Day11-Linux系统iNode及链接知识及企业按哪里精讲

1. 文件核心 属性知识

1.1 什么是索引节点（inode）。

中文意思是索引节点(index node)

是磁盘上的一块【存储空间】。

一个inode大小256字节。

看到形态是一个串数字（身份证）。

1.2 索引节点作用

存储文件的属性信息(大小、用户、组、修改时间 ls -l的信息都在里面放着)。

还存放一个重要的东西，指向文件真正实体的位置信息（指针）。

1.3 inode是怎么产生的？

1）买回来磁盘，要使用的4个步骤。

 （1）分区（打隔断），c,d,e/ sda1/sda2
 （2）格式化（装修），创建文件系统。

 什么是文件系统？组织和存储数据的一种机制。（装修风格）

 （3）挂载（搞个门搞个窗户）

 （4）使用（拎包入住）

2）inode是在磁盘格式化，创建[文件系统]的时候产生的。

​ Linux文件系统ext4，xfs，windows文件系统ntfs，fat32

​ 创建[文件系统]的时候就会生成inode和block

​ inode和block都是磁盘空间的组成。

​ 数据分为两种形式：

​ 1）AV实体称之为真正数据。

​ 2）AV属性信息（40G），美国生产。元数据：数据的数据信息。

​ 找女生，先要获取源数据，然后在需要数据。

​ 元数据就要放在inode里。

​ 真正数据就放在block里。

1.4 inode的特点？

1）是文件的唯一标识（身份证）。

2）大小256字节。

3）存放文件属性信息及指向文件所在位置信息。

4）创建文件的时候就分配inode。

5）一个文件有且只有一个inode（分区或磁盘内）。

6）多个文件有相同的inode，是同一个文件的不同文件名。

​ 这样的文件被称为硬链接文件。

1.5 Linux系统读取文件的原理

​ 创建文件。/oldboy.log

​ 1.文件名放到/下block里。

​ 2.分配inode（256字节），放文件属性。

​ 3.分配block，放文件内容（多个block）。

1.6 企业生产案例：No space left on device问题企业案例

No space left on device

没有 空间 剩余 在设备上

windows通常是block满了。

磁盘满有两种情况。

1.inode满了。

2.block满了。

任意之一不够用空间就会提示No space left on device

一个AV40G，属性占一个inode，100万个block（单个block4K）。

磁盘存储的都是大文件这个时候一定block不够用。

磁盘存储的都是小文件(低于block大小的文件)这个时候一定inode不够用。

0.1K

分区在格式化的时候inode多，还是block多？为什么？

解答：block多

工作中磁盘里的文件大部分都是大于4K，所以格式化时候，系统自动安排适合业务场景的分配模式。

一个文件至少是一个inode，消耗inode是基本就是一对一。消耗block是1对多

[root@oldboy ~]# mkfs.ext4 /dev/sdc                            #<==格式化。
mke2fs 1.42.9 (28-Dec-2013)
/dev/sdc is not a block special device.
Discarding device blocks: 完成                            
文件系统标签=
OS type: Linux
块大小=1024 (log=0)
分块大小=1024 (log=0)

Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks
============================================
104 inodes, 800 blocks 
============================================

2. block介绍

1）存放文件实体内容的空间。

2）默认大小1,2,4K。

3）一个block只能被一个文件占有，不能放两个文件。

如果文件大小0.1K,也会占一个block。剩余3.9K浪费了。

4）block是文件系统存储大小的基本单位。

如果文件较大，block就是大点好，读数据是按block读取，block是4K，一次读4K。

如果文件小，

分布式文件系统，block可能到64K

2.1 Block的特点如下：

• 磁盘读取数据是按Block为单位读取的。
• 每读取一个Block就会消耗一次磁盘I/O（input/output 磁盘读写）。
• 若文件比较大，一个文件可能占用多个Block。
• 若文件比较小，一个Block剩余空间会被浪费，无论内容有多小。

和磁盘block，inode有关的命令

1）查看文件inode

[root@oldboy ~]# ls -li
总用量 29724
33583628 -rw-r--r--. 1 root root      184 5月  12 2021 ab.txt

2）查看磁盘和分区的inode

[root@oldboy ~]# df -i
文件系统                  Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
devtmpfs                 500271     337  499934       1% /dev
tmpfs                    503267       1  503266       1% /dev/shm
tmpfs                    503267    1217  502050       1% /run
tmpfs                    503267      16  503251       1% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 8910848   67454 8843394       1% /
/dev/sda1                524288     326  523962       1% /boot
tmpfs                    503267       1  503266       1% /run/user/0

3）查看磁盘和分区的大小（block）

[root@oldboy ~]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 2.0G     0  2.0G    0% /dev
tmpfs                    2.0G     0  2.0G    0% /dev/shm
tmpfs                    2.0G  100M  1.9G    6% /run
tmpfs                    2.0G     0  2.0G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   17G  2.1G   15G   13% /
/dev/sda1               1014M  138M  877M   14% /boot
tmpfs                    394M     0  394M    0% /run/user/0

2.2 企业生产案例：No space left on device问题企业案例

df -h没有满啊？为什么？

实践：

环境准备，命令集合如下：

mkdir -p /app/logs                            #<==创建用于挂载的目录。
dd if=/dev/zero of=/dev/sdc bs=8K  count=100  #<==创建指定大小的文件。
mkfs.ext4 /dev/sdc                            #<==格式化。
mount -o loop /dev/sdc /app/logs              #<==挂载。
df -h                                         #<==检查挂载结果。

block满了

[root@oldboy ~]# \cp /etc/services /mnt/asdasdf -a
cp: 写入"/mnt/asdasdf" 出错: 设备上没有空间

inode满了

[root@oldboy mnt]# touch oldboy{1..94}
touch: 无法创建"oldboy93": 设备上没有空间
touch: 无法创建"oldboy94": 设备上没有空间
[root@oldboy mnt]# df -i
文件系统                  Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 挂载点
devtmpfs                 500271     342  499929       1% /dev
tmpfs                    503267       1  503266       1% /dev/shm
tmpfs                    503267    1224  502043       1% /run
tmpfs                    503267      16  503251       1% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root 8910848   67457 8843391       1% /
/dev/sda1                524288     326  523962       1% /boot
tmpfs                    503267       1  503266       1% /run/user/0
/dev/loop0                  104     103       1     100% /mnt
[root@oldboy mnt]# df -h
文件系统                 容量  已用  可用 已用% 挂载点
devtmpfs                 2.0G  788K  2.0G    1% /dev
tmpfs                    2.0G     0  2.0G    0% /dev/shm
tmpfs                    2.0G  100M  1.9G    6% /run
tmpfs                    2.0G     0  2.0G    0% /sys/fs/cgroup
/dev/mapper/centos-root   17G  2.1G   15G   13% /
/dev/sda1               1014M  138M  877M   14% /boot
tmpfs                    394M     0  394M    0% /run/us

2.3 什么情况会导致inode满？

1）小文件特别多的时候。

2）多数情况下是基于日常Linux定时任务crond配置不当导致的。

2.4 链接

1. 链接可分为两种：一种为硬链接（Hard Link），另一种为软链接（Soft link）。

2. 命令是ln

   如果使用ln -s创建链接则为软链接，软链接文件的文件类型为l（字母L）。

   创建硬链接语法：“ln 原始文件 目标文件”（注意空格）。

   创建软链接语法：“ln -s 原始文件 目标文件”（目标文件不能事先存在）。

2.5 什么是硬链接？

1）具有【相同索引节点号】的文件，互相称之为硬链接文件。

2）具有【相同索引节点号】的文件，指向同一个文件实体。

2.5.1 硬链接文件作用

用于备份，防止误删文件。

找一找互为硬链接的文件。

. 和当前目录互为硬链接文件，点和当前目录是一个目录？可以

… 和上一级目录互为硬链接文件。

特征：索引节点相同。

实践：

[root@oldboy mnt]# cd ~
[root@oldboy ~]# pwd
/root
[root@oldboy ~]# cd .
[root@oldboy ~]# cd ~
[root@oldboy ~]# cd ./
[root@oldboy ~]# cd /root
[root@oldboy ~]# ls -lid . ~ ./ /root
33574977 dr-xr-x---. 5 root root 4096 5月  13 2021 .
33574977 dr-xr-x---. 5 root root 4096 5月  13 2021 ./
33574977 dr-xr-x---. 5 root root 4096 5月  13 2021 /root
33574977 dr-xr-x---. 5 root root 4096 5月  13 2021 /root
[root@oldboy ~]# ls -lid .. /
64 dr-xr-xr-x. 21 root root 4096 5月  17 23:23 /
64 dr-xr-xr-x. 21 root root 4096 5月  17 23:23 ..

​ 问题:上面21数字代表/的硬链接数，请找出上面21数字的所有硬链接。

​ 1）所有/下子目录下的…都是。

​ 2）当下目录的 .

​ 3）自身 /

2.5.2 硬链接实践

ln 源文件 硬链接文件（不能事先）

[root@oldboy oldboy]# mkdir /oldboy -p
[root@oldboy oldboy]# touch /oldboy/oldboyfile  #源文件
[root@oldboy oldboy]# cd /oldboy
[root@oldboy oldboy]# ln oldboyfile  oldboyfile_hard_link
[root@oldboy oldboy]# ls -li oldboyfile oldboyfile_hard_link
50339361 -rw-r--r--. 2 root root 0 May 15 04:28 oldboyfile
50339361 -rw-r--r--. 2 root root 0 May 15 04:28 oldboyfile_hard_link
[root@oldboy oldboy]# ln oldboyfile  oldboyfile_hard_link1
[root@oldboy oldboy]# ls -li
total 0
50339361 -rw-r--r--. 3 root root 0 May 15 04:28 oldboyfile
50339361 -rw-r--r--. 3 root root 0 May 15 04:28 oldboyfile_hard_link
50339361 -rw-r--r--. 3 root root 0 May 15 04:28 oldboyfile_hard_link1

结论：

1.只要有一个硬连接数，数据就不会丢。

2.把全部的硬链接删除，数据就丢失了。

[root@oldboy oldboy]# echo "i am oldboy" >oldboyfile
[root@oldboy oldboy]# cat oldboyfile
i am oldboy
[root@oldboy oldboy]# cat oldboyfile_hard_link
i am oldboy
[root@oldboy oldboy]# cat oldboyfile_hard_link1
i am oldboy

[root@oldboy oldboy]# ln oldboyfile_hard_link oldboyfile  #找回
[root@oldboy oldboy]# cat oldboyfile
i am oldboy

2.5.3 硬链接知识小结：

• 具有相同Inode节点号的多个文件互为硬链接文件，本质是相同文件不同文件名。

• 删除硬链接文件或者删除源文件任意之一，文件实体并未被删除。

  只有删除了源文件及所有对应的硬链接文件，文件实体才会被删除。

• 待所有的硬链接文件及源文件被删除后，

  a.存放新的数据会占用这个文件的空间，

  b.磁盘fsck检查（定时或人工）的时候，删除的数据也会被系统回收（养成删除及使用多套环境测试的好习惯）。

• 硬链接文件就是文件的另一个入口（相当于超市的前门、后门）。

• 可以通过给文件设置硬链接文件，来防止重要文件被误删。

• 通过执行命令“ln 源文件 硬链接文件”，即可完成创建硬链接。

• 硬链接文件是普通文件，因此可以用rm命令删除。

• 创硬链接只能针对文件，不能针对目录。

2.6 软链接：

2.6.1 什么是软链接？

软链接就是快捷方式，指向源文件的位置。

2.6.2 为什么需要软链接？作用

1）复杂的路径简单化。

[root@oldboy oldboy]# ln -s /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 ~/oldboy

​ 2）企业作用：编译安装的软件升级时候

​ nginx web服务

​ 安装目录：/application/nginx-1.19.1

​ 使用方面：/application/nginx #简单方便，程序软件配置的都是这个。

​ 升级版本：/application/nginx-1.20.2 #正式使用。。

​ 升级操作：

rm -f /application/nginx
ln -s /application/nginx-1.20.2 /application/nginx

[root@oldboy oldboy]# ln -s /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0 ~/oldboy
[root@oldboy oldboy]# ls -l ~/oldboy
lrwxrwxrwx. 1 root root 41 5月  18 00:35 /root/oldboy -> /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
[root@oldboy oldboy]# ls -l /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0
-rw-r--r--. 1 root root 308 5月   7 2021 /etc/sysconfig/network-scripts/ifcfg-eth0

2.6.3 软链接原理图

2.6.4 软链接知识小结

• 软链接类似Windows的快捷方式（可以通过readlink查看其指向）。

• 软链接类似一个文本文件，里面存放的是源文件的路径，指向源文件实体。

• 删除源文件，软链接文件依然存在，但是无法访问指向源文件路径内容了。

  链接失效的时候一般是白字红底闪烁提示。

• 执行命令“ln -s 源文件 软链接文件”，即可完成创建软链接（目标不能存在）。

• 软链接和源文件是不同类型的文件，也是不同的文件，Inode号也不相同。

• 软链接文件的文件类型为字母(l)，可以用rm命令删除。

• 软链接文件不仅可以针对文件，更可以针对目录（企业中常用）。

2.7 企业面试：请描述Linux中软链接和硬链接的区别

1）答分类：在Linux系统中，链接分两种 ：一种被称为硬链接（Hard Link），另一种被称为符号链接或软链接（Symbolic Link）。

2）答概念：硬链接文件与源文件的Inode节点号相同，而软链接文件相当于Windows下面的快捷方式（Inode节点号与源文件不同）

3）答创建：默认不带参数情况下，ln命令创建的是硬链接，带-s参数的ln命令创建的是软链接，创建命令示例。。

4）答特点：

a)不能对目录创建硬链接，但可以创建软链接，对目录的软链接会经常被用到。

b)软链接可以跨文件系统，硬链接不可以跨文件系统。

c)删除软链接文件,对源文件及硬链接文件无任何影响。

d)删除文件的硬链接文件，对源文件及软链接文件无任何影响。

e)删除链接文件的源文件，对硬链接文件无影响，会导致其软链接失效（红底白字闪烁状）。

f)同时删除源文件及其硬链接文件，整个文件才会被"真正"的删除。

5）答案例：硬链接用处不多，可以用来对重要文件做快照防止误删，对目录建立软链接在工作中很常用，例如：安装软件会用nginx-1.10作为目录，安装完后设置软链接为nginx，即保持了版本号标识，又方便使用，以及后续软件升级。

2.8 Linux系统文件删除原理

1）静态文件

：i_link=0，解释硬链接数为0，所有的硬链接都删除文件就被删除了。

2）动态文件

i_count=0, 进程引用计数为0，没有被进程调用（使用）的文件。

3）原理见图

真实企业级磁盘满故障的案例仅给出地址，读者可以打开地址观看。

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