inode on ext2 ext3 file system

本文包含以下内容：

1. 什么是inode
2. inode 的内容
3. inode的大小
4. inode作用及如何修改其信息
5. 几个命令

1. 什么是inode

理解inode，要从文件储存说起。文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector）。每个扇区储存512字节（相当于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"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。通过下面的命令可以查看块的大小。

[root@pss1sitwls1a ~]# df -h .
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/cciss/c0d0p3     127G  113G  7.8G  94% /
[root@pss1sitwls1a ~]# tune2fs -l /dev/cciss/c0d0p3
tune2fs 1.35 (28-Feb-2004)
Filesystem volume name:   /
Last mounted on:          <not available>
Filesystem UUID:          aa69a26b-623a-419c-9734-26e6137e93e4
Filesystem magic number:  0xEF53
Filesystem revision #:    1 (dynamic)
Filesystem features:      has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery sparse_super large_file
Default mount options:    (none)
Filesystem state:         clean
Errors behavior:          Continue
Filesystem OS type:       Linux
Inode count:              16859136
Block count:              33704370
Reserved block count:     1685218
Free blocks:              3644491
Free inodes:              15663501
First block:              0
Block size:               4096
Fragment size:            4096
Reserved GDT blocks:      1015
Blocks per group:         32768
Fragments per group:      32768
Inodes per group:         16384
Inode blocks per group:   512
Filesystem created:       Mon Nov  3 13:44:20 2008
Last mount time:          Mon Oct 29 09:24:24 2012
Last write time:          Mon Oct 29 09:24:24 2012
Mount count:              24
Maximum mount count:      -1
Last checked:             Mon Nov  3 13:44:20 2008
Check interval:           0 (<none>)
Reserved blocks uid:      0 (user root)
Reserved blocks gid:      0 (group root)
First inode:              11
Inode size:               128
Journal inode:            8
First orphan inode:       1540335
Default directory hash:   tea
Directory Hash Seed:      d91b5ece-e8b6-423b-95a4-6a36cc400a43
Journal backup:           inode blocks
[root@pss1sitwls1a ~]#


这里先通过df -h命令获得一个某一块文件系统的名字，然后通过 tune2fs -l 去查看该文件系统上的supperblock的内容

文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。每一个文件对应一个inode，硬盘上有多少文件，就有多少个inode。

 2. inode 的内容

查看inode的内容可以通过 stat 命令查看。 接下来的例子中，我们用touch创建一个文件，然后用stat 查看它的inode内容

-bash-3.2$ touch a
-bash-3.2$ stat a
  File: `a'
  Size: 0               Blocks: 8          IO Block: 4096   regular empty file
Device: 6802h/26626d    Inode: 13389026    Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (24041/ attlmw1)   Gid: (24041/ attlmw1)
Access: 2013-04-27 11:23:09.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 11:23:09.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 11:23:09.000000000 +0800

 这里要注意最后links, 如果这个文件有N个hard link,那么这里就会是n. 关于hard link更详细的内容，后面会有详细讲解。还有需要注意的地方是access modify change。他们代表了，文件的 访问时间，改变时间和修改时间。

access

这是文件的访问时间，比如我们用cat 去阅读一个文件，那么该文件的access time 就会被改成当前的时间。通过 ls -lu 这个命令同样可以看到文件访问时间。但是有一个问题，有些情况下即使你读了该文件，它的atime仍然不会改变。这也许是因为该文件是在一个nfs系统上，而nfs系统在mount的时候指定了noatime的选项。

modify

这是文件的修改时间，如果我们用编辑器修改了文件的内容，那么这部分的时间就会改变。 ls -l 默认显示的就是修改时间 mtime

change

这是文件的改变时间，准确的说是文件inode的改变时间。比如说我们用 chmod 选项修改了该文件的访问权限，那么这时只有 change time 改变。 我们用 ls -lc 也可以看到文件的ctime

有一个疑问是，既然access time 也是记录在inode上的，那么atime的改变就说明inode 有改变啊？ 那么这时候ctime也应该修改了才对，但事实上，如果你用cat 去修改一个文件的atime，它的ctime是不会变的。比如

-bash-3.2$ touch a
-bash-3.2$ stat a
  File: `a'
  Size: 5               Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881233     Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (24041/ attlmw1)   Gid: (   10/   wheel)
Access: 2013-04-27 15:59:55.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 15:59:55.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 15:59:55.000000000 +0800
-bash-3.2$ cat a
haha
-bash-3.2$ stat a
  File: `a'
  Size: 5               Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881233     Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (24041/ attlmw1)   Gid: (   10/   wheel)
Access: 2013-04-27 15:59:59.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 15:59:55.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 15:59:55.000000000 +0800

3. inode size

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或每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命令。

$ df -i

注意，这一段是后加的
在unix情况下，如果是ufs可以用如下命令查看
-bash-3.00# df -F ufs -o i /
Filesystem             iused   ifree  %iused  Mounted on
/dev/md/dsk/d3        313429 1678379    16%   /
如果是其它的文件类型如Vxfs,可以用下列命令。
-bash-3.00# df -t /
/                  (/dev/md/dsk/d3    ):  3905190 blocks  1678379 files
                                  total: 33051508 blocks  1991808 files
其实，可以理解为不论什么文件系统都可以用-t查看inode

　　

查看每个inode节点的大小，可以用如下命令：

$ dumpe2fs -h /dev/mapper/vg_bhrjira1-lv_root | grep "Inode size"

4. Inode作用及如何修改其信息

这部分包括这么几个内容：

• 移动或者操纵文件
• update
• hard link 和 soft link
• 如何修改其信息

移动或操纵文件

有些时候，有的文件名字中会包含一些不可见字符，这些文件可能是用程序生成的。既然是不可见字符，我们就没有办法通过文件的名字来操纵它，这时候就需要用inode 号码，每一个inode指向一个文件，所以通过inode号，我们可以定位文件。  通过ls -i 命令可以查看inode号码。

update

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。

hardlink 和 soft link

学习节点就要了解hard link 和 soft link。 它们俩个跟inode息息相关。     我们先看 soft link。

首先通过命令创建一个文本文件file1
bash-3.2# echo aaaaaaaa>file1
看一下file1的inode信息，注意links的值为1
bash-3.2# stat file1
  File: `file1'
  Size: 9               Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881229     Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
我们用ln -s file1 soft_link_1这个命令为file1创建一个soft link
bash-3.2# ln -s file1 soft_link_1
bash-3.2#
bash-3.2# ls -l
total 12
-rw-r----- 1 root bin 9 Apr 27 16:16 file1
lrwxrwxrwx 1 root bin 5 Apr 27 16:17 soft_link_1 -> file1
再看一下 file1 和soft_link_1的inode 信息
bash-3.2# stat file1
  File: `file1'
  Size: 9               Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881229     Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:16:45.000000000 +0800
bash-3.2# stat soft_link_1
  File: `soft_link_1' -> `file1'
  Size: 5               Blocks: 8          IO Block: 4096   symbolic link
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881231     Links: 1
Access: (0777/lrwxrwxrwx)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:17:23.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:17:09.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:17:09.000000000 +0800

注意他们的links 的值都位1

 上面创建的就是soft link，soft link是新创建一个链接文件，该链接文件指向源文件。因为是新创建了一个文件，所以soft link的链接文件具有独立的一个inode。 而且这种soft link可以说是单向性的，也就是说 soft_link_1指向 file1，而不是 file1 指向 soft_link_1，由于这种单向性，如果我们把 file1 删除掉 那么 soft_link_1虽然还存在，但是它指向的东西却没有了，比如：

没有删除file1之前， 对file1 和 soft_link_1的cat 都一样。
bash-3.2# cat file1
aaaaaaaa
bash-3.2# cat soft_link_1
aaaaaaaa
bash-3.2# mv file1 file2
bash-3.2#
删除了 file1后，soft_link_1在cat的时候会显示错误。
bash-3.2# ls -l
total 12
-rw-r----- 1 root bin 9 Apr 27 16:16 file2
lrwxrwxrwx 1 root bin 5 Apr 27 16:17 soft_link_1 -> file1
bash-3.2# cat soft_link_1
cat: soft_link_1: No such file or directory

 ok 简单总结一下，

1. soft 是新生成一个链接文件
2. 该链接文件具有独立的inode
3. 该链接文件指向是单向的指向源文件。

那么 hard link是什么样的呢？

创建文件查看inode发现 links是1
bash-3.2# echo helloworld > file1
bash-3.2# stat file1
  File: `file1'
  Size: 11              Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881229     Links: 1
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
创建hard link文件 hard_link_1 发现ls 和stat的内容都一样，并且links是2
bash-3.2# ln file1 hard_link_1
bash-3.2#
bash-3.2# ls -l
total 16
-rw-r----- 2 root bin 11 Apr 27 16:29 file1
-rw-r----- 2 root bin 11 Apr 27 16:29 hard_link_1
bash-3.2# stat file1
  File: `file1'
  Size: 11              Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881229     Links: 2
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:29:34.000000000 +0800
bash-3.2# stat hard_link_1
  File: `hard_link_1'
  Size: 11              Blocks: 16         IO Block: 4096   regular file
Device: 6802h/26626d    Inode: 2881229     Links: 2
Access: (0640/-rw-r-----)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    1/     bin)
Access: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Modify: 2013-04-27 16:29:18.000000000 +0800
Change: 2013-04-27 16:29:34.000000000 +0800

 为什么上面的 ls 和 stat 显示的信息都相同，并且links是2了呢？  首先我们回忆一下，读取文件的具体过程是，文件名 -> inode-> ->文件的具体内容。 这里的文件名其实只是当前目录文件的文件内容中的一个条目。 hard link 就是在指定的目录里增加这么一个条目，让其指向原来的inode。 在我们的例子中，我们是在当前的目录文件的文件内容中增加了 hard_link_1这么一个条目，让这个条目指向file1的 inode。  现在我们知道了， inode中的links是 指向它的文件名字的个数。由于hard link是这么样一个原理，所以它具有下面的特性：

1. 删除hard link或者源文件之一只是删除了一个 文件名， 通过另外一个还可以访问文件。
2. hard link不能跨文件系统，因为 他们用同一个inode 
3. 目录不可以创建

5. 几个命令

tune2fs - adjust tunable filesystem parameters on ext2/ext3 filesystems

dumpe2fs - dump ext2/ext3 filesystem information