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。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。元信息 → inode数据 → blockinode 内容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。stat查看inode信息[root@localhost ~]# echo "this is test file" > test.txt[root@localhost ~]# stat test.txt File: ‘test.txt’ Size: 18 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file Device: fd00h/64768d Inode: 33574994 Links: 1 Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root) Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0 Access: 2019-08-28 19:55:05.920240744 +0800 Modify: 2019-08-28 19:55:05.920240744 +0800 Change: 2019-08-28 19:55:05.920240744 +0800 Birth: -三个主要的时间属性：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。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。file查看文件类型[root@localhost ~]# file test test: directory [root@localhost ~]# file test.txt test.txt: ASCII textinode 号码表面上，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直接查看文件i节点号，也可以通过stat查看文件inode信息查看i节点号。[root@localhost ~]# ls -i 33574991 anaconda-ks.cfg 2086 test 33574994 test.txtinode 大小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。df -i查看硬盘分区的inode总数和已使用情况[root@localhost ~]# df -i Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on /dev/mapper/centos-root 8910848 26029 8884819 1% / devtmpfs 230602 384 230218 1% /dev tmpfs 233378 1 233377 1% /dev/shm tmpfs 233378 487 232891 1% /run tmpfs 233378 16 233362 1% /sys/fs/cgroup /dev/sda1 524288 328 523960 1% /boot tmpfs 233378 1 233377 1% /run/user/0特有现象由于 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 -delete2.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/filei 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。