Linux 文件系统 （未整理 有时间整理）

1、一个Inode对应一个文件，而一个文件根据其大小，会占用多块blocks。

2、更为准确的来说，一个文件只对应一个Inode。因为硬链接其实不是创建新文件，只是在Directory中写入了新的对应关系而已。

3、当我们删除文件的时候，只是把Inode标记为可用，文件在block中的内容是没有被清除的，只有在有新的文件需要占用block的时候，才会被覆盖。

//@@Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件

//inode并不记录文件名，只是记录文件的相关属性，文件名是记录在目录所属的block中的

Linux的inode的理解

文件名 -> inode -> device block

转自：
http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/inode.html http://blog.s135.com/post/295/ http://hi.baidu.com/leejun_2005/blog/item/d9aa13a53b3af6e99152ee7e.html
一、inode是什么？

理解inode，要从文件储存说起。

文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于0.5KB）。

操作系统读取硬盘的时候，不会一个个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。

文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。

二、inode的内容

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

可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：

stat example.txt

总之，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。至于为什么没有文件名，下文会有详细解释。

三、inode的大小

inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。一个是数据区，存放文件数据；另一个是inode区（inode table），存放inode所包含的信息。

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或每2KB就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。

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命令。

df -i

查看每个inode节点的大小，可以用如下命令：

sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"

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。

四、inode号码

每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。

这里值得重复一遍，Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。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。

使用ls -i命令，可以看到文件名对应的inode号码：

ls -i example.txt

五、目录文件

Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。打开目录，实际上就是打开目录文件。

目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。

ls命令只列出目录文件中的所有文件名：

ls /etc

ls -i命令列出整个目录文件，即文件名和inode号码：

ls -i /etc

如果要查看文件的详细信息，就必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。ls -l命令列出文件的详细信息。

ls -l /etc

六、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。但是，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。

这里顺便说一下目录文件的"链接数"。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"。所以，任何一个目录的"硬链接"总数，总是等于2加上它的子目录总数（含隐藏目录）,这里的2是父目录对其的“硬链接”和当前目录下的".硬链接“。

7、软链接

除了硬链接以外，还有一种特殊情况。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）。

这意味着，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。

ln -s命令可以创建软链接。

ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录

八、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. 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。

　　2. 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。

　　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。

九 实际问题

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

//linux下文件操作inode,block的变化
http://www.2cto.com/os/201307/226684.html
2013-07-10 14:41:51 我来说两句 作者：OscerSong 收藏 我要投稿

linux下文件操作inode,block的变化

1.创建好文件系统并挂载：inode，block信息如下：

Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on

/dev/sdb5 28112 11 28101 1% /test5

/dev/sdb6 28112 11 28101 1% /test6

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb5 108837 5663 97555 6% /test5

/dev/sdb6 108865 5663 97581 6% /test6

2.在/test5下创建一个testfile文件：后信息如下：

Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on

/dev/sdb5 28112 12 28100 1% /test5

/dev/sdb6 28112 11 28101 1% /test6

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb5 108837 5664 97554 6% /test5

/dev/sdb6 108865 5663 97581 6% /test6

结论：创建一个文件时，占用一个inode，至少一个block

3.从/test5复制文件testfile到/test6/testfile.cp

Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on

/dev/sdb5 28112 13 28099 1% /test5

/dev/sdb6 28112 12 28100 1% /test6

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb5 108837 5664 97554 6% /test5

/dev/sdb6 108865 5664 97580 6% /test6

结论：复制应该等于建立的过程

4.移动/test5/testfile到/test6/

Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on

/dev/sdb5 28112 12 28100 1% /test5

/dev/sdb6 28112 13 28099 1% /test6

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb5 108837 5664 97554 6% /test5

/dev/sdb6 108865 5664 97580 6% /test6

结论：/test5 inode减少一个， /test6 inode增加一个，/test5 block应该不变，/test6应该减少一个 可能因为文件大小

5.在/test6下删除testfile

Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on

/dev/sdb5 28112 12 28100 1% /test5

/dev/sdb6 28112 12 28100 1% /test6

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/sdb5 108837 5664 97554 6% /test5

/dev/sdb6 108865 5664 97580 6% /test6

结论：删除文件时，只删除inode节点，不销毁block块中的数据，同时这也是数据恢复的基础

//inode与block；文件与目录的关系
http://blog.csdn.net/brouse8079/article/details/4075737
当我们在Linux系统下建立一个ext2的文件或者目录时，系统都会分配一个inode和一个block。其中inode用来保存文件的属性信息，指向对应block的pointer。block则是保存文件的具体内容。

要注意的是，inode并不记录文件名，只是记录文件的相关属性，文件名是记录在目录所属的block中的。

那么，文件与目录的关系是怎么样的呢？

就如同上面的目录提到的，档案的相关连结会记录在目录的 block 资料区域， 所以当我们要读取一个档案的内容时，我们的 Linux 会先由根目录 / 取得该档案的上层目录所在 inode ， 再由该目录所记录的档案关连性 (在该目录所属的 block 区域) 取得该档案的 inode ， 最后在经由 inode 内提供的 block 指向，而取得最终的档案内容。我们以 /etc/crontab 这个档案的读取为例， 他的内容资料是这样取得的∶

图三、读取 /etc/crontab 的简易流程示意。

一块 partition 在 ext2 底下会被格式化为 inode table 与 block area 两个区域， 所以在图三里面，我们将 partition 以长条的方式来示意，会比较容易理解的啦！而读取 /etc/crontab 的流程为∶

作业系统根据根目录( / )的相关资料可取得 /etc 这个目录所在的 inode ，并前往读取 /etc 这个目录的所有相关属性；

根据 /etc 的 inode 的资料，可以取得 /etc 这个目录底下所有档案的关连资料是放置在哪一个 Block 当中，并前往该 block 读取档案的关连性内容；

由上个步骤的 Block 当中，可以知道 crontab 这个档案的 inode 所在地，并前往该 inode ；

由上个步骤的 inode 当中，可以取得 crontab 这个档案的所有属性，并且可前往由 inode 所指向的 Block 区域，顺利的取得 crontab 的档案内容。

// inode,block,superblock的关系
http://blog.csdn.net/hx_jinqiang/article/details/6015025
分类： linux 2010-11-17 15:41 1049人阅读 评论(0) 收藏 举报

磁盘ext

inode：记录档案的属性，一个档案占用一个inode，同时记录此档案的数据所在的 block号码

block：实际记录档案的内容，若档案太大时，会占用多个 block

superblock：超级区块(superblock)会记彔整个文件系统的整体信息，包括 inode 与 block 的总量、使用量、剩余量，以及文件系统癿格式不相关信息等

Ext2 文件系统中所支持癿 block 大小有 1K, 2K 及 4K 三种而已

由亍 block 大小癿差异，会导致该文件系统能够支持的最大磁盘容量与最大单一档案容量并不相同

Block大小 1KB 2KB 4KB

最大单一档案限制 16GB 256GB 2TB

最大文件系统总容量 2TB 8TB 16TB

inode

每个 inode 大小均固定为 128 bytes

每个档案都仅会占用一个 inode 而已

承上，因此文件系统能够建立癿档案数量与inode癿数量有关

系统读取档案时需要先找到 inode，并分析 inode 所记录的权限与用户是否符合，若符合才能够开始实际读取 block 的内容

Superblock (超级区块)

block 与 inode 癿总量

未使用与已使用癿 inode / block 数量

block 与 inode 癿大小 (block 为 1, 2, 4K，inode 为 128 bytes)

filesystem 的挂载时间、最近一次写入数据的时间、最近一次检验磁盘 (fsck) 的时间等文件系统的相关信息

一个 valid bit 数值，若此文件系统已被挂载，则 valid bit 为 0 ，若未被挂载，则 valid bit 为 1

每个区段不 superblock 的信息都可以使用 dumpe2fs 这个指令来查询的

[root@www ~]# dumpe2fs [-bh] 设备名称

选顷不参数：

-b ：列出保留为坏轨的部分

-h ：仅列出 superblock 的数据，不会列出其他的区段内容！

[root@www ~]# dumpe2fs -h /dev/sda1

//dumpe2fs命令
http://blog.csdn.net/hx_jinqiang/article/details/6015025
2013-11-15 15:04:22| 分类： 技术IT |举报|字号 订阅

dumpe2fs [-bh] 装置文件名

选项与参数：

-b ：列出保留为坏轨的部分(一般用不到吧！？)

-h ：仅列出 superblock 的数据，不会列出其他的区段内容！

找出我的根目录磁盘文件名，并观察文件系统的相关信息

[root@www ~]# df <==这个指令可以叫出目前挂载的装置

Filesystem 1K-blocks Used Available Use% Mounted on

/dev/hdc2 9920624 3822848 5585708 41% / <==就是这个光！

/dev/hdc3 4956316 141376 4559108 4% /home

/dev/hdc1 101086 11126 84741 12% /boot

tmpfs 371332 0 371332 0% /dev/shm

[root@www ~]# dumpe2fs /dev/hdc2

dumpe2fs 1.39 (29-May-2006)

Filesystem volume name: /1 <==这个是文件系统的名称(Label)

Filesystem features: has_journal ext_attr resize_inode dir_index

filetype needs_recovery sparse_super large_file

Default mount options: user_xattr acl <==预设挂载的参数

Filesystem state: clean <==这个文件系统是没问题的(clean)

Errors behavior: Continue

Filesystem OS type: Linux

Inode count: 2560864 <==inode的总数

Block count: 2560359 <==block的总数

Free blocks: 1524760 <==还有多少个 block 可用

Free inodes: 2411225 <==还有多少个 inode 可用

First block: 0

Block size: 4096 <==每个 block 的大小啦！

Filesystem created: Fri Sep 5 01:49:20 2008

Last mount time: Mon Sep 22 12:09:30 2008

Last write time: Mon Sep 22 12:09:30 2008

Last checked: Fri Sep 5 01:49:20 2008

First inode: 11

Inode size: 128 <==每个 inode 的大小

Journal inode: 8 <==底下这三个与下一小节有关

Journal backup: inode blocks

Journal size: 128M

Group 0: (Blocks 0-32767) <==第一个 data group 内容, 包含 block 的启始/结束号码

Primary superblock at 0, Group descriptors at 1-1 <==超级区块在 0 号 block

Reserved GDT blocks at 2-626

Block bitmap at 627 (+627), Inode bitmap at 628 (+628)

Inode table at 629-1641 (+629) <==inode table 所在的 block

0 free blocks, 32405 free inodes, 2 directories <==所有 block 都用完了！

Free blocks:

Free inodes: 12-32416 <==剩余未使用的 inode 号码

Group 1: (Blocks 32768-65535)

# 前半部在秀出 supberblock 的内容，包括标头名称(Label)以及inode/block的相关信息

# 后面则是每个 block group 的个别信息了！您可以看到各区段数据所在的号码！

# 也就是说，基本上所有的数据还是与 block 的号码有关就是了！很重要！

如上所示，利用 dumpe2fs 可以查询到非常多的信息，不过依内容主要可以区分为上半部是 superblock 内容， 下半部则是每个 block group 的信息了。从上面的表格中我们可以观察到这个 /dev/hdc2 规划的 block 为4K， 第一个 block 号码为 0 号，且 block group 内的所有信息都以 block 的号码来表示的。 然后在 superblock 中还有谈到目前这个文件系统的可用 block 与 inode 数量喔！

至于 block group 的内容我们单纯看 Group0 信息好了。从上表中我们可以发现：

? Group0 所占用的 block 号码由 0 到 32767 号，superblock 则在第 0 号的 block 区块内！

? 文件系统描述说明在第 1 号 block 中；

? block bitmap 与 inode bitmap 则在 627 及 628 的 block 号码上。

? 至于 inode table 分布于 629-1641 的 block 号码中！

? 由于 (1)一个 inode 占用 128 bytes ，(2)总共有 1641 - 629 + 1(629本身) = 1013 个 block 花在 inode table 上， (3)每个 block 的大小为 4096 bytes(4K)。由这些数据可以算出 inode 的数量共有 1013 * 4096 / 128 = 32416 个 inode 啦！

? 这个 Group0 目前没有可用的 block 了，但是有剩余 32405 个 inode 未被使用；

? 剩余的 inode 号码为 12 号到 32416 号。

//inode table与文件链接
http://iminmin.blog.51cto.com/689308/402660
rm cp 对inode的影响