linux中inode的工作原理

    当划分磁盘分区并格式化的时候，整个分区会被划分为两个部分，即inode区和data block(实际数据放置在数据区域中）这个inode即是（目录、档案）文件在一个文件系统中的唯一标识，需要访问这个文件的时候必须先找到并读取这个文件的 inode。 Inode 里面存储了文件的很多重要参数，其中唯一标识称作 Inumber, 其他信息还有创建时间（ctime）、修改时间(mtime) 、文件大小、属主、归属的用户组、读写权限、数据所在block号等信息

    所以文件就有两部份组成：

    1、元数据：inode table（索引节点表）

    2、数据内容：数据块（block）

inode包含文件的元信息，具体来说有以下内容：

　　* 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

   文件系统一开始就将inode与block规划好了，除非重新格式化，否则inode和block固定后就不会在发生变化。每个inode与block都与自己的编号，inode就是记录档案的属性，一个档案占用一个inode，同时记录此档案数据所在的block码。block则是实际记录档案的内容，若档案过大则会占用多个block。

   

   由于每个inode与block都有自己的编号，而每个文件都会占用inode，inode内有数据 block的位置，因此可以制动啊，如果能够找到文件的inode，就可以找到文件所放置数据的block号码，也就能够找到文件的时间数据所在了。所以inode就有指针的作用，而在inode结构中，并不是只有一种指针，而是有多种。

   在inode表中将第1 - 12块指针当作直接块指针，由于一个指针只能指向一个block块，所以如一个block块有4K的存储空间，那么使用直接块指针的文件最大不能超过48K，这时就需要用到间接块指针，或双重间接块指针，或三重间接块指针。

直接块指针

直接块指针就是inode中直接记录了block块的号码，直接指向block块，

假如一个文件的属性与权限数据放置在inode4号，而这个inode记录了档案数据的实际位置放置点位2，7，13，15这四个block号码，此时操作系统可以据此来排列磁盘的阅读顺序，可以直接将四个block的内容读出来，数据的读取如下图所示

间接块指针

间接块指针，其实和直接块指针大同小异，他们都是指针，只是直接块指针式直接指向的block块存储的是文件的数据，而间接块指针是将指向的block块继续当作指针块使用，所以间接指针指向的block块存储的是指针信息，它将继续指向下一个block块中存储的文件数据。

双重间接块指针

理解了间接指针块，那么双重间接指针块就容易理解了，它是在间接指针块的基础上将第二次指向的block块也当作指针使用，这样就可以指向更的的block块。

三重间接块指针

三重间接块指针的道理就和双重的道理一样了，只是把第三次指向的block块也当作指针块当作指针使用，这样就可以执行跟过的block块。

前面已经提到使用直接块指针的文件最大不能超过48K，假定一个指针块需要4个字节，一个block块有4K的存储空间，那么一个block块就可以存储1024个指针块，所以间接块指针的文件最大就可以存储1024*4K=4M的文件，以此类推使用双重间接块指针的文件最大存储空间就有1024*1024*4K=4G，使用三重间接块指针的文件最大存储空间就可以达到1024*1024*1024*4K=4T。

inode表结构如图所示：

目录文件：    

  普通文件是由indoe+block构成，在linux下目录也是一种文件，那么目录文件又是什么结构呢，目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。通过目录项找到目录下文件的inode信息，然后就可以找到文件的block块及数据信息

如图所示：

在文件系统中用户可以使用df命令查看每个磁盘分区的inode总数和已使用的数量，

命令：df -i

由于inode也占用一定的磁盘空间，所以当inode使用空间用完的时候，即使磁盘仍有存储空间也无法使用！所有当磁盘显示仍有可用空间，但使用时却提示空间不足，就有可能是inode使用完毕所造成的。