linux的文件目录-inode、软链接与硬链接理解

一、inode
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

touch   当文件存在时,可以更新三个时间戳
    当文件不存在时,则不创建
touch -a     更新atime 和 ctime
touch -m     更新mtime 和 ctime
touch -t  [CC[YY]]MMDDHHmm[.ss] (年月日时分.秒) 更新atime mtime到指定时间
touch -c 当文件已存在时,更新全部时间戳;当文件不存在时,不创建

 
可以用stat命令,查看某个文件的inode信息:

stat example.txt


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"

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。这里注意: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
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。
      
pwd    显示当前文件所在路径
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

 

           权限       链接数 所属人 所属组  大小 修改时间 文件名

蓝色 目录 

绿色 可执行文件
红色 压缩文件
浅蓝色 链接文件
tree  以树形结构列出目录结构
  -d  只列子目录,不列子文件
  -L n 查看n级目录

  -P  只显示跟通配符匹配的子文件

tree的安装:输入df  -h进入到系统的软件包安装目录,进入安装包路径,输入rpm  -ivh tree-后点击tab键自动补      齐安装包。

     

tree的使用:创建/testdir/dir2/x, /testdir/dir1/y, /testdir/dir2/x/a, /testdir/dir2/x/b, /testdir/dir2/y/a, /testdir/dir2/y/b

dir1目录下的空目录是已经创建过的,不要误解。



/     根目录
/boot 引导文件存放目录
/bin  供所有用户使用的基本命令
/sbin 管理类的基本命令
/lib  库文件以及内核模块文件
/lib64 专用于x86_64系统上的辅助共享库文件存放位置
/etc  配置文件目录
/home  普通用户家目录  软件的个性化配置             
如用户自己设置的别名就存放在该目录下
/root 管理员家目录

/dev    设备文件  Linux下一切皆文件
/media  便携式移动设备挂载点
/mnt    临时文件系统挂载点
/opt    第三方应用程序的安装位置
/tmp    临时文件存储位置
/usr    read-only 以后不发生变化的数据
/var    可变数据文件 如运行程序缓存的数据,日志文件等
/proc   虚拟文件系统
/proc/cpuinfo  查看CPU信息
/proc/meninfo  查看内存信息
/sys    虚拟文件系统
 

cp:向文件系统申请一个新的inode号,自动生成新的文件目录,并把文件内容进行复制。


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,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"。 
            
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。 

 举例:app/下的passwd,app/dir2下的mima,目录不同的文件inode号相同,对应是一个数据区,指向同一个文件对passwd进行操作,mima也会改变。

 就像一个人有很多外号,比如我们有位同学叫张明,有两个外号“大明”“小明”,你叫他”小明“他会答应,你叫他“大明”他也会答应,指向的都是同一个人。


七、软链接---只存储路径,不验证源文件是否正常

软链接指向的是另一个文件的路径;其大小为指向的路径字符串的长度;不增加或减少目标文件inode的引用计数。。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。-不能跨分区。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"。

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

ls -l 显示链接的名称和引用的文件

以相对路径与绝对路径下创建的软链接mima,mima2因为路径长度不同,所有大小也不同。


八 、实际问题    (这个是其他地方搜索时看到的问题,贴在这里,万一以后遇到了呢)

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 
 

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转载自blog.csdn.net/hpuxiaofang/article/details/79063391