linux 文件系统
inode 和 block 概述#
- 文件是存储在硬盘上的，硬盘的最小存储单位叫做扇区sector，每个扇区存储512字节。
- 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。
- 文件数据存储在块中，那么还必须找到一个地方存储文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。
- 这种存储文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为索引节点，也叫i节点。因此，一个文件必须占用一个inode，但至少占用一个block。
- 数据 → block
元信息 → inode
inode包含很多的文件元信息，但不包含文件名，例如：字节数、属主UserID、属组GroupID、读写执行权限、时间戳等。 而文件名存放在目录当中，但Linux系统内部不使用文件名，而是使用inode号码识别文件。对于系统来说文件名只是inode号码便于识别的别称。
- 表面上，用户通过文件名打开文件，实际上，系统内部将这个过程分为三步：
- 1.系统找到这个文件名对应的inode号码；
- 2.通过inode号码，获取inode信息；
- 3.根据inode信息，看用户是否具有访问的权限，有就指向对应的数据block，没有就返回权限拒绝。
- 文件名也就是文件一个链接
- 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码；
- 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。
- 所以文件名称不出来可以直接用 inode 删除
find ./* -inum 节点号 -delete
- 软件可以平滑热更，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。
- 删除一个文件系统是根据inode 的引用次数判断是否删除，如果有程序在使用，系统就不会删除
查看 inode 信息
ls -i /etc/passwd
1082273 /etc/passwd
stat /etc/passwd
$ stat /etc/passwd
文件："/etc/passwd"
大小：1218 块：8 IO 块：4096 普通文件
设备：fd01h/64769d Inode：1082273 硬链接：1
权限：(0644/-rw-r--r--) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root)
最近访问：2020-06-23 17:31:01.074532572 +0800
最近更改：2020-05-12 17:30:27.045004616 +0800
最近改动：2020-05-12 17:30:27.047004684 +0800
创建时间：-
- inode也会消耗硬盘空间，所以格式化的时候，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，存放inode所包含的信息。每个inode的大小，一般是128字节或256字节。通常情况下不需要关注单个inode的大小，而是需要重点关注inode总数。inode总数在格式化的时候就确定了
- 因为inode 的数量是固定的，所以服务器要对磁盘做限额，被攻击了，服务就运行不了了
df -h /data/www
## 可以查询哪些文件比较占用空间
df -hT /data/www/
文件系统 类型 容量 已用 可用 已用% 挂载点
/dev/vda1 ext4 40G 34G 3.3G 92% /
df -i /data/www
## 可以查看节点占用
文件系统 Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
/dev/vda1 2621440 513465 2107975 20% /
inode 定义
struct inode {
/* RCU path lookup touches following: */
umode_t i_mode; //权限
uid_t i_uid; //用户id
gid_t i_gid; //组id
const struct inode_operations *i_op;
struct super_block *i_sb;
spinlock_t i_lock; /* i_blocks, i_bytes, maybe i_size */
unsigned int i_flags;
struct mutex i_mutex;
unsigned long i_state;
unsigned long dirtied_when; /* jiffies of first dirtying */
struct hlist_node i_hash;
struct list_head i_wb_list; /* backing dev IO list */
struct list_head i_lru; /* inode LRU list */
struct list_head i_sb_list;
union {
struct list_head i_dentry;
struct rcu_head i_rcu;
};
unsigned long i_ino; //inode节点号
atomic_t i_count;
unsigned int i_nlink;
dev_t i_rdev;
unsigned int i_blkbits;
u64 i_version;
loff_t i_size; //文件大小
#ifdef __NEED_I_SIZE_ORDERED
seqcount_t i_size_seqcount;
#endif
struct timespec i_atime; //最后一次访问(access)的时间
struct timespec i_mtime; //最后一次修改(modify)的时间
struct timespec i_ctime; //最后一次改变(change)的时间
blkcnt_t i_blocks; //块数
unsigned short i_bytes;
struct rw_semaphore i_alloc_sem;
const struct file_operations *i_fop; /* former ->i_op->default_file_ops */
struct file_lock *i_flock;
struct address_space *i_mapping; //块地址映射
struct address_space i_data;
#ifdef CONFIG_QUOTA
struct dquot *i_dquot[MAXQUOTAS];
#endif
struct list_head i_devices;
union {
struct pipe_inode_info *i_pipe;
struct block_device *i_bdev;
struct cdev *i_cdev;
};
__u32 i_generation;
#ifdef CONFIG_FSNOTIFY
__u32 i_fsnotify_mask; /* all events this inode cares about */
struct hlist_head i_fsnotify_marks;
#endif
#ifdef CONFIG_IMA
atomic_t i_readcount; /* struct files open RO */
#endif
atomic_t i_writecount;
#ifdef CONFIG_SECURITY
void *i_security;
#endif
#ifdef CONFIG_FS_POSIX_ACL
struct posix_acl *i_acl;
struct posix_acl *i_default_acl;
#endif
void *i_private; /* fs or device private pointer */
}
可以查看 文件信息
file /etc/passwd
/etc/passwd: ASCII text