linux檔案系統軟鏈結、硬鏈結
一、inode
在軟硬鏈結之前,我們來了解linux檔案系統的inode
1.inode是什麼?
理解inode,要從檔案儲存說起。
檔案儲存在硬碟上,硬碟的最小儲存單位叫做"扇區"(sector)。每個扇區儲存512位元組(相當於0.5kb)。
作業系統讀取硬碟的時候,不會乙個個扇區地讀取,這樣效率太低,而是一次性連續讀取多個扇區,即一次性讀取乙個"塊"(block)。這種由多個扇區組成的"塊",是檔案訪問的最小單位。"塊"的大小,最常見的是4kb,即連續八個 sector組成乙個 block。
檔案資料都儲存在"塊"中,那麼很顯然,我們還必須找到乙個地方儲存檔案的元資訊,比如檔案的建立者、檔案的建立日期、檔案的大小等等。這種儲存檔案元資訊的區域就叫做inode,中文譯名為"索引節點"。
每乙個檔案都有對應的inode,裡面包含了與該檔案有關的一些資訊。
2.inode的內容
inode包含檔案的元資訊,具體來說有以下內容:
* 檔案的位元組數可以用stat來檢視某個檔案的inode資訊:* 檔案擁有者的user id
* 檔案的group id
* 檔案的讀、寫、執行許可權
* 檔案的時間戳,共有三個:ctime指inode上一次變動的時間,mtime指檔案內容上一次變動的時間,atime指檔案上一次開啟的時間。
* 鏈結數,即有多少檔名指向這個inode
* 檔案資料block的位置
[root@localhost ~]# stat file
file: 『file』
size: 0 blocks: 0 io block: 4096 regular empty file
device: fd01h/64769d inode: 8769992 links: 1
access: (0644/-rw-r--r--) uid: ( 0/ root) gid: ( 0/ root)
context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
access: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400
modify: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400
change: 2017-03-31 03:03:06.185644559 -0400
birth: -
3.inode的大小
inode也會消耗硬碟空間,所以硬碟格式化的時候,作業系統自動將硬碟分成兩個區域。乙個是資料區,存放檔案資料;另乙個是inode區(inode table),存放inode所包含的資訊。
每個inode節點的大小,一般是128位元組或256位元組。inode節點的總數,在格式化時就給定,一般是每1kb或每2kb就設定乙個inode。假定在一塊1gb的硬碟中,每個inode節點的大小為128位元組,每1kb就設定乙個inode,那麼inode table的大小就會達到128mb,佔整塊硬碟的12.8%。
檢視每個硬碟分割槽的inode總數和已經使用的數量,可以使用df命令。
[root@localhost ~]# df -i
filesystem inodes iused ifree iuse% mounted on
/dev/vda1 7938240 122960 7815280 2% /
devtmpfs 120280 299 119981 1% /dev
tmpfs 124177 4 124173 1% /dev/shm
tmpfs 124177 408 123769 1% /run
tmpfs 124177 13 124164 1% /sys/fs/cgroup
/dev/loop0 0 0 0 - /mnt
檢視每個inode節點的大小,可以用如下命令:
sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "inode size"
由於每個檔案都必須有乙個inode,因此有可能發生inode已經用光,但是硬碟還未存滿的情況。這時,就無法在硬碟上建立新檔案。
4.inode號碼
每個inode都有乙個號碼,作業系統用inode號碼來識別不同的檔案。
這裡值得重複一遍,unix/linux系統內部不使用檔名,而使用inode號碼來識別檔案。對於系統來說,檔名只是inode號碼便於識別的別稱或者綽號。表面上,使用者通過檔名,開啟檔案。
實際上,系統內部這個過程分成三步:
首先,系統找到這個檔名對應的inode號碼;
其次,通過inode號碼,獲取inode資訊;
最後,根據inode資訊,找到檔案資料所在的block,讀出資料。
使用ls -i命令,可以看到檔名對應的inode號碼:
ls -i example.txt
5.目錄檔案
unix/linux系統中,目錄(directory)也是一種檔案。開啟目錄,實際上就是開啟目錄檔案。
目錄檔案的結構非常簡單,就是一系列目錄項(dirent)的列表。每個目錄項,由兩部分組成:所包含檔案的檔名,以及該檔名對應的inode號碼。
ls命令只列出目錄檔案中的所有檔名:
ls /etc
ls -i命令列出整個目錄檔案,即檔名和inode號碼:
ls -i /etc
如果要檢視檔案的詳細資訊,就必須根據inode號碼,訪問inode節點,讀取資訊。ls -l命令列出檔案的詳細資訊。
ls -l /etc
二、硬鏈結
一般情況下,檔名和inode號碼是"一一對應"關係,每個inode號碼對應乙個檔名。但是,unix/linux系統允許,多個檔名指向同乙個inode號碼。這意味著,可以用不同的檔名訪問同樣的內容;對檔案內容進行修改,會影響到所有檔名;但是,刪除乙個檔名,不影響另乙個檔名的訪問。這種情況就被稱為"硬鏈結"(hard link)。
ln 原始檔 目標檔案
執行上面這條命令以後,原始檔與目標檔案的inode號碼相同,都指向同乙個inode。inode資訊中有一項叫做"鏈結數",記錄指向該inode的檔名總數,這時就會增加1。反過來,刪除乙個檔名,就會使得inode節點中的"鏈結數"減1。當這個值減到0,表明沒有檔名指向這個inode,系統就會**這個inode號碼,以及其所對應block區域。
目錄檔案的"鏈結數"
建立目錄時,缺省會生成兩個目錄項:"."和".."。前者的inode號碼就是當前目錄的inode號碼,等同於當前目錄的"硬鏈結";後者的inode號碼就是當前目錄的父目錄的inode號碼,等同於父目錄的"硬鏈結"。所以,任何乙個目錄的"硬鏈結"總數,總是等於2加上它的子目錄總數(含隱藏目錄),這裡的2是父目錄對其的「硬鏈結」和當前目錄下的".硬鏈結「。
三、軟鏈結
除了硬鏈結以外,還有一種特殊情況。檔案a和檔案b的inode號碼雖然不一樣,但是檔案a的內容是檔案b的路徑。讀取檔案a時,系統會自動將訪問者導向檔案b。因此,無論開啟哪乙個檔案,最終讀取的都是檔案b。這時,檔案a就稱為檔案b的"軟鏈結"(soft link)或者"符號鏈結(symbolic link)。
這意味著,檔案a依賴於檔案b而存在,如果刪除了檔案b,開啟檔案a就會報錯:"no such file or directory"。這是軟鏈結與硬鏈結最大的不同:檔案a指向檔案b的檔名,而不是檔案b的inode號碼,檔案b的inode"鏈結數"不會因此發生變化。
ln -s命令可以建立軟鏈結。
ln -s 源文檔案或目錄 目標檔案或目錄
八、inode的特殊作用
由於inode號碼與檔名分離,這種機制導致了一些unix/linux系統特有的現象。
1. 有時,檔名包含特殊字元,無法正常刪除。這時,直接刪除inode節點,就能起到刪除檔案的作用。
2. 移動檔案或重新命名檔案,只是改變檔名,不影響inode號碼。
3. 開啟乙個檔案以後,系統就以inode號碼來識別這個檔案,不再考慮檔名。因此,通常來說,系統無法從inode號碼得知檔名。
第3點使得軟體更新變得簡單,可以在不關閉軟體的情況下進行更新,不需要重啟。因為系統通過inode號碼,識別執行中的檔案,不通過檔名。更新的時候,新版檔案以同樣的檔名,生成乙個新的inode,不會影響到執行中的檔案。等到下一次執行這個軟體的時候,檔名就自動指向新版檔案,舊版檔案的inode則被**。
實際問題
在一台配置較低的linux伺服器(記憶體、硬碟比較小)的/data分割槽內建立檔案時,系統提示磁碟空間不足,用df -h命令檢視了一下磁碟使用情況,發現/data分割槽只使用了66%,還有12g的剩餘空間,按理說不會出現這種問題。
後來用df -i檢視了一下/data分割槽的索引節點(inode),發現已經用滿(iused=100%),導致系統無法建立新目錄和檔案。
查詢原因:
/data/cache目錄中存在數量非常多的小位元組快取檔案,占用的block不多,但是占用了大量的inode。
解決方案:
1、刪除/data/cache目錄中的部分檔案,釋放出/data分割槽的一部分inode。
2、用軟連線將空閒分割槽/opt中的newcache目錄連線到/data/cache,使用/opt分割槽的inode來緩解/data分割槽inode不足的問題:
ln -s /opt/newcache /data/cache
linux軟硬鏈結
ln分為軟鏈結和硬鏈結 1 軟連線 s ln s mnt hgfs share hvshare2 相當於在當前目錄下新建乙個名為hvshare2的快捷方式指向 mnt hgfs share路徑 ls hvshare2可顯示指向路徑下的所有檔案,刪除hvshare2相當於刪除原路徑的快捷方式 2 ln...
linux 軟硬鏈結
1.linux鏈結概念 linux鏈結分兩種,一種被稱為硬鏈結 hard link 另一種被稱為符號鏈結 symbolic link 預設情況下,ln命令產生硬鏈結。硬連線 硬連線指通過索引節點來進行連線。在linux的檔案系統中,儲存在磁碟分割槽中的檔案不管是什麼型別都給它分配乙個編號,稱為索引節...
linux 軟硬鏈結
linux檔案組成 使用者資料 元資料 使用者資料 檔案資料塊,記錄檔案實際內容的地方 元資料 檔案索引,記錄了檔案的附加屬性,如inode索引號,大小,建立時間,所有者等 檢視檔案索引資訊命令 stat 檔名 檢視檔案inode ls i 檔名 linux的檔案鏈結分為兩種 硬鏈結 hard li...