inode简介
inode是一个重要概念，是理解Unix/Linux文件系统和硬盘储存的基础。
理解inode，不仅有助于提高系统操作水平，还有助于体会Unix设计哲学，即如何把底层的复杂性抽象成一个简单概念，从而大大简化用户接口。
:::info
操作系统的文件数据除了实际内容之外，通常含有非常多的属性，例如Linux操作系统的文件权限与文件属性。文件系统通常会将这两部分内容分别存放在inode和block中。
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inode 和 block 概述
:::info 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】。 ::: :::info 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。
- 元信息 → inode
- 数据 → block :::
inode内容
inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：
:::info
字节数
属主UserID
属组GroupID
读写执行权限
时间戳
链接数(硬连接)
文件数据block的位置等。
:::
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。
- 操作系统通过inode区分文件而不是文件名，文件名只是方便人类使用的。
通过stat 查看某个文件inode信息
[root@openEuler2 test1]# echo test > test1.txt
[root@openEuler2 test1]# stat test1.txt
File: test1.txt
Size: 5 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: 253,0 Inode: 524291 Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Context: unconfined_u:object_r:default_t:s0
Access: 2023-12-15 17:19:31.712702057 +0800
Modify: 2023-12-15 17:19:31.712702057 +0800
Change: 2023-12-15 17:19:31.712702057 +0800
Birth: 2023-12-15 17:19:31.712702057 +0800
[root@openEuler2 test1]#:::info
三个主要的时间属性：
atime：access time是最后一次访问文件或目录的时间。
mtime：modify time是最后一次修改文件或目录（内容）的时间。
ctime：change time是最后一次改变文件或目录（属性）的时间，例如执行chmod，chown等命令。
:::
file查看文件类型
[root@localhost ~]# file test
test: directory
[root@localhost ~]# file test.txt
test.txt: ASCII textinode 号码
:::info
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】，找到文件数据所在的【block】，并读出数据。
其实系统还要根据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。
:::
ls -i 查看文件 i节点号
也可以通过stat查看文件inode信息查看i节点号。
inode 大小
:::infoinode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。 :::
df -i
- 查看挂载的磁盘分区 inode总数 和 已使用情况
[root@openEuler2 test1]# df -i
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
devtmpfs 1048576 401 1048175 1% /dev
tmpfs 432201 2 432199 1% /dev/shm
tmpfs 819200 698 818502 1% /run
tmpfs 1024 17 1007 2% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/openeuler-root 2301952 54094 2247858 3% /
tmpfs 1048576 5 1048571 1% /tmp
/dev/sda1 65536 381 65155 1% /boot
[root@openEuler2 test1]#
Inodes # inode总数
IUsed # 使用的inode数
IFree # 剩余的inode特有现象
:::info由于inode号码与文件名分离，导致一些Unix/Linux系统具备以下几种特有的现象：
1.文件名包含特殊字符，可能无法正常删除。这时直接删除inode，能够起到删除文件的作用；:::
find ./* -inum 节点号 -delete:::info2.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。
这种情况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。:::
inode 耗尽故障
由于硬盘分区的inode总数在格式化后就已经固定，而每个文件必须有一个inode，因此就有可能发生inode节点用光，但硬盘空间还剩不少，却无法创建新文件。同时这也是一种攻击的方式，所以一些公用的文件系统就要做磁盘限额，以防止影响到系统的正常运行。
至于修复，很简单，只要找出哪些大量占用i节点的文件删除就可以了。
demo:
1.先准备一个比较小的硬盘分区/dev/sdb1，并格式化挂载，这里挂载到了/data目录下。
[root@localhost ~]# df -hT /data/
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1 xfs 29M 1.8M 27M 6% /data2.先测试可以正常创建文件。
[root@localhost ~]# touch /data/test{1..5}.txt
[root@localhost ~]# ls /data/
test1.txt test2.txt test3.txt test4.txt test5.txt3.查看i节点的使用情况。
[root@localhost ~]# df -i /data/
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1 16384 8 16376 1% /data4.编写一个测试程序，创建大量空文件，用于耗尽此分区中的i节点数。
[root@localhost ~]# vim killinode.sh
#!/bin/bash
i=1
while [ $i -le 16376 ]
do
touch /data/file$i
let i++
done5.运行测试程序，结束后查看i节点占用情况，磁盘分区空间使用情况。
[root@localhost ~]# sh killinode.sh
[root@localhost ~]# df -i /data/
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1 16384 16384 0 100% /data
[root@localhost ~]# df -hT /data/
Filesystem Type Size Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1 xfs 29M 11M 19M 36% /data6.虽然还有很多剩余空间，但是i节点耗尽了，也无法创建创建新文件，这就是i节点耗尽故障。
[root@localhost ~]# touch /data/newfile.txt
touch: cannot touch ‘/data/newfile.txt’: No space left on device硬链接与软链接
硬链接
通过文件系统的inode链接来产生的新的文件名，而不是产生新的文件，称为硬链接。
一般情况下，每个inode号码对应一个文件名，但是Linux允许多个文件名指向同一个inode号码。意味着可以使用不同的文件名访问相同的内容。
ln 源文件 目标运行该命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向同一个inode。inode信息中的链接数这时就会增加1。
当一个文件拥有多个硬链接时，对文件内容修改，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。删除一个文件名，只会使得inode中的链接数减1。
- 需要注意的是不能对目录做硬链接。
通过mkdir命令创建一个新目录，其硬链接数应该有2个，因为常见的目录本身为1个硬链接，而目录下面的隐藏目录.（点号）是该目录的又一个硬链接，也算是1个连接数。
软链接
类似于Windows的快捷方式功能的文件，可以快速连接到目标文件或目录，称为软链接。
ln -s 源文件或目录 目标文件或目录软链接就是再创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它连接的那个文件的文件名。例如，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。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。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。
[root@openEuler2 opt]# cat test.txt
123
456
[root@openEuler2 opt]# ln -s test.txt stest.txt
[root@openEuler2 opt]# ll
total 4
lrwxrwxrwx. 1 root root 8 Dec 15 18:13 stest.txt -> test.txt
-rw-r--r--. 1 root root 8 Dec 15 18:06 test.txt
[root@openEuler2 opt]# cat stest.txt
123
456
[root@openEuler2 opt]# rm test.txt
rm: remove regular file 'test.txt'? y
[root@openEuler2 opt]# cat stest.txt
cat: stest.txt: No such file or directory
[root@openEuler2 opt]#
