln命令建立硬連接
     ln 源文件 目標文件

   運行這條命令以後，源文件與目標文件的inode號碼相同，都指向一個inode。inode信息中有一項叫作「連接數」，記錄指向該inode的文件總數，這時就會增長1（沒有硬連接時的硬連接數爲1）

   反過來，刪除一個文件名，就會使得inode節點的「連接數」減一。當這個值減到0，代表沒有文件名指向這個inode，系統就會回收這個inode號碼，以及其所對應的block區域。

   順便說一下目錄文件的「連接數」。建立目錄時，默認會生成兩個目錄項："."和".."。前者的inode號碼，等同於當前目錄的「硬連接」；後者的inode號碼就是當前目錄的父目錄的inode號碼，等同於父目錄的「硬連接」。因此，任何一個目錄的「硬連接」總數老是等於2加上它的子目錄總數（含隱藏目錄）。

7. 軟連接

   文件A和文件B的inode號碼雖然不同，可是文件A的內容是文件B的路徑。讀取文件A時，系統會自動將訪問者導向文件B。所以，不管打開哪個文件，最終讀取的都是文件B。這時，文件A就稱爲文件B的「軟連接」（soft link）或者「符號連接」（symbolic link）

   這意味着，文件A依賴於文件B而存在，若是刪除了文件B，打開文件A就會報錯：「No such file or directory」。這是軟連接與硬連接最大的不一樣。文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode號碼，文件B的inode連接數不會所以而發生改變。

   • 建立軟連接命令
     ln -s 源文件或目錄 目標文件或目錄

8. inode的特殊做用

   因爲inode號碼與文件名分離，這種機制致使了一些Unix/Linux系統特有的現象。

   • 文件名包含特殊字符，沒法正常刪除。這時，直接刪除inode節點，就能起到刪除文件的做用
   • 移動文件或重命名文件，只是改變文件名，不影響inode號碼
   • 打開一個文件之後，系統就以inode號碼來識別這個文件，再也不考慮文件名。所以，一般來講，系統沒法從inode號碼得知文件名。

   第三點使得軟件更新變得很是簡單，能夠在不關閉軟件的狀況下更新，不須要重啓。由於系統經過inode號碼，識別運行中的文件，不經過文件名。更新的時候，新版文件以一樣的文件名，生成一個新的inode，不會影響到運行中的文件，等到下一次運行這個軟件的時候，文件名就自動指向新版本，舊版文件的inode則被收回。

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