Unix/Linux系统文件存储

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:
4.jpg
总之,除了文件名以外的所有文件信息,都存在inode之中,比如stat -c %i 1.txt 获取inode号。

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。
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:

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:(如果目录下没有文件则为空)
ls path
ls -i命令列出整个目录文件,即文件名和inode号码:ls -i path
5.jpg
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。

Linux软链接
定义:就是windows系统的快捷方式 作用:可以对硬盘空间进行合理分配
具体设置: ln -s 源文件 目标软链接文件
①设置软链接,如果软链接和源文件不在同一级目录,原文件需要设置为绝对路径方式
②普通文件和目录都可以设置软链接
③原文件 被删除,对应的软链接就变为“无效链接”,如果再创建一个同名原文件,软链接又恢复为有效链接文件。

Linux硬链接
定义:系统里边文件的名称(引用)就是硬链接。给文件增加名称(引用)的过程就是创建“硬链接”(一个文件有多个名字,它们互为硬链接),他们的索引号一样。
操作:ln [-d] 源文件 目标硬链接文件
①设置硬链接时,原文件不需要使用绝对路径
②只有普通文件可以设置硬链接,目录不可以
③同一个源文件的所有硬链接文件必须在同一个硬盘、同一个分区里边
使用硬链接的好处:
①防止重要的文件被误删除
②如果有多人需要操作同一个文件,就给他们创建许多硬链接即可。
inode
软链接和硬链接异同:
不同点:

软链接是快捷方式,可以用在硬盘空间合理分配上
硬链接就是文件的名字,一个文件的许多名字互为硬链接。

相同点:

大家都是针对同一个目标进行操作

标签: inode, block, stat

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