Linux中inode的理解

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参考资料：http://www.cnblogs.com/itech/archive/2012/05/15/2502284.html

操作环境：Centos6、VM虚拟机

 

1、inode是什么 

         1.1.理解inode，要从文件存储说起，文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做扇区。计算机最小存储计量单位是：bit（位），计算机最基本存储计量单位是：Bytes(字节)，Bit和Bytes的关系：8Bit=1Bytes，1K=1Kb=1024b=8*1024 Bit；
     操作系统读取硬盘时，不会一个一个扇区读取，这样效率太低，而是一次性读取多个扇区，即一次性读取一个块(最常见的大小是4KB)，这种由多个扇区组成的块，是文件存取的最小单位；
     文件数据都储存在块中，储存这些文件的元信息(如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等)的区域就叫做inode，中午译名为索引节点。硬盘格式化时，操作系统会自动将硬盘分成两个区域，一个是数据区，一个是inode区。

inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：

　　* 文件的字节数

　　* 文件拥有者的User ID

　　* 文件的Group ID

　　* 文件的读、写、执行权限

　　* 文件的时间戳，共有三个：ctime指inode上一次变动的时间，mtime指文件内容上一次变动的时间，atime指文件上一次打开的时间。

　　* 链接数，即有多少文件名指向这个inode

　　* 文件数据block的位置

      1.2.可以用stat filename查看某文件的信息，除了文件名以外的所有文件信息都存在inode之中——Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件,表面上，用户通过文件名，打开文件。实际上，系统内部这个过程分成三步：首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；其次，通过inode号码，获取inode信息；最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。这也就是为什么说stat查看信息时没有文件名的原因。

          每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节，inode节点的总数，在格式化时就给定，一般是每1KB或2KB就设置一个inode。查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df -i命令。
    由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能发生inode已经用光，但是硬盘还未存满的情况，这时就无法在硬盘上创建新文件。

     1.3.硬链接：
             一般情况下，文件名和inode号码是一一对应关系，每个inode号码对应一个文件名，但Unix/Linux系统允许，多个文件名指向同一个inode号码。这意味着，可以用不同的文件名访问同样的内容；对文件内容进行修改，会影响到所有文件名；但是，删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"（hard link）。
    ln命令可以创建硬链接：
                  ln 源文件 目标文件
        运行上面这条命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向同一个inode。inode信息中有一项叫做"链接数"，记录指向该inode的文件名总数，这时就会增加1。反过来，删除一个文件名，就会使得inode节点中的"链接数"减1。当这个值减到0，表明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block区域。
        此外，创建目录时，默认会生成两个目录项："."和".."。前者的inode号码就是当前目录的inode号码，等同于当前目录的"硬链接"；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"硬链接"。

 

     1.4.软链接：
        ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录
             文件A和文件B的inode号码虽然不一样，但是文件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。因此，无论打开哪一个文件，最终读取的都是文件B。这时，文件A就称为文件B的"软链接"（soft link）或者"符号链接（symbolic link）。文件A依赖于文件B而存在，如果删除了文件B，打开文件A就会报错："No such file or directory"。这是软链接与硬链接最大的不同：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"链接数"不会因此发生变化。

 

     1.5.inode的特殊作用：
由于inode号码与文件名分离，这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。
　　1.5.1 有时，文件名包含特殊字符，无法正常删除。这时，直接删除inode节点，就能起到删除文件的作用。
　　1.5.2. 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。
　　1.5.3. 打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。因此，通常来说，系统无法从inode号码得知文件名。
   第3点使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码，识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名，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文件，旧版文件的inode则被回收。

 

实际案例：

在一台配置较低的Linux服务器（内存、硬盘比较小）的/data分区内创建文件时，系统提示磁盘空间不足，用df -h命令查看了一下磁盘使用情况，发现/data分区只使用了66%，还有12G的剩余空间，按理说不会出现这种问题。 后来用df -i查看了一下/data分区的索引节点(inode)，发现已经用满(IUsed=100%)，导致系统无法创建新目录和文件。 
 
查找原因：
　　/data/cache目录中存在数量非常多的小字节缓存文件，占用的Block不多，但是占用了大量的inode。 

 
解决方案：
　　1、删除/data/cache目录中的部分文件，释放出/data分区的一部分inode。
　　2、用软连接将空闲分区/opt中的newcache目录连接到/data/cache，使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题：
　　ln -s /opt/newcache /data/cache 
 

转载于:https://my.oschina.net/shaoyu/blog/753485