[转帖]详解Linux系统inode原理--硬链接、软链接、innodb大小和划分等

详解Linux系统inode原理--硬链接、软链接、innodb大小和划分等

原创 波波说运维 2019-07-17 00:03:00

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概述

Linux中，一切皆文件，而每个文件都有一个inode，在将inode关联到文件后系统将通过inode号来识别文件，而不是文件名。并且访问文件时将先找到inode，通过inode中记录的block位置找到该文件。

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1 、硬链接

虽然每个文件都有一个inode，但是存在一种可能：多个文件的inode相同，也就即inode号、元数据、block位置都相同，这是一种什么样的情况呢？能够想象这些inode相同的文件使用的都是同一条inode记录，所以代表的都是同一个文件，这些文件所在目录的data block中的inode指针目的地都是一样的，只不过各指针对应的文件名互不相同而已。这种inode相同的文件在Linux中被称为"硬链接"。

硬链接文件的inode都相同，每个文件都有一个"硬链接数"的属性，使用ls -l的第二列就是被硬链接数，它表示的就是该文件有几个硬链接。

例如下图描述的是dir1目录中的文件name1及其硬链接dir2/name2，右边分别是它们的inode和datablock。这里也看出了硬链接文件之间唯一不同的就是其所在目录中的记录不同。注意下图中有一列Link Count就是标记硬链接数的属性。

每创建一个文件的硬链接，实质上是多一个指向该inode记录的inode指针，并且硬链接数加1。

删除文件的实质是删除该文件所在目录data block中的对应的inode指针，所以也是减少硬链接次数，由于block指针是存储在inode中的，所以不是真的删除数据，如果仍有其他指针指向该inode，那么该文件的block指针仍然是可用的。当硬链接次数为1时再删除文件就是真的删除文件了，此时inode记录中block指针也将被删除。

不能跨分区创建硬链接，因为不同文件系统的inode号可能会相同，如果允许创建硬链接，复制到另一个分区时inode可能会和此分区已使用的inode号冲突。

硬链接的创建方法： ln file_target link_name 。

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2 、软链接

软链接就是字符链接，链接文件默认指的就是字符链接文件(注意不是字符设备)，使用"l"表示其类型。

硬链接不能跨文件系统创建，否则inode号可能会冲突。于是实现了软链接以便跨文件系统建立链接。既然是跨文件系统，那么软链接必须得有自己的inode号。

软链接在功能上等价与Windows系统中的快捷方式，它指向原文件，原文件损坏或消失，软链接文件就损坏。可以认为软链接inode记录中的指针内容是目标路径的字符串。

创建方式： ln –s source_file softlink_name ，记住是source_file<--link_name的指向关系(反箭头)。

查看软链接的值： readlink softlink_name

在设置软链接的时候，source_file虽然不要求是绝对路径，但建议给绝对路径。

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3、inode大小和划分

inode大小为128字节的倍数，最小为128字节。它有默认值大小，它的默认值由/etc/mke2fs.conf文件中指定。不同的文件系统默认值可能不同。

# cat /etc/mke2fs.conf

同样观察到这个文件中还记录了blocksize的默认值和inode分配比率inode_ratio。inode_ratio=16384表示每16384个字节即16KB就分配一个inode号，由于默认blocksize=4KB，所以每4个block就分配一个inode号。当然分配的这些inode号只是预分配，并不真的代表会全部使用，毕竟每个文件才会分配一个inode号。但是分配的inode自身会占用block，而且其自身大小256字节还不算小，所以inode号的浪费代表着空间的浪费。

既然知道了inode分配比率，就能计算出每个块组分配多少个inode号，也就能计算出inode table占用多少个block。

如果文件系统中大量存储电影等大文件，inode号就浪费很多，inode占用的空间也浪费很多。但是没办法，文件系统又不知道你这个文件系统是用来存什么样的数据，多大的数据，多少数据。

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4、ext文件系统预留的inode号

Ext预留了一些inode做特殊特性使用，如下：某些可能并非总是准确，具体的inode号对应什么文件可以使用"find / -inum NUM"查看。

• Ext4的特殊inode
• Inode号 用途
• 0 不存在0号inode
• 1 虚拟文件系统，如/proc和/sys
• 2 根目录
• 3 ACL索引
• 4 ACL数据
• 5 Boot loader
• 6 未删除的目录
• 7 预留的块组描述符inode
• 8 日志inode
• 11 第一个非预留的inode，通常是lost+found目录

所以在ext4文件系统的dumpe2fs信息中，能观察到fisrt inode号可能为11也可能为12。

并且注意到"/"的inode号为2，这个特性在文件访问时会用上。

需要注意的是，每个文件系统都会分配自己的inode号，不同文件系统之间是可能会出现使用相同inode号文件的。例如：

# find / -ignore_readdir_race -inum 2 -ls

从结果中可见，除了根的Inode号为2，还有几个文件的inode号也是 2，它们都属于独立的文件系统，有些是虚拟文件系统，如/proc和/sys。