Inode详解

时间:2022-09-09 07:49:32

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"。

每一个文件都有对应的inode,里面包含了与该文件有关的一些信息。

二、inode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

Inode详解

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结构

Inode详解

了解一下文件系统如何存取文件的:
1、根据文件名,通过Directory里的对应关系,找到文件对应的Inode number
2、再根据Inode number读取到文件的Inode table
3、再根据Inode table中的Pointer读取到相应的Blocks

这里有一个重要的内容,就是Directory,他不是我们通常说的目录,而是一个列表,记录了一个文件/目录名称对应的Inode number。如下图:

Inode详解

四、inode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

Inode详解

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"

Inode详解

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。

五、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

Inode详解

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

Inode详解

ls -i命令列出整个目录文件,即文件名和inode号码:

ls -i /etc

Inode详解

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

Inode详解

理解了上面这些知识,就能理解目录的权限。目录文件的读权限(r)和写权限(w),都是针对目录文件本身。由于目录文件内只有文件名和inode号码,所以如果只有读权限,只能获取文件名,无法获取其他信息,因为其他信息都储存在inode节点中,而读取inode节点内的信息需要目录文件的执行权限(x)。

七、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

Inode详解

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)。

八、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

Inode详解

九、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。

转载:http://www.ruanyifeng.com/blog/2011/12/inode.html
        http://www.opsers.org/base/one-day-the-little-learning-linux-inode-detailed.html

Inode详解的更多相关文章

  1. 【转】Inode详解

    Inode详解 转自: Inode详解   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 ...

  2. (转)Inode详解

    Inode详解  原文:http://www.cnblogs.com/adforce//p/3522433.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 ...

  3. linux超级块和inode 详解 和 df 、du 命令详解与环境变量

    一.inode块,Unix文件的核心. 首先需要明白的是,在Unix操作系统中的任何资源都被当作文件来管理.如目录.光驱.终端设备等等,都被当作是一种文件.从这方面来说,Unix操作系统中的所有的目录 ...

  4. Inode详解-重要

    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 ...

  5. 索引节点inode详解

    Inode(index node),索引节点.Linux系统中,分区要进行格式化,创建文件系统.在每个Linux存储设备或存储设备的分区(可以是硬盘,软盘,U盘等)被格式化为ext3文件系统后,一般分 ...

  6. inode 详解

    1.inode 解析: 存储文件元信息(文件创建者,创建日期,大小等)的区域叫做inode即 索引节点. 2.inode 内容: 文件字节数.拥有者UserID,GroupID,读写执行权限,时间戳, ...

  7. linux inode 详解 / 线上inode爆满解决方案

    本文大量参考阮一峰大神博客,整理笔记 之所以写inode文章是由于一次线上问题,引发对inode深入的思考. 磁盘的inode监控与磁盘空间的监控同等重要,线上服务器一定要做好磁盘inode与磁盘空间 ...

  8. [svc][op]磁盘Inode详解-重要

    另一篇白话总结 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 ...

  9. (转)Linux硬链接、软链接及inode详解

    inode 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 ...

随机推荐

  1. 前端开发中的SEO

    什么是SEO SEO由英文Search Engine Optimization缩写而来,中文意译为"搜索引擎优化".SEO是指从自然搜索结果获得网站流量的技术和过程,是在了解搜索引 ...

  2. [转]Linux之od命令

    转自:http://os.51cto.com/art/200912/173136.htm 随着计算机飞速的发展,很多人开始学习Linux,怎样才能学好Linux,一定要学好Linux的命令.学习Lin ...

  3. erlang 编程指南 第三章-顺序编程 课后练习

    1. sum(3) => 6; sum(1,3) => 6; sum(6,6) => 6; sum(N) when is_integer(N) -> sum_acc(N,0); ...

  4. Visual C++ 6.0编程环境的使用

    1.1 编制并运行程序的四部曲 (1)编辑(把程序代码输入,交给计算机). (2)编译(成目标程序文件.obj).编译就是把高级语言变成计算机可以识别的2进制语言,计算机只认识1和0,编译程序把人们熟 ...

  5. UVA699 dfs and map

    和书上的方法不一样... 因为我不知道节点,所以就直接用map来存左右了. #include<bits/stdc++.h> using namespace std; map <int ...

  6. 谈谈一些有趣的CSS题目(十五)-- 奇妙的 background-clip&colon; text

    开本系列,谈谈一些有趣的 CSS 题目,题目类型天马行空,想到什么说什么,不仅为了拓宽一下解决问题的思路,更涉及一些容易忽视的 CSS 细节. 解题不考虑兼容性,题目天马行空,想到什么说什么,如果解题 ...

  7. 认识python中的set集合及其用法

    python中,集合(set)是一个无序排列,可哈希, 支持集合关系测试,不支持索引和切片操作,没有特定语法格式, 只能通过工厂函数创建.集合里不会出现两个相同的元素, 所以集合常用来对字符串或元组或 ...

  8. springMVC源码分析--ViewResolver视图解析器(一)

    SpringMVC用于处理视图最重要的两个接口是ViewResolver和View.ViewResolver的主要作用是把一个逻辑上的视图名称解析为一个真正的视图,SpringMVC中用于把View对 ...

  9. c c&plus;&plus; 数组初始化

    1.写个for循环,挨个赋值 2.memset函数,头文件 string.h 或者是cstring 3.int a[10]={0};对第一个元素赋值,后面也就都是0了,或者是直接int a[10]={ ...

  10. 数据类型&amp&semi;分支流程控制(2)

    1.数据类型 1.数据类型 局部变量:书写在方法中的变量: 全局变量:书写在类中,与方法平级的变量: -如果没有给变量赋初值 -全局变量会默认拥有一个初始值 -局部变量将没有初始值,这个时候不能使用这 ...