linux文件系统—inode及相关概念

一．inode size 定义
单位：Byte
inode table sample
inode table是data area的索引表。
Inode分为内存中的inode和文件系统中的inode，我们这里说的是文件系统中的inode。
1. linux FS 可以简单分成 inode table与data area两部份。inode table上有许多的inode, 每个inode分别记录一个档案的属性与这个档案分布在哪些datablock上(也就是我们说的指针)。
inode两个功能：记录档案属性和指针
2. inode table中红色区域即inode size，是128Byte，在liunx系统上通过命令我们可以看到，系统就是这么定义的。
Inode size是指分配给一个inode来记录文档属性的磁盘块的大小。
dumpe2fs -h /dev/hda6 | grep node
Inode size:128
3. data ares中紫色的区域block size，就是我们一般概念上的磁盘块。这块区域是我们用来存放数据的地方。
4. 还有一个逻辑上的概念：FS中每分配2048 byte给data area, 就分配一个inode。但一个inode就并不一定就用掉2048 byte, 也不是说files allocation的最小单位是2048 byte, 它仅仅是代表filesystem中inode table/data area分配空间的比例是128/2048，也就是1/16。
mkfs.ext3 -i 2048 这条命令中的-i参数就是我们所说的逻辑概念，它的大小决定inode count的大小，redhat5默认-i最小为可设置为1024。
网上很多介绍关于inode的文章，把inode size的定义搞错了，他们把-i参数这个值或block size解读为inode size 所以很多文章令人费解。
5. inode参数是可以通过mkfs.ext3命令改变的：
mkfs.ext3 -i 2048 -b 8192 -f 1024 /dev/sdb2
-i 2048更改inode为每2KB创建一个
-b 8192设置block size的大小为8kB
-f 1024设置fragments的大小为1KB
mkfs.ext3 –N 2939495 /dev/sdb2
–N 2939495更改inode count。
二．更改一个分区inode参数的完整操作过程：
1. 卸载硬盘分区：
[root@localhost ~]# umount /dev/hda7
2. 调整inode参数
[root@localhost ~]# mkfs.ext3 -i 1024 -b 8192 /dev/hda7
mke2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem label=
OS type: Linux
Block size=4096 (log=2)
Fragment size=4096 (log=2)
2048256 inodes, 512064 blocks
25603 blocks (5.00%) reserved for the super user
First data block=0
Maximum filesystem blocks=525250560
63 block groups
8240 blocks per group, 8240 fragments per group
32512 inodes per group
Superblock backups stored on blocks:
        8240, 24720, 41200, 57680, 74160, 206000, 222480, 403760
Writing inode tables: done                           
Creating journal (8192 blocks): done
Writing superblocks and filesystem accounting information: done
This filesystem will be automatically checked every 30 mounts or
180 days, whichever comes first. Use tune2fs -c or -i to override.
3.修改/etc/fstab
修改前
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab
LABEL=/       /              ext3    defaults 1 1
LABEL=/boot /boot        ext3    defaults 1 2
devpts         /dev/pts   devpts gid=5,mode=620 0 0
tmpfs          /dev/shm   tmpfs   defaults 0 0
LABEL=/opt /opt          ext3    defaults          1 2
proc           /proc         proc    defaults          0 0
sysfs          /sys          sysfs   defaults          0 0
LABEL=/usr /usr          ext3    defaults          1 2
LABEL=/var /var          ext3    defaults          1 2
LABEL=SWAP-hda8   swap   swap    defaults        0 0
~
修改后：
[root@localhost ~]# vi /etc/fstab  
LABEL=/      /       ext3    defaults    1 1
LABEL=/boot /boot ext3    defaults   1 2
devpts   /dev/pts devpts gid=5,mode=620 0 0
tmpfs   /dev/shm tmpfs   defaults    0 0
/dev/hda7 /opt   ext3    defaults   1 2
proc /proc proc    defaults   0 0
sysfs /sys   sysfs   defaults 0 0
LABEL=/usr   /usr    ext3    defaults 1 2
LABEL=/var /var     ext3    defaults 1 2
LABEL=SWAP-hda8 swap swap   defaults 0 0
4.挂载分区
mount -a
5.完成后，参数-i 最小值是1024，这个值的大小决定inode count的大小，他们之间的对应关系是：
i=2048 Inode count:1025024
i=1024 Inode count:2048256
inode size的值在这是没有变化的，这也可以证明我上面定义的inode size。
让我们更加清晰的这几个定义之间的关系。
Inode size
Block size
Inode conut
[root@localhost ~]# dumpe2fs -h /dev/hda7
dumpe2fs 1.39 (29-May-2006)
Filesystem volume name:   
Last mounted on:         
Filesystem UUID:          440696ad-80e7-4810-8648-a9efda177ea9
Filesystem magic number: 0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal resize_inode dir_index filetype needs_recovery sparse_super
Default mount options:    (none)
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              2048256
Block count:              1024128
Reserved block count:     51206
Free blocks:              873767
Free inodes:              2048245
First block:              0
Block size:               2048
Fragment size:            2048
Reserved GDT blocks:      512
Blocks per group:         8176
Fragments per group:      8176
Inodes per group:         16256
Inode blocks per group:   1016
Filesystem created:       Fri Jul 11 18:10:33 2008
Last mount time:          Fri Jul 11 18:11:02 2008
Last write time:          Fri Jul 11 18:11:02 2008
Mount count:              1
Maximum mount count:      34
Last checked:             Fri Jul 11 18:10:33 2008
Check interval:           15552000 (6 months)
Next check after:         Wed Jan 7 18:10:33 2009
Reserved blocks uid:      0 (user root)
Reserved blocks gid:      0 (group root)
First inode:              11
Inode size:               128
Journal inode:            8
Default directory hash:   tea
Directory Hash Seed:      ad1b7c40-6978-49e9-82f6-2331c5cac122
Journal backup:           inode blocks
Journal size:             32M
由于时间关系：关于mkfs.ext3 -i 2048 -b 8192 -f 1024 /dev/sdb2中这个-i参数的定义，我是根据对应关系推断，给了它只是个逻辑概念的定义。
欢迎大虾们有更有力的论据来解释一下，或推翻我的观点。
三．读取一个树状目录下的文件/etc/crontab 的流程
1.操作系统根据根目录( / )的相关资料可取得 /etc 这个目录所在的 inode ，并前往读取 /etc 这个目录的所有相关属性；
2.根据 /etc 的 inode 的资料，可以取得 /etc 这个目录底下所有文件的关连数据是放置在哪一个 Block 当中，并前往该 block 读取文件的关连性容；
3.由上个步骤的 Block 当中，可以知道 crontab 这个文件的 inode 所在地，并前往该 inode ；
4.由上个步骤的 inode 当中，可以取得 crontab 这个文件的所有属性，并且可前往由 inode 所指向的 Block 区域，顺利的取得 crontab 的文件内容。
四.硬链接
Hard Link 只是在某个目录下新增一个该档案的关连数据而已！
1.举个例子来说，我的 /home/vbird/crontab 为一个 hard link 的档案，他连结到 /etc/crontab 这个档案，也就是说，其实 /home/vbird/crontab 与 /etc/crontab 是同一个档案，只是有两个目录( /etc 与 /home/vbird )记录了 crontab 这个档案的关连数据罢了！也就是说，我由 /etc 的 Block 所记录的关连数据可知道 crontab 的 inode 放置在 A 处，而由 /home/vbird 这个目录下的关连数据,contab 同样也指到 A 处的 inode ！所以， crontab 这个档案的 inode 与 block 都没有改变，有的只是有两个目录记录了关连数据。
2.使用 hard link 设定连结文件时，磁盘的空间与 inode 的数目都不会改变！由上面的说明来看，我们可以知道， hard link 只是在某个目录下的 block 多写入一个关连数据，所以当然不会用掉 inode 与磁盘空间。
3.当我们修改其中一个文件的内容时，互为硬链接的文件的内容也会跟着变化。如果我们删除互为硬链接关系的某个文件时，其它的文件并不受影响。
4.由于 hard link 是在同一个 partition 上面进行数据关连的建立，所以 hard link 是有限制的：
a. 不能跨 Filesystem.
b. 不能 link 目录。
五．软链接
1.软链接也叫符号链接，他和硬链接有所不同，软链接文件只是其源文件的一个标记。当我们删除了源文件后，链接文件不能独立存在，虽然仍保留文件名，
但我们却不能查看软链接文件的内容了。
2.Symbolic Link 与 Windows 的快捷方式可以给他划上等号，由 Symbolic link 所建立的档案为一个独立的新的档案，所以会占用掉 inode 与 block。
3.所以可用使用软链接解决某个分区inode conut不足的问题(软链接到另一个inode count足够多的分区)。

inode size 倒底要多大才比较好？有人说如果小档案多，则以 1024 byte 较好。
这样的思考原则好像不是很谨慎。多少才叫『多』呢？我想我们需要一点定量的分析才对。
首先我们来『观察』一下 inode size 大小对我们 filesystem (以下 filesystem 均简称 fs) 及系统的相对性影响:
inode size 越小，inode table 越肥，可用空间越小。
inode size 越小，link 就越长，越会拖慢速度。
inode size 越小，空间利用率就越高。
此外，因为 x86 的 pagesize=4K 的特性，在做 mmap() 及 swap 这类的 virtual memory 动作时，如果 inode size 为 4K 的倍数，将较有效率。

 

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