Linux中的文件系统管理

1、格式化

低级格式化：分区之前进行，划分磁道、形成簇，硬件制造商出厂之前做；
高级格式化：分区之后对分区进行，创建文件系统。

2、元数据区和数据区

文件系统分为元数据区和数据区。
元数据区存放文件元数据（inode (index node)），元数据指文件的大小、权限、属主属组、时间戳、数据块指针，而不包含文件名，文件名在目录上存放，inode存放inode编号和数据块指针，数据区的目录存放文件名和inode编号的对应关系。文件名存放在上级目录中。
删除文件的操作即是将此文件inode指向的所有data block标记为未使用状态，将此文件的inode标记为未使用，以及修改data block和inode位图。
复制文件的操作即是新建文件。而移动文件的操作，在同一文件系统中，改变的仅是其路径映射，inode还是那个值，在不同文件系统中，复制数据至目标文件，并删除原文件。
符号链接文件：存储数据块指针的空间当中存储的是真实文件的访问路径，不占据磁盘的数据区域，是一种特殊文件类型。
设备文件：存储数据指针的空间当中存储的是设备号（major, minor），不占据磁盘的数据区域，是一种特殊文件类型。
位图索引（bitmap index）：每一位对应一个数据块或者一个inode，在块组级别实现，数据块位图索引位为1代表该数据块已占用，为0代表该数据块未占用，inode位图索引位为1代表该inode已占用，为0代表该inode未占用。
超级块：定义一共有多少个块组，每个块组从哪个编号开始，哪个编号结束。

3、超级块

超级块（superblock）的作用是存储文件系统的大小，有多少是空的，已经填满的占多少，以及它们各自的总数等等。要使用一个分区来进行数据访问，第一个要访问的就是超级块，如果超级块损坏了，磁盘就不可用了。
超级块占用第1号物理块，是文件系统的控制块，超级块包括：文件系统的大小、空闲块数目、空闲块索引表、空闲i节点数目、空闲i节点索引表、封锁标记等。超级块是系统为文件分配存储空间、回收存储空间的依据。
所以为了防止超级块数据损坏，就需要对超级块数据进行备份，以便于损坏时可以恢复。

4、文件系统

Linux的内核级文件系统：ext2（无日志功能），ext3（CentOS 5默认文件系统），ext4（CentOS 6默认文件系统），xfs（CentOS 7默认文件系统，为企业级64位文件系统，单个文件大小没有上限）reiserfs（反删除性能好，文件删掉找回比较容易），btrfs（实验阶段，没有生产可用）。
内核级文件系统的组成部分：
（1）文件系统驱动：由内核提供；
（2）文件系统管理工具：由用户空间的应用程序提供。
光盘文件系统：iso9660。
网络文件系统：nfs，cifs（smbfs）。
集群文件系统：gfs2，ocfs2。
内核级分布式文件系统：ceph。
用户空间的分布式文件系统：mogilefs，moosefs，glusterfs。
Windows的文件系统：vfat（fat32），ntfs。
伪文件系统：proc，sysfs，tmpfs，hugepagefs。
Unix的文件系统：UFS， FFS（快速文件系统）， JFS（日志文件系统）。
交换分区文件系统：swap。
根据其是否支持日志功能还可分为：
日志型文件系统：ext3，ext4，xfs；
非日志型文件系统：ext2，vfat。

5、硬链接与符号链接

链接文件：访问同一个文件的不同路径。
（1）硬链接：指向同一个inode的多个文件路径；
硬链接特性：
1）目录不支持硬链接，为了避免循环链接；
2）硬链接不能跨文件系统，不同文件系统inode是独立计数的；
3）创建硬链接会增加inode引用计数；ls -l结果中权限后面的数字即为inode引用计数；当inode的引用计数减少到0，表明没有文件名指向这个inode，系统就会回收这个inode号码以及其所对应的block区域。
注意：硬链接文件和原文件大小相同。
创建硬链接：ln src link_file

目录文件的链接数
创建目录时，默认会生成两个目录项：".“和”…"。前者的inode号码就是当前目录的inode号码，等同于当前目录的硬链接。后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码，等同于父目录的硬链接。所以，任何一个目录的硬链接总数，总是等于2加上它的子目录总数（含隐藏目录），这里的2是父目录对其的硬链接和当前目录下"."的硬链接。

（2）符号链接：指向一个文件路径的另一个文件路径，权限是777，即lrwxrwxrwx。
符号链接特性：
1）符号链接与原文件是两个各自独立的文件，各有自己的inode；对原文件创建符号链接不会增加引用计数；
2）支持对目录创建符号链接，可以跨文件系统；
3）删除符号链接文件不影响原文件，但删除原文件，符号链接指定的路径即不存在，此时会变成无效链接；
注意：符号链接文件的大小是其指向的文件的路径字符串的字节数，删除原文件后，符号链接指向的文件会闪，当创建了与原文件相同名字的文件，不管是不是原文件的内容，符号链接也可以指向了。
创建符号链接：ln -s src link_file
-v：verbose 创建硬链接和符号链接都支持-v选项，显示过程。

如果链接的是目录，或者原文件与链接文件在不同的文件系统，使用符号链接。如果原文件与链接文件在同一个文件系统，可以使用符号链接或硬链接。

6、文件系统管理工具

创建文件系统的工具mkfs：mkfs.ext2，mkfs.ext3，mkfs.ext4，mkfs.xfs，mkfs.vfat。
检测及修复文件系统的工具fsck：fsck.ext2，fsck.ext3，fsck.ext4，fsck.xfs，fsck.vfat。
查看文件系统属性的工具：dumpe2fs，tune2fs。
调整文件系统特性的工具：tune2fs。

!cat 调用最近一次的cat命令

（1）ext系列文件系统的管理工具
mkfs.ext2，mkfs.ext3，mkfs.ext4：可以向后兼容，即可以兼容较老版本；
mkfs -t ext2 = mkfs.ext2：前面命令转换为后面命令执行；
eg. mkfs.ext2 /dev/sda3：格式化会破坏原文件系统上的所有文件；
mke2fs：make ext file system，ext系列文件系统的专用管理工具；
mke2fs [OPTIONS] device
-t {ext2|ext3|ext4}：指明要创建的文件系统类型；
mkfs.ext4 = mkfs -t ext4 = mke2fs -t ext4
ext3独有的显示方式：SEC_TYPE="ext2" TYPE="ext3"
-b {1024|2048|4096}：指明文件系统的块大小；
-L LABEL：指明卷标；
-j：创建有日志功能的文件系统ext3；
mke2fs -j = mke2fs -t ext3 = mkfs -t ext3 = mkfs.ext3 = mke2fs -O has_journal
-i #：bytes-per-inode，指明inode与字节的比率；即每多少字节创建一个inode，此字节数不应该小于块大小；
-N #：直接指明要给此文件系统创建的inode的数量；
-m #：指定预留空间占整个分区空间的百分比，默认为5；
-O [^] FEATURE：以指定的特性创建目标文件系统；不加 ^代表启用此特性，加 ^代表关闭此特性。
（2）e2label命令：管理ext系列文件系统的卷标，卷标的查看与设定
查看：e2label device
设定：e2label device LABEL
（3）tune2fs命令：查看或修改ext系列文件系统的某些属性
注意：块大小创建后不可修改。
tune2fs [OPTIONS] device
-l：查看指定文件系统的超级块信息；
[root@localhost ~]# tune2fs -l /dev/sda3：查看/dev/sda3中超级块中的内容；
# tune2fs -l DEVICE
# dumpe2fs -h DEVICE
修改指定文件系统的属性：
-j：ext2 --> ext3；无损升级，数据不损坏；
-L LABEL：修改卷标；
-m #：调整预留空间百分比；
-O [^]FEATURE：开启或关闭某种特性；不用重新格式化即可完成调整；特性前加 ^，表示关闭此种特性；
tune2fs -O ^has_journal /dev/sda3：将ext3格式转换为ext2格式；
tune2fs -O has_journal /dev/sda3：将ext2格式转换为ext3格式；
-o [^]mount_options：开启或关闭某种默认挂载选项；
tune2fs -o acl /dev/sda3：对分区启用acl；
tune2fs -o ^acl /dev/sda3：对分区禁用acl。
-U UUID：修改UUID。
（4）dumpe2fs命令：显示ext系列文件系统的属性信息
dumpe2fs [-h] device
-h 显示超级块信息。
（5）用于实现文件系统检测的工具
因进程意外中止或系统崩溃、系统断电等原因导致写入操作非正常终止时，可能会造成文件损坏，此时，应该检测并修复文件系统，建议离线进行。
工具：fsck，e2fsck。
ext系列文件系统的专用检测工具：e2fsck
e2fsck [OPTIONS] device
-y：对所有问题自动回答为yes;
-f：即使文件系统处于clean状态，也要强制进行检测；
fsck
-t fstype：指明文件系统类型，fsck -t ext4 = fsck.ext4；
-a：无须交互而自动修复所有错误；
-r：交互式修复错误。
（6）xfs文件系统
CentOS 6安装xfs文件系统：# yum -y install xfsprogs
xfs文件系统创建：
mkfs.xfs /dev/sda3：创建xfs文件系统；
mkfs.xfs -f /dev/sda3：已有文件系统强制覆盖；
fsck.xfs：检测xfs文件系统；
（7）blkid命令
blkid [OPTION]... [DEVICE]：查看指定块设备的属性信息；
blkid -L LABEL：根据LABEL定位设备，可以查看到卷标名所对应的磁盘分区；
blkid -U UUID：根据UUID定位设备，可以查看到UUID所对应的磁盘分区；

[root@localhost ~]# e2label /dev/sda3 MYDATA
[root@localhost ~]# blkid -L MYDATA
/dev/sda3

（8）swap文件系统
Linux上的交换分区必须使用独立的文件系统，即独立的磁盘分区，且文件系统的System ID必须为82。
创建swap分区的特定工具：mkswap命令。前提：要先调整设备分区类型为8E。
只有类型为82swap的分区才可以用mkswap命令创建swap设备。
mkswap [OPTIONS] device
-L LABEL：指明卷标；
-f：强制。
（9）vfat系统
Windows无法识别Linux的文件系统。因此，存储设备需要两种系统之间交叉使用时，应该使用Windows和Linux同时支持的文件系统fat32(vfat)。Windows叫fat32，Linux叫vfat。
# mkfs.vfat device

7、文件系统的挂载

根文件系统之外的其它文件系统要想能够被访问，都必须通过关联至根文件系统上的某个目录来实现，此关联操作即为挂载，此目录即为挂载点。
挂载点：mount_point，用于作为另一个文件系统的访问入口。
注意：1）要使用事先存在的目录作为挂载点；2）应该使用未被或不会被其它进程使用到的目录作为挂载点；3）挂载点下原有的文件将会被隐藏。
mount命令：
mount DEVICE MOUNT_POINT
DEVICE：所要挂载的磁盘分区；
MOUNT_POINT：挂载点，另一个文件系统的访问入口；
固定挂载点：/mnt，/media；
mount [-nrw] [-t vfstype] [-o options] device dir
命令选项：
-a：自动挂载所有（/etc/fstab文件中定义的）支持自动挂载的设备；
-r：readonly，只读挂载；光驱（不是刻录机）只能只读挂载；
-w：read and write, 读写挂载；
-n：默认情况下，设备挂载或卸载的操作会同步更新至/etc/mtab文件中，-n用于禁止此特性；
-t vfstype：指明要挂载的设备上的文件系统的类型，多数情况下可省略，此时mount会通过blkid来判断要挂载的设备的文件系统类型；
-L LABEL：挂载时以卷标的方式指明设备：mount -L LABEL dir
-U UUID：挂载时以UUID的方式指明设备：mount -U UUID dir，mount UUID='uuid' dir；
-o options：挂载选项，挂载后目录或文件系统应当具有什么特性；
sync/async：同步/异步操作；异步IO是指，数据写操作先于内存完成，而后再根据某种策略同步至持久设备中；
atime/noatime：文件或目录在被访问时是否立即更新其访问时间戳；
diratime/nodiratime：目录在被访问时是否更新其访问时间戳；
remount：重新挂载，通常用于不卸载的情况下重新指定挂载选项；
acl：在此设备支持使用facl功能，默认不支持；
# mount -o acl device dir
# tune2fs -o acl device
ro：只读 -o ro = -r
rw：读写 -o rw = -w
dev/nodev：此设备上是否允许创建设备文件；默认允许；
exec/noexec：是否允许运行此设备上的程序文件；
auto/noauto：是否支持自动挂载，即是否支持使用mount -a选项自动挂载，自动挂载操作需要写入fstab文件中，写明挂载到何处；
user/nouser：是否允许普通用户挂载此文件系统；
suid/nosuid：是否允许程序文件上的suid和sgid特殊权限生效；
relatime/norelatime：是否参考文件的修改或改变时间来更新inode的访问时间；
defaults：默认选项为rw，suid，dev，exec，auto，nouser，async和relatime。
绑定操作：可以实现将目录绑定至另一个目录上，作为其临时访问入口。
mount --bind 源目录 目标目录或者mount -B 源目录 目标目录
umount 源目录或目标目录：解除绑定

查看当前系统所有已挂载的设备：
# mount：mount命令的结果是显示所有已挂载的文件系统、伪文件系统和cgroup文件系统；
# cat /etc/mtab：当前系统上的挂载和卸载结果会写入此文件，该命令等同于
# cat /proc/mounts。

光盘设备文件：IDE：/dev/hdc，SATA：/dev/sr0；

[root@localhost ~]# ll /dev
lrwxrwxrwx. 1 root root           3 Dec  7 15:56 cdrom -> sr0

sr0是虚拟机虚拟出的SATA接口，用于存放光盘，老版本的虚拟机可能会虚拟出hdc，是IDE接口。
符号链接文件：/dev/cdrom，/dev/cdrw，/dev/dvd，/dev/dvdrw；
挂载并卸载光盘设备：
mkdir /media/cdrom
mount -r /dev/cdrom /media/cdrom
umount /dev/cdrom
挂载U盘：事先识别U盘的设备文件；
挂载本地的回环设备(本地的一个文件作为设备)：多见于挂载.iso镜像文件
# mount -o loop /PATH/TO/SOME_LOOP_FILE MOUNT_POINT

设定除根文件系统以外的其它文件系统能够开机时自动挂载：/etc/fstab文件。开机时运行一个脚本，该脚本会找到该文件中的设备，一一进行挂载，然后显示登录提示符。每行定义一个要挂载的文件系统及相关属性，共有6个字段：
1）要挂载的设备：
设备文件；LABEL 卷标；UUID（CentOS 7目前使用的方式）；伪文件系统（如sysfs, proc, tmpfs等，给名称即可，会自动识别在哪，怎么挂的）；
2）挂载点 ：swap类型的设备的挂载点为swap；
3）文件系统类型；
4）挂载选项：defaults：使用默认挂载选项（mount命令中的选项）；
如果要同时指明多个挂载选项，彼此间以逗号分隔（如defaults,acl,noatime,noexec）
5）转储频率（备份频率）：
0：从不备份；
1：每天备份；
2：每隔一天备份；
6）自检次序：
0：不自检，额外创建的文件系统都无须自动自检；
1：首先自检，通常只能是根文件系统需要首先自检；
2：次级自检，不同的设备可以使用同一个自检次序；
…

mount -a： 可重新加载/etc/fstab文件中的所有挂载项，自动挂载定义在此文件中的所有支持自动挂载的设备，已挂载的不管，未挂载的现在自动挂载，挂载选项defaults为支持自动挂载。

/etc/fstab文件LABEL方式指定挂载如下，并有挂载选项acl：

#
# /etc/fstab
# Created by anaconda on Fri Nov 11 09:39:19 2016
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
UUID=2435469a-8504-42b3-8453-c8cb16538bf8 /                       ext4    defaults        1 1
UUID=49f88d8c-1545-4bb3-8e1f-6b3a315d8435 /boot                   ext4    defaults        1 2
UUID=67626ef9-2332-4fb2-a63a-88b4bf1488bc /home                   ext4    defaults        1 2
UUID=d14a0467-bb20-4466-a512-9b3e1c5b06cb /var                    ext4    defaults        1 2
UUID=1ad1cc93-9630-47df-9a67-00c57dd08b42 swap                    swap    defaults        0 0
LABEL=MYDATA                              /mydata                 ext4    defaults,acl    0 0
~                                                                                                   

8、文件系统的卸载

umount命令：umount DEVICE或者umount MOUNT_POINT；
注意：挂载点没有被进程访问时方可卸载，正在被进程访问到的挂载点无法被卸载。
查看被哪个或哪些进程所占用：
# lsof MOUNT_POINT
# fuser -v MOUNT_POINT
终止所有正在访问某挂载点的进程：
# fuser -km MOUNT_POINT：如果bash占用该挂载点，该命令将退出当前bash。

[root@localhost ~]# mount -r /dev/cdrom /media
[root@localhost ~]# cd /media
[root@localhost media]# umount /media
umount: /media: target is busy.
 (In some cases useful info about processes that use the device is found by lsof(8) or fuser(1))
[root@localhost media]# lsof /media
COMMAND  PID USER   FD   TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
bash    4009 root  cwd    DIR   11,0     2048 1856 /media
lsof    6240 root  cwd    DIR   11,0     2048 1856 /media
lsof    6241 root  cwd    DIR   11,0     2048 1856 /media
[root@localhost media]# fuser -v /media
USER        PID ACCESS COMMAND
/media:              root     kernel mount /media
root       4009 ..c..  bash

9、交换分区的启用和禁用

创建交换分区的命令：mkswap。
启用交换分区：swapon
swapon [OPTION] [DEVICE]
-a：激活定义在/etc/fstab文件中的所有swap设备；
-p PRIORITY：指定优先级（用数字来表示）；
禁用交换分区：swapoff
swapoff [OPTION]... [DEVICE]
-a：禁用所有交换分区；

例：1、创建一个10G的分区，并格式化为ext4文件系统； 
（1）block大小为2048；预留空间为2%，卷标为MYDATA；
（2）挂载至/mydata目录，要求挂载时禁止程序自动运行，且不更新文件的访问时间戳；
（3）可开机自动挂载；
2、创建一个大小为1G的swap分区，并启动之；
Answer:
1、mke2fs         10G
（1）mke2fs -t ext4 -b 2048 -m 2 -L MYDATA /dev/sda6
（2）mount -o noexec,noatime /dev/sda6 /mydata
（3）向/etc/fstab文件中加入挂载条目
2、mkswap  /dev/sda7                        该/dev/sda7分区大小为1G
swapon  /dev/sda7

10、内存及交换分区的使用信息查看

（1）free
查看当前内存使用状况，包括物理内存和交换内存。
-m：以MB为单位显示；
-g：以GB为单位显示，不够1GB显示为0。
显示结果：Mem为物理内存的使用情况行，Swap为交换分区的使用情况行；
-/+ buffers/cache：表示物理内存在不考虑缓冲和缓存占据的空间时的使用情况；
buffers：缓冲，用来缓冲写；
cache：缓存，用来缓存读；

11、文件系统空间占用等信息查看

（1）df命令
disk free，查看磁盘的使用状态，主要是挂载后的磁盘。
df [OPTION]... [FILE]...
-l：仅显示本地文件系统的相关信息，而不显示网络文件系统；
-h：human-readable；
-i：显示inode的使用状态而非默认的磁盘空间使用信息；

[root@localhost ~]# df
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on     不管block是几K，只显示1K block
/dev/sda2       60760940 4085244  53566168   8% /
devtmpfs          919992       0    919992   0% /dev
tmpfs             934328     144    934184   1% /dev/shm
tmpfs             934328    9128    925200   1% /run
tmpfs             934328       0    934328   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda3       10190100   57284   9592144   1% /home
/dev/sda1         999320  133136    797372  15% /boot
/dev/sda5        6061632 1385144   4345532  25% /var
tmpfs             186868      16    186852   1% /run/user/0
/dev/sr0         7587292 7587292         0 100% /media

[root@localhost ~]# df -l
Filesystem     1K-blocks    Used Available Use% Mounted on
/dev/sda2       60760940 4085272  53566140   8% /
devtmpfs          919992       0    919992   0% /dev
tmpfs             934328     144    934184   1% /dev/shm
tmpfs             934328    9132    925196   1% /run
tmpfs             934328       0    934328   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda3       10190100   57284   9592144   1% /home
/dev/sda1         999320  133136    797372  15% /boot
/dev/sda5        6061632 1385160   4345516  25% /var
tmpfs             186868      16    186852   1% /run/user/0
/dev/sr0         7587292 7587292         0 100% /media

[root@localhost ~]# df -h
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2        58G  3.9G   52G   8% /
devtmpfs        899M     0  899M   0% /dev
tmpfs           913M  144K  913M   1% /dev/shm
tmpfs           913M  9.0M  904M   1% /run
tmpfs           913M     0  913M   0% /sys/fs/cgroup
/dev/sda3       9.8G   56M  9.2G   1% /home
/dev/sda1       976M  131M  779M  15% /boot
/dev/sda5       5.8G  1.4G  4.2G  25% /var
tmpfs           183M   16K  183M   1% /run/user/0
/dev/sr0        7.3G  7.3G     0 100% /media

[root@localhost ~]# df -i
Filesystem      Inodes  IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/sda2      3866624 134506 3732118    4% /
devtmpfs        229998    391  229607    1% /dev
tmpfs           233582      7  233575    1% /dev/shm
tmpfs           233582    548  233034    1% /run
tmpfs           233582     13  233569    1% /sys/fs/cgroup
/dev/sda3       655360    387  654973    1% /home
/dev/sda1        65536    338   65198    1% /boot
/dev/sda5       393216   5399  387817    2% /var
tmpfs           233582     23  233559    1% /run/user/0
/dev/sr0             0      0       0     - /media

（2）du命令
查看某目录空间占用情况。
du [OPTION]... [FILE]...
-s: sumary，显示目录下所有文件的大小之和；
-h: human-readable

[root@localhost ~]# ls -ldh /usr
drwxr-xr-x. 13 root root 4.0K Nov 11 09:40 /usr
[root@localhost ~]# du -s /usr
3972704	/usr
[root@localhost ~]# du -sh /usr
3.8G	/usr

（3）dd命令：convert and copy a file
实现文件底层复制，cp通过文件系统复制，dd通过块复制，复制更底层，所以效率更高。
用法：dd if=/PATH/FROM/SRC of=/PATH/TO/DEST
bs=#：block size, 复制单元大小，单位字节；
count=#：复制多少个bs；

dd if=/etc/fstab of=/tmp/fstab
dd if=/etc/fstab of=/tmp/fstab.2 bs=1 count=100

磁盘拷贝：dd if=/dev/sda of=/dev/sdb
备份MBR：dd if=/dev/sda of=/tmp/mbr.bak bs=512 count=1
用于清除磁盘上的分区：dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=512 count=1
破坏MBR中的bootloader：MBR共512字节，前446字节是bootloader，64字节是分区表：dd if=/dev/zero of=/dev/sda bs=256 count=1
两个特殊设备：/dev/null：数据黑洞，/dev/zero：吐零机。

12、inode

（1）inode概述
文件存储在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫扇区，每个扇区存储512字节（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，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个块（block）。这种由多个扇区组成的块是文件存储的最小单位。块的大小，最常见的是4KB，即连续八个扇区组成一个block。
文件数据都存储在块中，我们必须找到一个地方存储文件的元数据信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种存储文件元数据信息的区域就叫做inode，中文译名为“索引节点”。
inode包含文件的元数据信息，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3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（即有多少个文件名指向这个inode）；文件数据block的位置。可以使用stat命令来查看某个文件的inode信息。
总之，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。
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或者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%。
查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df -i命令。查看每个inode节点的信息可以使用：dumpe2fs -h /dev/sda3 | grep "Inode size"。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。
每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。需要说明的是，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3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：ls -i abc.txt。Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件，打开目录，实际上就是打开目录文件。
目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项的列表。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。
ls命令只列出目录文件中的所有文件名：ls /etc。
ls -i命令列出整个目录文件，即文件名和inode号码：ls -i /etc。
如果要查看文件的详细信息，就必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。
ls -l命令列出文件的详细信息：ls -l /etc。
（2）inode的特殊作用
由于inode号码与文件名分离，这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象：

1. 有时，文件名包含特殊字符，无法正常删除。这时，直接删除inode节点就能起到删除文件的作用。
2. 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。
3. 打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。因此，通常来说，系统无法从inode号码得知文件名。

第3点使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名生成一个新的inode，不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候，文件名就自动指向新版文件，旧版文件的inode则被回收。
（3）实际中的应用示例
【问题描述】
在一台配置较低的Linux服务器（内存、硬盘比较小）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，按理说不会出现这种问题。后来用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。
【查找原因】
/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。
【解决方案】
【方案一】删除/data/cache目录中的部分文件，释放出/data分区的一部分inode。
【方案二】用软链接将空闲分区/opt中的newcache目录链接到/data/cache，使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题：
[root@localhost ~]# ln -s /opt/newcache /data/cache