44、Linux文件系统：inode、日志、数据分配与碎片处理

Linux文件系统：inode、日志、数据分配与碎片处理

1. inode详解

1.1 inode的定义

inode是index-node的缩写，是磁盘上一个256字节的块，用于存储文件的相关数据。这些数据包括文件大小、文件所属用户和组的ID、文件模式（即访问权限），以及三个时间戳，分别记录文件最后一次访问、修改的时间，以及inode本身数据最后一次修改的时间。

1.2 inode与文件访问

inode的元数据中不包含文件名。对文件的访问是通过目录项进行的，目录项本身就是文件名，并且包含一个指向inode的指针，该指针的值就是inode号。在一个文件系统中，每个inode都有一个唯一的ID号，但同一计算机甚至同一硬盘上的其他文件系统中的inode可能具有相同的inode号。

1.3 间接节点

对于存在严重碎片的文件，需要使用间接节点。间接节点是文件系统中的一个普通数据块，仅用于描述数据，而不用于存储元数据，因此可以支持超过15个条目。例如，一个4K的块大小可以支持512个4字节的间接节点，这样一个文件就可以有12（直接） + 512（间接） = 524个数据区域。

1.4 不同文件系统的数据指针形式

在Minix和EXT1到EXT3文件系统中，数据指针以数据区域或块的列表形式存在。而在EXT4文件系统中，inode列出了属于文件的数据区域，数据区域是属于文件的连续数据块列表，一个文件可能由多个数据区域组成。

graph LR
    A[文件] --> B[目录项]
    B