簡單了解Linux的inode與block


Linux常見文件系統類型:ext3(CentOS5),ext4(CentOS6),xfs(CentOS7)

Windows常見文件系統類型:FAT32,NTFS

(1).inode的內容

1)inode包含文件的元信息,具體來說有以下內容:

         文件的字節數

         文件擁有者的User ID

         文件的Group ID

         文件的讀、寫、執行權限

         文件的時間戳,共有三個:ctime指inode上次文件屬性變動的時間,例如:chmod +x a.sh;mtime指文件內容上次變動的時間,例如:echo aa >> a.sh或vim a.sh;atime值文件上次打開的時間,例如:cat a.sh。

         鏈接數,即有多少文件名指向這個inode

         文件數據block的位置

2)我們可以用stat命令,查看某個文件的inode信息:

[root@xuexi ~]# stat /etc/passwd
  文件:"/etc/passwd"
  大小:2257      	塊:8          IO 塊:4096   普通文件
設備:803h/2051d	Inode:17324457    硬鏈接:1
權限:(0644/-rw-r--r--)  Uid:(    0/    root)   Gid:(    0/    root)
環境:system_u:object_r:passwd_file_t:s0
最近訪問:2019-03-08 11:00:01.672759577 +0800
最近更改:2019-02-13 16:19:23.303395879 +0800
最近改動:2019-02-13 16:19:23.305395782 +0800
創建時間:-
[root@xuexi ~]# echo $LANG		//查看當前語言
zh_CN.UTF-8
[root@xuexi ~]# LANG="en_US.UTF-8"		//語言臨時轉為英文
[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其實就是查看文件的inode信息
-rw-r--r--. 1 root root 2257 Feb 13 16:19 /etc/passwd	//ll查看到的時間是ctime時間

3)測試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"	//修改系統時間
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: -

  由此可見,黑客是可以通過修改時間,再植入木馬,防止被find找到。

4)inode的大小

         Inode也會消耗硬盤空間,所以硬盤格式化時,操作系統自動將文件分成兩個區域。一個是數據區,用於存放文件數據;另一個是inode區,用於存放inode所包含的信息。

         每個inode節點的大小一般是128字節或256字節。Inode節點的總數在格式化時就給定,一般是1KB或2KB或4KB就設置一個inode。如果一塊1GB的硬盤,每個inode節點的大小為128字節,每1KB就設置一個inode,那么inode區的大小就會達到128MB,占整個硬盤的12.8%。(所以block可以設置的大一點)

5)inode號

         每個inode都有一個號碼,操作系統用inode號來識別不同的文件。

         Unix/Linux系統內部不是用文件名,而使用inode號來識別文件。對於系統來說,文件名只是iode號便於識別的別名。表面上用戶是通過文件名打開文件,實際上系統內部分成三個步驟:首先,系統找到這個文件名對應的inode號;其次通過inode號獲取inode信息;最后根據inode信息找到文件數據所在的block,讀出數據。

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

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

  在Unix/Liunx系統中,目錄也是一種文件。目錄文件的結構非常簡單,即使一系列目錄項的列表。每個目錄項由所包含文件的文件名以及該文件名對應的inode號組成。

  可以使用’ls -id [directory]’快速查看目錄的inode號:

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

  另外可以使用’df -i’查看每個磁盤分區的inode總數和已經使用的數量

[root@xuexi ~]# df -i
文件系統         Inode 已用(I) 可用(I) 已用(I)% 掛載點
/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:由於每個文件都必須有一個inode號,因此有可能發生inode已用光,但硬盤未存滿的情況。這時就無法在硬盤上創建新的文件。

6)inode的特殊作用

  有時文件名有特殊字符或亂碼,無法正常修改或刪除,可以通過inode號來進行操作。實例:

[xf@xuexi ~]$ mkdir Dir
[xf@xuexi ~]$ cd Dir/
[xf@xuexi Dir]$ touch 學習  \\創建一個中文的文件名
[xf@xuexi Dir]$ ls
學習
[xf@xuexi Dir]$ LANG="en_US.gbk"  \\臨時調整一下編碼,使得文件名變為亂碼
[xf@xuexi Dir]$ ls
??????
[xf@xuexi Dir]$ ls -i  \\看一下該文件的inode號
407062 ??????
\\刪除還可以使用"find . -inum 407062 -delete"(沒有提示)以及"find . -inum 407062 | xargs -i rm {}"
\\修改類似 [xf@xuexi Dir]$ find . -inum 407062 -exec rm -i {} \; rm: remove regular empty file './\345\255\246\344\271\240'? y [xf@xuexi Dir]$ ls

  移動或重命名文件,只改變文件名,inode沒影響。

  使用vim修改文件內容后,inode會發生改變。實例:

[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號改變了 52016202 File [xf@xuexi ~]$ echo bbbbb>>File  //追加一行bbbbb [xf@xuexi ~]$ ls -i File  //inode號沒變 52016202 File [xf@xuexi ~]$ cat File aaaaa bbbbb [xf@xuexi ~]$ ls -i File 52016202 File [xf@xuexi ~]$ cat > File <<EOF  //重寫File > ccccc > ddddd > EOF [xf@xuexi ~]$ ls -i File  //inode號還是沒變 52016202 File

  我一開始還懷疑會不會是我字節沒有寫滿一個block,但我用cat寫了20416個字節,結果inode號還是沒變。我估計echo追加和cat重寫都不改變inode號。

(2).block的內容

         block是真正存儲數據的地方。block文件系統中的最小存儲單位,扇區磁盤中的最小存儲單位。

         注意:Linux下叫block,Windows下叫簇。

1)  Windows如何修改簇的大小

  可以右鍵一個分區,點擊格式化會出現如下窗口:

這里的分配單元大小就是設置簇的大小。

2)  Block或簇的大小對系統的影響

  簇或block調大時,節約了尋址時間,速度變快,但浪費空間;簇和block調小時,節約空間,但尋址時間變長,速度變慢。

  說明:為什么簇或block調大會浪費空間?這是因為一個文件會占用多個簇或block來存放。當前一個簇或block放不下時,就會占用下一個簇或block,到最后如果產生不足以占用一個完整的簇或block時,仍然會占用一個完整的簇或block,就會浪費這個簇或block剩下的空間。

         如果有一個2T的硬盤,可以前1.5T使用4K的簇或block,后0.5G使用64K的簇或block,這樣可以改善機械硬盤越到最后速度越慢的問題。

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或設備當做普通文件看待
/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	//居然需要先掛載
[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: 無法創建目錄"/sdb1": 文件已存在
[root@xuexi ~]# mount /sdb1 /dev/sdb1
mount: /sdb1 不是一個塊設備
[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只能用於xfs的文件系統,如果是ext4或ext3請使用tune2fs

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

[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的簡寫。


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