浅谈inode和block与磁盘性能的初级优化

Posted 2020-09-03

什么是inode和block？

所谓的inode就是索引节点（index node）的意思，在每一个存储设备被格式化创建文件系统后，所有的文件大致被分为了两部分，分别是inode和block。

其中inode用来存储文件属性信息，其中包括了文件大小，文件的归属者，文件的归属组，权限，类型，修改时间，以及指向文件实体数据（block）的指针。

block中存储的就是文件的实际数据，比如说，照片，视频，音频等等，但是有一点需要注意！就是inode当中不包含文件名！一个文件的文件名，存储在上级目录的block中！

其实inode和block之间的关系就像是一本书一样，inode是一本书的目录，一本书会有很多内容，一个知识点或者一个故事会占很多页，一个block就相当于书中的一页内容。

所以说一般情况下一个inode会对应一个或多个block。

inode和block的大小是可以手动去指定的，并且在不同的操作系统和文件系统下inode和block的大小是不一样的，下面就以centos6为例，如果想查看指定分区的inode大小和block大小可以使用dumpe2fs命令去查看。

例如：

dumpe2fs /dev/sda1 | grep -i "Inode size"

查看inode大小。

dumpe2fs /dev/sda1| grep -i "block size"

查看block大小。

如果，在centos6系统下查看本机磁盘的inode使用情况可以使用df -i 命令去查看。

df命令的-i参数可以查看本机分区中一共生成了多少inode，以及使用了多少inode，还剩余多少inode可用。

简单了解了inode和block后，下面说一个关于block与磁盘I/O性能的基础调优。

磁盘在读取数据的时候，是按照block为单位来读取的。

其实block的大小与业务与磁盘的I/O性能有着密不可分的关系。

block并非越大越好或者越小越好，还是要看业务，下面就举两个例子。

如果遇到这种单个文件特别小（小于一个block），而且这种小文件特别多，block设置的太大则对block是一种浪费！这是因为一个文件不管有多小，它都会占用一个inode和一整个block，假如说一个block的大小为4k，磁盘里有一个小文件是1k，那么这个小文件会把4k的一整个block全部占用，剩下的3k就白白浪费掉了。

如果单个文件很大的情况下，block设置的很小，就需要读取多个block，这对磁盘I／O是一种消耗（因为每读取一个block都会消耗磁盘I/O,磁盘每次读取都是以block为单位的）

如果单个文件很大，适当的加大block的大小则会提高磁盘的读取效率，减少了磁盘的I/O。

当block设置的太小，则会影响大文件的读取效率，如果block设置的太小，那么存储一个大文件就需要很多很多block，在读取数据的时候就需要到很多block中去读取内容，刚刚说过，磁盘每次读取内容都是以block为单位的，每读取一个block都会浪费一次磁盘I／O，所以，磁盘读取大文件的效率就回大大降低～

所以，根据业务的不同对block做一些调整，可以提高磁盘的利用率和读取性能。

inode和block的大小在创建文件系统（格式化分区）时就可以指定了。下面是示例～

mkfs.ext4 -b 4096 -I 1024 /dev/sdb1

(-b参数用来指定这个分区每个block的大小，单位为byte)

（-i 参数用来指定每个inode的大小，单位同样为byte）

最后做几点补充：

一个文件的文件名，存放于上级目录的block中。

多个文件可以占用同一个inode（linux的硬链接就是这个原理）

但是一个block只能属于一个文件。

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