linux中i节点是什么

2022年6月30日 22点热度 0人点赞

在linux中,i节点时一个64字节长的表;i节点中含有有关一个文件的信息,其中有文件大小、文件所有者、文件存取许可方式,以及文件为普通文件、目录文件还是特别文件等,在i节点中最重要的一项是磁盘地址表。

linux中i节点是什么插图

本教程操作环境:linux7.3系统、Dell G3电脑。

linux中i节点

i节点是一个64字节长的表,含有有关一个文件的信息,其中有文件大小、文件所有者、文件存取许可方式,以及文件为普通文件、目录文件还是特别文件等。

linux文件系统是Linux系统的心脏部分,提供了层次结构的目录和文件。文件系统将磁盘空间划分为每1024个字节一组,称为块(也有用512字节为一块的,如:SCOXENIX)。编号从0到整个磁盘的最大块数。

全部块可划分为四个部分,块0称为引导块,文件系统不用该块;块1称为专用块,专用块含有许多信息,其中有磁盘大小和全部块的其他两部分的大小。从块2开始是i节点表,i节点表中含有i节点,表的块数是可变的,后面将做讨论。i节点表之后是空闲存储块(数据存储块),可用于存放文件内容。

文件的逻辑结构和物理结构是十分不同的,逻辑结构是用户敲入cat命令后所看到的文件,用户可得到表示文件内容的字符流。物理结构是文件实际上如何存放在磁盘上的存储格式。用户认为自己的文件是边疆的字符流,但实际上文件可能并不是以边疆的方式存放在磁盘上的,长于一块的文件通常将分散地存放在盘上。然而当用户存取文件时,linux文件系统将以正确的顺序取出各块,给用户提供文件的逻辑结构。

当然,在linux系统的某处一定会有一个表,告诉文件系统如何将物理结构转换为逻辑结构。这就涉及到i节点了。

i节点是一个64字节长的表,含有有关一个文件的信息,其中有文件大小、文件所有者、文件存取许可方式,以及文件为普通文件、目录文件还是特别文件等。在i节点中最重要的一项是磁盘地址表。

该表中有13个块号。前10个块号是文件前10块的存放地址。这10个块号能给出一个至多10块长的文件的逻辑结构,文件将以块号在磁盘地址表中出现的顺序依次取得相应的块。当文件长于10块时又怎样呢?磁盘地址表中的第11项给出一个块号,这个块号指出的块中含有256个块号,至此,这种方法满足了至多长于266块的文件(272384字节)。如果文件大于266块,磁盘地址表的第12项给出一个块号,这个块号指出的块中含有256个块号,这256个块号的每一个块号又指出一块,块中含256个块号,这些块号才用于取文件的内容。磁盘地址中和第13项索引寻址方式与第12项类似,只是多一级间接索引。

这样,在linux系统中,文件的最大长度是16842762块,即17246988288字节,有幸是Linux系统对文件的最大长度(一般为1到2M字节)加了更实际的限制,使用户不会无意中建立一个用完整个磁盘区所有块的文件。

inode

提到inode,我们不得不先介绍硬盘的整体结构。硬盘中包含多个硬盘盘片,硬盘盘片为圆形,每个硬盘盘片都有一个可以读写的磁头(Head),将这个磁头固定,使硬盘盘片旋转一周,所走轨迹就是磁道(Track)。硬盘内所有盘片的相同磁道号的集合成为磁柱(Cylinder)。每一磁道被划分成许多区域,每个区域叫一个扇区(Sector)。扇区是硬盘的最小存储物理量,一个扇区的存储容量大约是512字节(约0.5K)。

知道了硬盘的大体结构之后,再来谈谈怎么进行硬盘分区。进行硬盘分割的最小单位是磁柱,分割完之后自然就是格式化(format)。在Linux中进行格式化必须考虑Block与inode,Block还好理解,它是磁盘可以记录的最小单位,是由数个扇区组成,所以大小通常为n*512Bytes,例如4K。

那么inode是什么呢Block是记录文件内容的区域,inode则是记录该文件的属性及其放置在哪个Block之内的信息。所以,每个文件都会占用一个inode。当Linux系统要查找某个文件时,它会先搜索inode table找到这个文件的属性及数据存放地点,然后再查找数据存放的Block进而将数据取出。inode数量在一开始已被设定好,其设定方式通常是"硬盘大小/一个容量",这个容量比Block大一些较佳,例如刚才将Block设为4K,那么这个容量可以设为8K左右。所以,一块1GB的硬盘如果以8K 大小划分它的inode数,则会有131072个inode。一个inode的大小为128Byte,这样,我们就可以清楚地知道,一个分区被格式化为一个文件系统之后,基本上它一定会有inode table与数据区域两大块,一个用来记录文件的属性信息与该文件存放的Block块,一个用来记录文件的内容。

创建一个文件后,会同时创建一个inode和一个block,inode存放的是文件的属性信息,但是不包括文件名,并存放所对应数据所在的block块的地址的指针;block存放文件的数据,每个block最多存放一个文件,而当一个block存放不下的情况下,会占用下一个block。

linux里文件的文件名、文件属性、文件内容是分别存储的:文件名存放在目录项(即dentry)中,文件属性存放在inode中,一般情况下,每个inode占用128Bity磁盘空间,文件内容存放在数据块中。

block块可以用mkfs.ext3 -b来制定快的大小,每个block块最多可存放一个文件,所以一般block块的大小设置要根据我们服务器的应用了设置,如果这个服务器较多用来存放一些多的小文件,那就可以把block块的大小设置的小一些,不至于浪费空间,而当存放的都是大数据时就需要把block设置的大些,这样可以减少对磁盘block的读取次数,也可以减少inode的记录负担。

block越大,inode越少,适合存储大文件的文件系统;block越小,inode越多,适合存储文件多而小的文件系统。

系统运行时,inode和block会在修改后内存与磁盘做一个同步,我们用ls -li列出来的内容这是内存中的暂存,所以有时候系统非正常的关机会导致block和inode的不同步问题。

推荐学习:Linux视频教程

99君

这个人很懒,什么都没留下