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  • Linux的inode的理解

    来源:Linux社区  作者:pvbutler

    一、问题:
      在一台Linux服务器的/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。
    二、分析问题:
      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。

    Linux的inode的理解

          inode译成中文就是索引节点,每个存储设备(例如硬盘)或存储设备的分区被格式化为文件系统后,应该有两部份,一部份是inode,另一部份是Block,Block是用来存储数据用的。而inode呢,就是用来存储这些数据的信息,这些信息包括文件大小、属主、归属的用户组、读写权限等。inode为每个文件进行信息索引,所以就有了inode的数值。操作系统根据指令,能通过inode值最快的找到相对应的文件。
      而这台服务器的Block虽然还有剩余,但inode已经用满,因此在创建新目录或文件时,系统提示磁盘空间不足。

    三、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。
    四、解决方案:
      1、删除/data/cache目录中的部分文件,释放出/data分区的一部分inode。
      2、用软连接将空闲分区/opt中的newcache目录连接到/data/cache,使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题:
      ln -s /opt/newcache /data/cache
      3、增加空间

    一、inode

    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,而是一次性读取一个"块"(block),每个"块"(block)由八个连续的sector组成。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,文件数据都储存在"块"中,那么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"。每一个文件都有对应的inode,里面包含了与该文件有关的一些信息。

    二、inode的内容

    inode包含文件的元信息,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,共有三个: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,即有多少文件名指向这个inode

      * 文件数据block的位置 

    可以用stat命令查看某个文件的inode信息:

    [root@Zabbix_server home]# stat zabbix/
      File: `zabbix/'
      Size: 4096       Blocks: 8          IO Block: 4096  directory
    Device: 803h/2051d Inode: 130647      Links: 4
    Access: (0700/drwx------)  Uid: (  500/  zabbix)  Gid: (  500/  zabbix)
    Access: 2014-08-12 10:46:02.810999643 +0800
    Modify: 2014-07-23 07:19:01.146989703 +0800
    Change: 2014-07-23 07:19:01.146989703 +0800
    [root@Zabbix_server home]#

    除了文件名以外的所有文件信息,都存在inode之中。(为什么没有文件名,继续看下文)

    三、inode的大小

    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%。

    使用df -i可以查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量
    [root@Zabbix_server ~]# df -i
    Filesystem      Inodes  IUsed  IFree IUse% Mounted on
    /dev/sda3      1166880 103467 1063413    9% /
    tmpfs          128806      4  128802    1% /dev/shm
    /dev/sda1        51200    38  51162    1% /boot
    /dev/sr0            0      0      0    - /media/RHEL_6.5 i386 Disc 1
    [root@Zabbix_server ~]#

    查看每个inode节点的大小
    [root@Zabbix_server ~]# dumpe2fs -h /dev/sda3 | grep -i "inode size"
    dumpe2fs 1.41.12 (17-May-2010)
    Inode size:          256
    [root@Zabbix_server ~]#

    dumpe2fs默认未加入PATH中,需要手动加入
    [root@Zabbix_server ~]# export PATH=/sbin/dumpe2fs:$PATH
    [root@Zabbix_server ~]# echo $PATH
    /sbin/dumpe2fs:/home/script:/usr/lib/qt-3.3/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/home:/root/bin
    [root@Zabbix_server ~]#

    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,出现上面的实例情形。

    四、inode号码

    每个inode都有一个号码,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者绰号。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三步: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:
    [root@Zabbix_server zabbix]# ls -i indoe.txt 
    130698 indoe.txt
    [root@Zabbix_server zabbix]#

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