06-Linux基础入门-文件和目录的属性及权限之inode与block

Posted 2021-04-15 张雨嘉

一、Linux中的文件-文件属性概述(在Linux里一切皆文件)
Linux系统中的文件或目录的属性主要包括：索引节点（inode）、文件类型、权限属性、链接数、所归属的用户和用户组、最近修改时间等内容。
下列我们看下执行ls -lhi命令结果：
[root@centos6 ~]# ls -lhi
total 40K
789556 -rw-------. 1 root root 1.2K 1月 27 19:28 anaconda-ks.cfg
783363 -rw-r--r--. 1 root root 22K 1月 27 19:28 install.log
783364 -rw-r--r--. 1 root root 5.8K 1月 27 19:26 install.log.syslog
文字解释:
第一列：inode索引节点编号（类似于人的身份证，全国唯一），系统读取文件时首先通过文件名找到inode，然后才能读取到文件内容；
第二列：文件类型及权限（共11个字符，第一个字符为类型，后9个字符为文件权限(r:read 可读，w：write 可写，x:execute 可执行)，第2-4个字符为所有者权限，第5-7个字符为所属用户组权限，第8-10个字符为其他人权限，最后一个字符“.”是与SELinux相关的标识）；
第三列：硬链接个数（详细参看ln命令的讲解）；
第四列：文件或目录所属的用户（属主）,在Linux里面文件和程序存在必须要有用户和组满足相应的存在需求；
第五列：文件或目录所属的组；
第六列：文件或目录的大小；
第七、八、九列：文件或目录的修改时间，默认情况下月日时分；
第十列：实际的文件名或目录名(严格的说文件名不算文件的属性);

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二、关于inode
1、概述
硬盘要存储数据首先要分区，然后格式化创建文件系统，最后存储数据。
inode,中文意思是索引节点(index node)。在每个Linux存储设备或存储设备的分区（存储设备可以是硬盘、软盘、U盘……）被格式化为ext4（CentOS6.9)文件系统后，一般都有两部分：第一部分是Inode（很多个），第二部分是Block（很多个）。
这个Block是用来存储实际数据用的，例如：照片，视频等普通文件数据。
而inode就是用来存储这些数据属性信息的（也就是ls -l的结果），inode的属性信息包括不限于文件大小、属主（用户）、归属的用户组、文件权限、文件类型、修改时间，还包括指向文件实体的指针的功能(inode节点--block的对应关系）等，但是inode里边唯独不包含文件名。
inode除了记录文件属性的信息外，还会为每个文件进行信息索引，所以就有了inode的数值。操作系统根据指令，即可通过inode的值最快的找到相对应的文件实体、文件，inode和block之间的文件关系见下图：

打个比方，一本书相当于一块磁盘或分区，书的目录相当于inode，每页的文字和图片相当于block。
因为inode要存放文件的属性信息，所以每个inode本身是有大小的，CentOS5 系列inode的默认大小是128字节，而CentOS6系列inode的默认大小是256字节，inode的大小在分区被格式化创建文件系统之后定下来的，格式化以后就无法更改inode大小，格式化前可以通过参数指定inode大小，但是一般工作环境没这个要求。
• 显示inode参数
ls -li 或 stat 文件名(查看文件详细属性）
• 查看inode
[root@centos ~]# dumpe2fs /dev/sda1 |grep -i "inode size"
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Inode size: 128
[root@centos ~]# dumpe2fs /dev/sda2 |grep -i "inode size"
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
dumpe2fs: Bad magic number in super-block 当尝试打开 /dev/sda2 时
[root@centos ~]# dumpe2fs /dev/sda3 |grep -i "inode size"
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Inode size: 256
• 查看文件系统inode总量以及剩余量
df -i
• 查看磁盘的使用量
df -h
磁盘空间是否满了（no space left on device），是由两项参数决定的：
第一个是inode是否满了，第二个是block是否满了，任何一项满了，都无法存放数据。
2、小结
①磁盘被分区格式化为ext4文件系统后会生成一定数量的inode和block。
②inode称为索引节点，它的作用是存放文件的属性信息以及作为文件的索引（指向文件的实体）。
③ext3/etx4文件系统的block存放的是文件的实际内容。
④inode是磁盘上的一块存储空间,centos6非启动分区inode默认大小是256字节,centos5是128字节。
⑤inode的表现形式是一串数字，不同的文件对应的inode（一串数字）在文件系统里是唯一的。
⑥inode节点号相同的文件，互为硬链接文件，可以认定是一个文件的不同入口。
⑦ext3/etx4文件系统下，一个文件被创建后至少要占用一个inode和一个block。
⑧ext3/etx4文件系统下，正常情况下一个文件占用且只能占用一个inode。
⑨block是用来存储实际数据的，每个block的大小一般有1k,2k,4k几种，其中引导分区等为1k，其他普通分区多为4k。（CentOS6）
⑩如果一个文件很大，可能占多个Block。如果文件很小，至少占一个,并且这个block的剩余空间就浪费了，即无法在存储其它数据了。
⑪inode大小和总量查看
[root@centos ~]# dumpe2fs /dev/sda3 |egrep -i "block size|inode size"
[root@centos ~]# dumpe2fs /dev/sda3 |egrep -i "block count|inode count"
默认情况下 block count一般会大于inode count。
⑫查看inode的总量和使用量
df -i
⑬查看文件的inode的信息方法
ls -li 或 stat /etc/hosts
⑭如何生成及指定inode大小
格式化命令：mkfs.ext4 -b 2048 -i 256 /dev/sdb

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三、关于block
①磁盘读取数据是按block为单位读取的。
②一个文件可能占用多个block，但是每读取一个block就会消耗一次磁盘I/O。
③如果要提升磁盘IO性能，那么就要尽可能一次性读取数据尽量的多。
④一个block只能存放一个文件的内容，无论内容有多小。如果block默认是4K大小，那么存放一个1K的文件，剩余3K就不能存放别的文件，只能浪费了。
⑤block并非越大越好，block太大对于存放小文件就会浪费磁盘空间，例如：1000K的文件，block的大小为4k,占用250个block，如果block默认为1k，则需要占1000个block，则消耗IO分别为250次和1000次。
⑥根据业务需求，确定默认的block大小，如果是大文件（大于16K）一般设置block大一点，小文件(小于1k)一般设置block小一点。
⑦block太大，例如4k,文件都是0.1k的，大量浪费磁盘空间，但是访问性能高。
⑧block太小，例如1k,文件都是1000k，消耗大量磁盘IO。
⑨block大小的设置也是格式化分区时候确定的,命令mkfs.ext4 -b 2048 -I 256 /dev/sdb。
⑩企业里文件都会比较大（一般会大于4k）,block设置大一些会提升磁盘的访问效率。
⑪ext3/ext4文件系统（CentOS5和6），一般都设置为4K。

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四、文件删除恢复ext3grep，应该多养成好习惯，先备份在操作，要能快速还原，不容易还原的，先通过多套测试环境测试，然后在操作。

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五、总结
①磁盘被分区格式化文件系统后，会分为inode和block两部分内容。
②inode存放文件的属性以及指向文件实体的指针，文件名不在inode里，一般在上级目录的block里。
③访问文件，通过文件名→inode→blocks。
④inode一般情况默认大小256B,block大小为1,2,4k，默认是4k，注意,引导分区等特殊分区除外。
⑤通过df -i查看inode的数量及使用情况，dumpe2fs /dev/sda3查看inode及block的大小及数量
⑥一个文件至少要占用一个inode及一个block，多个文件可以占用一个inode（硬链接），相同文件。
⑦一个block只能被一个文件使用,如果文件很小block很大，剩余空间浪费，无法继续被其他文件使用。
⑧block不是越大越好，要根据业务的文件大小进行选择，一般CentOS6就是4K。
⑨可以在格式化的时候改变inode及block大小。

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