inode總結

什么是inode？

理解inode，要從文件儲存說起。文件儲存在硬盤上，硬盤的最小存儲單位叫扇區(Sector)。每個扇區儲存512字節(相當于0.5KB)。操作系統讀取硬盤的時候，不會一個個扇區地讀取，這樣效率太低，而是一次性連續讀取多個扇區，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，最常見的是4KB，即連續八個sector組成一個block，文件數據都儲存在塊中，那么很明顯，我們還必須找到一個地方儲存文件的元信息，比如文件的創建者、文件的創年日期、文件的大小等等。這種儲存元信息的區域叫做inode，中文譯名為”索引節點”。inode (index node) 表中包含文件系統的所有文件列表。

inode包含文件的信息(元數據)

? Inode編號

用來識別文件類型，以及用于stat C函數的模式信息

文件權限

文件的擁有者的UID

文件所屬組的GID

鏈接數(指向這個文件名路徑名稱個數)

文件的大小

文件的間戳(ctime指inode上一次變動的時間，mtime是指文件內容上一次變動的時間，atime指文件上一次打開的時間)

指向磁盤文件的數據塊指針

有關文件的其它數據

注意：要想查看文件的inode信息可以使用stat命令查看

inode表結構

直接塊指針：

前12個直接指針，直接指向存儲數據的區域。如Blocks大小為4*1024KB，前12個直接指針就可以保存48KB的文件

間接塊指針:

設每個指針占用4個字節，則以及指針指向的Blocks可以保存(4*1024)/4KB，可指向1024個Blocks，一級指針可存儲文件數據大小為1024*(4*1024)KB=4MB

雙重間接塊指針：

同樣Blocks大小為4*1024，則二級指針可保存Blocks指針數量為((4*1024)/4)*((4*1024)/4)，則二級指針保存文件數據大小為(1024*1024)*(4*1024)=4GB

三重間接塊指針：

以次類推三級指針可以儲存文件數據大小為(1024*4*1024*1024)*(4*1024)=4TB

inode的大小:

每個inode都有一個編號，操作系統用inode號來識別不同文件。Unix/Linux系統不使用文件名，而使用inode號來識別文件，對于系統來說，文件名只是inode號碼便于識別的別稱或綽號。表面上，通過文件名打開文件；實際上，系統內部這個過程分成三步：首先，系統找到這個文件名對應的inode號；其次，通過inode號，獲取inode信息；最后，根據inode信息，找到文件數據所在的block，讀出數據。

注意：inode號并不是無限的，如果一個分區的節點數被使用完了，那么即使磁盤空間還有剩余也不能再存放任何數據。可以使用df -i命令查看節點使用情況

? 注：1節點總數、2使用過節點數、3剩余節點數、4節點使用率

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果非常簡單，就是一系列目錄項(direct)的列表。每個目錄項，由兩部分組成：所包含文件的文件名，以及該文件名對應的inode號。

ls命令只列出目錄文件中的所有文件名：

ls -i命令列出整個目錄文件，即文件名和inode號(箭頭標的即為inode號)：

如果要查看文件的詳細信息，就必須根據inode號，訪問inode節點，讀取信息。ls -i -l 目錄文件 列出整個目錄文件，即文件名和inode號(箭頭標注的列即為inode號)

理解了上面的知識，就能理解目錄的權限，文件的讀權限(r)和寫權限(w)，都是針對目錄文件本身。由于目錄文件內只有文件名和inode號，所以只有讀權，只能獲取文件名，無法獲取其他信息，因為其他信息都儲存在inode節點中，而讀取inode節點內的信息需要目錄文件的執行權限(x)。

Linux中cp、rm、mv 、ln對inode的影響：

cp命令

• 分配一個未被使用的inode號，在inode表中添加一個新項目，(注意：如果是cp到謳歌已經存在的文件，則inode號采用被覆蓋之前的目標文件的inode號，如果對運行中的apache共享模塊so文件進行cp操作，就會出現Segmentation fault<段錯誤>)
• 在目錄中新建一個目錄項，并指向步驟1中的inode
• 把數據復制到block中

rm命令

• 減少鏈接數量，如果鏈接數為0，釋放inode(inode號也已被重新使用)；
• 如果inode被釋放，則數據塊放到可用空間列表中；
• 刪除目錄中的目錄項

mv命令

1.如果mv命令的目標文件和源文件所在額文件系統相同：

• 使用新文件名建立目錄項；
• 刪除帶有原來文件名的目錄項；

注意：該操作對inode表沒有影響(除時間戳)，對數據的位置也沒有影響，不移動任何數據。(即使是mv到一個已經存在的目標文件，新目錄項指源文件inode，會先刪除目標文件的目錄項，所以如果對運行中的apache的共享模塊so文件進行這種操作的話不會有問題，新的so文件inode號變了)

2.如果目標和源文件所在的問價系統不相同，就是cp和rm；

ln命令

符號(軟)鏈接:

符號鏈接的內容是它引用文件的名稱，可以是任意文件或目錄，也可以鏈接不同問價系統的文件，甚至可以鏈接不存在的文件，這就產生一般稱為斷裂的問題，還可以不斷的循環鏈接源文，但是其大小為指向的路徑字符串的長度；不增加或減少目標文件inode 的引用計數。

使用ln -s source_file softlink_file （注意：源文件(source_file)的路徑是相對路徑(也可以是絕對路徑，通常使用的是相對路徑)，一定是相對于軟鏈接文件的路徑，而非相對于當前工作目錄的路徑）創建符號鏈接，在對符號鏈接進行讀寫操作的時候，系統會自動把該操作轉換為對源文件的操作，但是刪除連接文件時，系統僅僅刪除符號鏈接文件，而不是刪除源文件本身。

硬鏈接：

不允許給目錄創建硬鏈接，創建硬鏈接會正價額外的記錄項以引用文(不能跨驅動或分區創建硬鏈接)，硬鏈接件對應于同一文件系統上的一個物理文件，硬鏈接節點編號是相同的，創建硬鏈接鏈接數遞增，刪除文件時：rm命令遞減計數的鏈接，文件如果存在，至少有一個鏈接數，當鏈接數為0時，該文件被刪除。

使用ln existfile newfile 命令創建硬鏈接

硬鏈接于軟連接的區別：

1、本質不同：硬鏈接是指向同一個文件，軟鏈接指向的不是同一個文件

2、刪除時：硬鏈接不受影響，軟鏈接失效

3、創建鏈接時：創建硬鏈接鏈接數加1，創建軟鏈接連接數不變

4、是否可以跨分區：硬鏈接不可以跨分區，軟鏈接可以跨分區

5、目錄是否可以創建鏈接：硬鏈接不可以對目錄創建，軟鏈接可以對目錄創建

6、硬鏈接的inode號相同，軟鏈接inode號不同