Linux文件系统属性解读

原文分享：https://bbs.deepin.org/post/281192

一、ls -ihl 每一列的含义

二、inode和block

理解inode要从文件存储说起。

文件存储在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做“扇区”（Sector），每个扇区存储512字节（相当于0.5KB）。

操作系统读取硬盘的时候，不会一个扇区一个扇区地读取，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”，是文件存取的最小单位。

“块”的大小，常见的是4KB，即连续8个sector组成一个block。

block（块）

            连续的8个扇区组成一个block

            是文件存取地最小单位
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inode（索引节点）

            中文译名为：索引节点，也叫i节点

            用于存储文件元信息
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inode和block的作用

• block的作用：用来存真正的数据内容；
• inode的作用：用来存数据的元信息的，所谓元信息指的就是该数据的一些属性，特性。

inode 详细介绍

inode可以记录的信息有哪些？

可以是文件权限（rwx）的记录，文件的属组，属主，文件大小，时间戳等，这种存储文件元信息的区域聚焦做inode，中文译名“索引节点”，也叫 i 节点。因此一个文件必须占用一个inode，但至少占用一个block。

注1：inode并不包括文件名，其实文件名是存放在目录当中的，linux系统中一切皆文件，因此目录也是一种文件。即查看目录中的文件，cd 跳转到指定目录后，通过 ls 查看目录中的文件名。每个inode都有一个号码，系统用inode号码识别不同的文件。对于用户，文件名只是inode号码便于识别的别称。

注2：inode 也会消耗硬盘空间，所以格式化的时候，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，存放 inode 所包含的信息。每个 inode 的大小，一般是128字节或256字节。通常情况下不需要关注单个 inode 的大小，而是需要重点关注 inode 总数。inode总数在格式化的时候就确定了。

inode编号

每一个 inode 都有一个编号，系统根据 inode 编号可以快速的计算出 inode 信息在磁盘 inodes 存储区的偏移，然后从中获取 inode 信息，再根据 inode信息中记录的 Block 块位置，从Block存储区读出文件内容每个inode都有一个号码，操作系统用inode号来识别不同的文件。

inode 编号在一个文件系统中是唯一的，多个文件系统之间可能会出现相同的编号，下图磁盘存储结构示意图中 /dev/vda1 和 /dev/vda2 在各自的文件系统中 inode 编号是唯一的。

Unix/Linux系统内部不是用文件名，而使用inode号来识别文件。对于系统来说，文件名只是inode号便于识别的别名。表面上用户是通过文件名打开文件，实际上系统内部分成三个步骤：

1. 系统找到这个文件名对应的inode号；
2. 通过inode号，获取inode信息；
3. 根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。

其实系统还要根据inode信息，看用户是否具有访问的权限，由就指向对应的数据block，没有就返回权限拒绝。

查看 inode 信息

使用 stat 命令查看inode信息

ls -i 直接查看文件 i 节点号

也可以通过 stat 查看文件 inode 信息，查看 i 节点号

df -i 查看硬盘分区的 inode总数 和 已使用 情况

上述文件字段解释：

• 文件系统：文件系统
• inodes：文件系统中的inodes总数量
• 已用I：inodes已经使用了的数量
• 可用I：inodes 可供使用的数量
• 已用I%：已经使用了的inodes百分比
• 挂载点：文件系统的挂载点

inode 特性带来的问题

由于 inode 号码和文件名分离，导致一些Unix/Linux 系统具备以下几种特有的现象。

1. 文件名包含特殊符号，可能无法正常删除。这时直接删除 inode ，能够起到删除文件的作用；

find ./* -inum 节点号 -delete
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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。

这种情况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。

硬链接与软链接

硬链接

通过文件系统的 inode 链接来产生新的文件名，而不是产生新的文件，称为硬链接。

一般情况下，每个 inode 号码对应一个文件名，但是 linux 允许多个文件名指向同一个 inode 号码。意味着可以使用不同的文件名访问相同的内容。

ln 源文件 目标文件（名）
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运行该命令之后，源文件与目标文件的 inode 号码相同，都指向同一个 inode。inode 信息中的链接数这时就会增加1。

当一个文件拥有多个硬链接时，对文件内容修改，会影响到所有文件名；但是删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。删除一个文件名，只会使得 inode 中的链接数减1.

需要注意的是：不能对目录做硬链接。
通过 mkdir命令创建一个新目录，其硬连接数应该有2个，应为常见的目录本身为1个硬链接，而目录下的隐藏目录 .(点号）是该目录的又一个硬链接，也算是1个硬链接数。

[root@hero ~]# mkdir /oldboy/oldboy
[root@hero ~]# ll -d /oldboy/oldboy
drwxr-xr-x. 2 root root 6 3月  17 09:11 /oldboy/oldboy
[root@hero ~]# ll -a /oldboy/oldboy
总用量 0
drwxr-xr-x. 2 root root   6 3月  17 09:11 .
drwxr-xr-x. 3 root root 181 3月  17 09:11 ..
​

隐藏目录中的 . 表示当前目录，它是当前目录的一个硬链接，和当前目录拥有相同的inode编号。我们执行一个文件需要输入类似 ./test 的命令，命令中的 . 表示的就是当前目录； .. 表示当前目录的父目录，它是父目录的一个硬链接，和父目录拥有相同的inode编号。还记得返回上一层的命令 cd ..吗？这里的 cd ..表示的就是当前目录的父目录。

软链接

软链接就是再创建一个独立的文件，而这个文件会让数据的读取指向它连接的那个文件的文件名。

ln -s 源文件或目录 目标文件或目录
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例如，文件A 和 文件B 的 inode 号码虽然不一样，但是 文件A 的内容是 文件B 的路径。读取 文件A 时，系统会自动将访问者导向 文件B 。这时，文件A 就称为 文件B 的软链接 soft link 或者符号链接 symblic link。

这意味着，文件A 依赖于 文件B 而存在，如果删除了 文件B，打开 文件A 就会报错。这是软链接与硬链接最大的不同：文件A 指向 文件B 的文件名，而不是 文件B 的 inode 号码，文件B 的 inode 链接数不会因此发生变化。