Linux的inode的理解

Posted 2020-11-04 chenxuf

来源：Linux社区  作者：pvbutler

一、问题：
　　在一台Linux服务器的/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。
二、分析问题：
　　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。

      inode译成中文就是索引节点，每个存储设备（例如硬盘）或存储设备的分区被格式化为文件系统后，应该有两部份，一部份是inode，另一部份是Block，Block是用来存储数据用的。而inode呢，就是用来存储这些数据的信息，这些信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等。inode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，能通过inode值最快的找到相对应的文件。
　　而这台服务器的Block虽然还有剩余，但inode已经用满，因此在创建新目录或文件时，系统提示磁盘空间不足。

三、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。
四、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
　　3、增加空间

一、inode

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，而是一次性读取一个"块"（block），每个"块"（block）由八个连续的sector组成。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，文件数据都储存在"块"中，那么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"。每一个文件都有对应的inode，里面包含了与该文件有关的一些信息。

二、inode的内容

inode包含文件的元信息，具体有以下内容：

　　* 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：

[[email protected]_server home]# stat zabbix/
  File: `zabbix/‘
  Size: 4096       Blocks: 8          IO Block: 4096  directory
Device: 803h/2051d Inode: 130647      Links: 4
Access: (0700/drwx------)  Uid: (  500/  zabbix)  Gid: (  500/  zabbix)
Access: 2014-08-12 10:46:02.810999643 +0800
Modify: 2014-07-23 07:19:01.146989703 +0800
Change: 2014-07-23 07:19:01.146989703 +0800
[[email protected]_server home]#

除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。（为什么没有文件名，继续看下文）

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%。

使用df -i可以查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量
[[email protected]_server ~]# df -i
Filesystem      Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on
/dev/sda3      1166880 103467 1063413    9% /
tmpfs          128806      4  128802    1% /dev/shm
/dev/sda1        51200    38  51162    1% /boot
/dev/sr0            0      0      0    - /media/RHEL_6.5 i386 Disc 1
[[email protected]_server ~]#

 

查看每个inode节点的大小
[[email protected]_server ~]# dumpe2fs -h /dev/sda3 | grep -i "inode size"
dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
Inode size:          256
[[email protected]_server ~]#

dumpe2fs默认未加入PATH中，需要手动加入
[[email protected]_server ~]# export PATH=/sbin/dumpe2fs:$PATH
[[email protected]_server ~]# echo $PATH
/sbin/dumpe2fs:/home/script:/usr/lib/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home:/root/bin
[[email protected]_server ~]#

由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能发生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，出现上面的实例情形。

四、inode号码

每个inode都有一个号码，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：
[[email protected]_server zabbix]# ls -i indoe.txt 
130698 indoe.txt
[[email protected]_server zabbix]#