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  • 简单了解Linux的inode与block

    Linux常见文件系统类型:ext3(CentOS5),ext4(CentOS6),xfs(CentOS7)

    Windows常见文件系统类型:FAT32,NTFS

    (1).inode的内容

    1)inode包含文件的元信息,具体来说有以下内容:

             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上次文件属性变动的时间,例如:chmod +x a.sh;mtime指文件内容上次变动的时间,例如:echo aa >> a.sh或vim a.sh;atime值文件上次打开的时间,例如:cat a.sh。

             链接数,即有多少文件名指向这个inode

             文件数据block的位置

    2)我们可以用stat命令,查看某个文件的inode信息:

    [root@xuexi ~]# stat /etc/passwd
      文件:"/etc/passwd"
      大小:2257      	块:8          IO 块:4096   普通文件
    设备:803h/2051d	Inode:17324457    硬链接:1
    权限:(0644/-rw-r--r--)  Uid:(    0/    root)   Gid:(    0/    root)
    环境:system_u:object_r:passwd_file_t:s0
    最近访问:2019-03-08 11:00:01.672759577 +0800
    最近更改:2019-02-13 16:19:23.303395879 +0800
    最近改动:2019-02-13 16:19:23.305395782 +0800
    创建时间:-
    [root@xuexi ~]# echo $LANG		//查看当前语言
    zh_CN.UTF-8
    [root@xuexi ~]# LANG="en_US.UTF-8"		//语言临时转为英文
    [root@xuexi ~]# stat /etc/passwd
      File: ‘/etc/passwd’
      Size: 2257      	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
    Device: 803h/2051d	Inode: 17324457    Links: 1
    Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: system_u:object_r:passwd_file_t:s0
    Access: 2019-03-08 11:00:01.672759577 +0800
    Modify: 2019-02-13 16:19:23.303395879 +0800
    Change: 2019-02-13 16:19:23.305395782 +0800
     Birth: -
    [root@xuexi ~]# ll /etc/passwd	//ll其实就是查看文件的inode信息
    -rw-r--r--. 1 root root 2257 Feb 13 16:19 /etc/passwd	//ll查看到的时间是ctime时间
    

    3)测试ctime,mtime和atime

    [root@xuexi ~]# touch a.txt
    [root@xuexi ~]# stat a.txt 
      File: ‘a.txt’
      Size: 0         	Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
    Device: 803h/2051d	Inode: 34042450    Links: 1
    Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
    Access: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
    Modify: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
    Change: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
     Birth: -
    [root@xuexi ~]# date -s "2019-03-07 14:29:49"	//修改系统时间
    Thu Mar  7 14:29:49 CST 2019
    [root@xuexi ~]# chmod +x a.txt
    [root@xuexi ~]# stat a.txt	//可以看到’ chmod +x a.txt’修改了ctime
      File: ‘a.txt’
      Size: 0         	Blocks: 0          IO Block: 4096   regular empty file
    Device: 803h/2051d	Inode: 34042450    Links: 1
    Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
    Access: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
    Modify: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
    Change: 2019-03-07 14:30:32.246910417 +0800
     Birth: -
    [root@xuexi ~]# echo aa >> a.txt
    [root@xuexi ~]# stat a.txt	//可以看到’ echo aa >> a.txt’修改了mtime和ctime
      File: ‘a.txt’
      Size: 3         	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
    Device: 803h/2051d	Inode: 34042450    Links: 1
    Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
    Access: 2019-03-08 14:24:17.272886924 +0800
    Modify: 2019-03-07 14:31:19.164728344 +0800
    Change: 2019-03-07 14:31:19.164728344 +0800
     Birth: -
    [root@xuexi ~]# vim a.txt
    //添加了一行bbb
    [root@xuexi ~]# stat a.txt	//可以看到’ vim a.txt’修改了atime,ctime和mtime
      File: ‘a.txt’
      Size: 7         	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
    Device: 803h/2051d	Inode: 34729170    Links: 1
    Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
    Access: 2019-03-07 14:32:42.604862498 +0800
    Modify: 2019-03-07 14:32:42.604862498 +0800
    Change: 2019-03-07 14:32:42.605945804 +0800
     Birth: -
    [root@xuexi ~]# cat a.txt
    aa
    bbb
    [root@xuexi ~]# stat a.txt	//可以看到’ cat a.txt’修改了atime 
      File: ‘a.txt’
      Size: 7         	Blocks: 8          IO Block: 4096   regular file
    Device: 803h/2051d	Inode: 34729170    Links: 1
    Access: (0755/-rwxr-xr-x)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
    Context: unconfined_u:object_r:admin_home_t:s0
    Access: 2019-03-07 14:34:27.525217232 +0800
    Modify: 2019-03-07 14:32:42.604862498 +0800
    Change: 2019-03-07 14:32:42.605945804 +0800
     Birth: -
    

      由此可见,黑客是可以通过修改时间,再植入木马,防止被find找到。

    4)inode的大小

             Inode也会消耗硬盘空间,所以硬盘格式化时,操作系统自动将文件分成两个区域。一个是数据区,用于存放文件数据;另一个是inode区,用于存放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1KB或2KB或4KB就设置一个inode。如果一块1GB的硬盘,每个inode节点的大小为128字节,每1KB就设置一个inode,那么inode区的大小就会达到128MB,占整个硬盘的12.8%。(所以block可以设置的大一点)

    5)inode号

             每个inode都有一个号码,操作系统用inode号来识别不同的文件。

             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iode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:首先,系统找到这个文件名对应的inode号;其次通过inode号获取inode信息;最后根据inode信息找到文件数据所在的block,读出数据。

             可以使用’ls -i [filename]’快速查看文件的inode号:

    [root@xuexi ~]# ls -i a.txt 
    34729170 a.txt
    

      在Unix/Liunx系统中,目录也是一种文件。目录文件的结构非常简单,即使一系列目录项的列表。每个目录项由所包含文件的文件名以及该文件名对应的inode号组成。

      可以使用’ls -id [directory]’快速查看目录的inode号:

    [root@xuexi ~]# ls -id /etc
    16777281 /etc
    

      另外可以使用’df -i’查看每个磁盘分区的inode总数和已经使用的数量

    [root@xuexi ~]# df -i
    文件系统         Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
    /dev/sda3      8912384  193509 8718875       3% /
    devtmpfs        249583     408  249175       1% /dev
    tmpfs           253514       1  253513       1% /dev/shm
    tmpfs           253514     966  252548       1% /run
    tmpfs           253514      16  253498       1% /sys/fs/cgroup
    /dev/sda1       524288     359  523929       1% /boot
    /dev/sr0             0       0       0        - /mnt
    tmpfs           253514       6  253508       1% /run/user/42
    tmpfs           253514      17  253497       1% /run/user/1000
    tmpfs           253514       1  253513       1% /run/user/0
    

      注意:由于每个文件都必须有一个inode号,因此有可能发生inode已用光,但硬盘未存满的情况。这时就无法在硬盘上创建新的文件。

    6)inode的特殊作用

      有时文件名有特殊字符或乱码,无法正常修改或删除,可以通过inode号来进行操作。实例:

    [xf@xuexi ~]$ mkdir Dir
    [xf@xuexi ~]$ cd Dir/
    [xf@xuexi Dir]$ touch 学习  \创建一个中文的文件名
    [xf@xuexi Dir]$ ls
    学习
    [xf@xuexi Dir]$ LANG="en_US.gbk"  \临时调整一下编码,使得文件名变为乱码
    [xf@xuexi Dir]$ ls
    ??????
    [xf@xuexi Dir]$ ls -i  \看一下该文件的inode号
    407062 ??????
    \删除还可以使用"find . -inum 407062 -delete"(没有提示)以及"find . -inum 407062 | xargs -i rm {}"
    \修改类似 [xf@xuexi Dir]$ find . -inum 407062 -exec rm -i {} ; rm: remove regular empty file './345255246344271240'? y [xf@xuexi Dir]$ ls

      移动或重命名文件,只改变文件名,inode没影响。

      使用vim修改文件内容后,inode会发生改变。实例:

    [xf@xuexi ~]$ touch File
    [xf@xuexi ~]$ ls -i File 
    52016344 File
    [xf@xuexi ~]$ vim File
    //增加一行aaaaa [xf@xuexi ~]$ ls -i File  //inode号改变了 52016202 File [xf@xuexi ~]$ echo bbbbb>>File  //追加一行bbbbb [xf@xuexi ~]$ ls -i File  //inode号没变 52016202 File [xf@xuexi ~]$ cat File aaaaa bbbbb [xf@xuexi ~]$ ls -i File 52016202 File [xf@xuexi ~]$ cat > File <<EOF  //重写File > ccccc > ddddd > EOF [xf@xuexi ~]$ ls -i File  //inode号还是没变 52016202 File

      我一开始还怀疑会不会是我字节没有写满一个block,但我用cat写了20416个字节,结果inode号还是没变。我估计echo追加和cat重写都不改变inode号。

    (2).block的内容

             block是真正存储数据的地方。block文件系统中的最小存储单位,扇区磁盘中的最小存储单位。

             注意:Linux下叫block,Windows下叫簇。

    1)  Windows如何修改簇的大小

      可以右键一个分区,点击格式化会出现如下窗口:

    这里的分配单元大小就是设置簇的大小。

    2)  Block或簇的大小对系统的影响

      簇或block调大时,节约了寻址时间,速度变快,但浪费空间;簇和block调小时,节约空间,但寻址时间变长,速度变慢。

      说明:为什么簇或block调大会浪费空间?这是因为一个文件会占用多个簇或block来存放。当前一个簇或block放不下时,就会占用下一个簇或block,到最后如果产生不足以占用一个完整的簇或block时,仍然会占用一个完整的簇或block,就会浪费这个簇或block剩下的空间。

             如果有一个2T的硬盘,可以前1.5T使用4K的簇或block,后0.5G使用64K的簇或block,这样可以改善机械硬盘越到最后速度越慢的问题。

    3)  Linux下查看block的大小以及修改方式

      查看block的大小

    [root@xuexi ~]# file -s /dev/sdb1	//把block或设备当做普通文件看待
    /dev/sdb1: SGI XFS filesystem data (blksz 4096, inosz 512, v2 dirs)
    [root@xuexi ~]# xfs_info /dev/sdb1
    xfs_info: /dev/sdb1 is not a mounted XFS filesystem	//居然需要先挂载
    [root@xuexi ~]# ls /
    bin   dev   etc   lib    media  opt   root  sbin  srv  tmp  var
    boot  dump  home  lib64  mnt    proc  run   sdb1  sys  usr
    [root@xuexi ~]# mkdir /sdb1
    mkdir: 无法创建目录"/sdb1": 文件已存在
    [root@xuexi ~]# mount /sdb1 /dev/sdb1
    mount: /sdb1 不是一个块设备
    [root@xuexi ~]# mount /dev/sdb1 /sdb1/
    [root@xuexi ~]# xfs_info /dev/sdb1
    meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=65536 blks
             =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
             =                       crc=1        finobt=0 spinodes=0
    data     =                       bsize=4096   blocks=262144, imaxpct=25
             =                       sunit=0      swidth=0 blks
    naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
    log      =internal               bsize=4096   blocks=2560, version=2
             =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
    realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
    

      注意:xfs_info只能用于xfs的文件系统,如果是ext4或ext3请使用tune2fs

      修改block的大小,就需要用到mkfs.xfs格式化命令,需要格式化分区

    [root@xuexi ~]# umount /sdb1
    [root@xuexi ~]# mkfs -t xfs -b size=2048 /dev/sdb1
    mkfs.xfs: /dev/sdb1 appears to contain an existing filesystem (xfs).
    mkfs.xfs: Use the -f option to force overwrite.
    [root@xuexi ~]# mkfs -t xfs -b size=2048 -f /dev/sdb1
    meta-data=/dev/sdb1              isize=512    agcount=4, agsize=131072 blks
             =                       sectsz=512   attr=2, projid32bit=1
             =                       crc=1        finobt=0, sparse=0
    data     =                       bsize=2048   blocks=524288, imaxpct=25
             =                       sunit=0      swidth=0 blks
    naming   =version 2              bsize=4096   ascii-ci=0 ftype=1
    log      =internal log           bsize=2048   blocks=5120, version=2
             =                       sectsz=512   sunit=0 blks, lazy-count=1
    realtime =none                   extsz=4096   blocks=0, rtextents=0
    

      注意:mkfs.xfs就是mkfs –t xfs的简写。

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