对话 UNIX: 关于 inode

转自：http://www.ibm.com/developerworks/cn/aix/library/au-speakingunix14/

inode 是 UNIX 操作系统中的一种数据结构，它包含了与文件系统中各个文件相关的一些重要信息。在 UNIX 中创建文件系统时，同时将会创建大量的 inode 。通常，文件系统磁盘空间中大约百分之一空间分配给了 inode 表。

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有时，人们使用了一些不同的术语，如 inode 和索引编号 (inumber)。这两个术语非常相似，并且相互关联，但它们所指的并不是同样的概念。 inode 指的是数据结构；而索引编号实际上是 inode 的标识编号，因此也称其为 inode 编号 或者索引编号。索引编号只是文件相关信息中一项重要的内容。下一个部分将介绍 inode 中的其他一些属性。

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inode 表包含一份清单，其中列出了对应文件系统的所有 inode 编号。当用户搜索或者访问一个文件时，UNIX 系统通过 inode 表查找正确的 inode 编号。在找到 inode 编号之后，相关的命令才可以访问该 inode ，并对其进行适当的更改。

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例如，使用 vi 来编辑一个文件。当您键入 vi <filename> 时，在 inode 表中找到 inode 编号之后，才允许您打开该 inode 。在 vi 的编辑会话期间，更改了该 inode 中的某些属性，当您完成操作并键入 :wq 时，将关闭并释放该 inode 。通过这种方式，如果两个用户试图对同一个文件进行编辑， inode 已经在第一个编辑会话期间分配给了另一个用户 ID (UID)，因此第二个编辑任务就必须等待，直到该 inode 释放为止。

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inode 的结构

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对于经验丰富的 UNIX 开发人员或者管理员来说， inode 的结构相对比较简单，但是可能还有一些您尚不了解的、令人惊讶的有关 inode 的内幕。下面的定义仅给出了 inode 中所包含的、UNIX 用户经常使用的一些重要信息：

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• inode 编号
• 用来识别文件类型，以及用于 stat C 函数的模式信息
• 文件的链接数目
• 属主的 UID
• 属主的组 ID (GID)
• 文件的大小
• 文件所使用的磁盘块的实际数目
• 最近一次修改的时间
• 最近一次访问的时间
• 最近一次更改的时间

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从根本上讲， inode 中包含有关文件的所有信息（除了文件的实际名称以及实际数据内容之外）。可以在 AIX 的 Header 文件 /usr/include/jf/ino.h 中、或者 Web 页面 http://publib.boulder.ibm.com/infocenter/systems/index.jsp?topic=/com.ibm.aix.files/doc/aixfiles/inode.h.htm 中可以找到完整的 inode 结构。

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以上所列举的信息对于文件来说非常重要，并且在 UNIX 中频繁使用。如果没有这些信息，那么文件将被认为遭到破坏和不可用。

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与其他的操作系统相比，UNIX 系统中的目录和文件可能看起来有所不同，但事实并非如此。在 UNIX 中，目录本身就是文件，只是在它们的 inode 中使用了一些附加的设置。目录 本质上就是一个包含了其他文件的文件。另外，其模式信息中设置了一些相应的标志，以告知系统该文件实际上是一个目录。

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回页首

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使用 inode

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了解如何在 UNIX 中使用 inode 可以节约大量的时间，并提高工作效率。在尚未了解 inode 之前，您可以使用下面的命令，以减少可能碰到的问题。

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df 命令

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如前所述，当您在 UNIX 中创建一个文件系统时，将为 inode 表分配大约百分之一的总磁盘空间。每次在文件系统中创建一个文件时，都会为该文件分配一个 inode 。通常，与一个文件系统相关联的 inode 的数目足够多，但耗尽 inode 的可能性始终存在。要监视是否发生了这种情况，您可以观察 df 的输出。

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使用 df 命令，您可以查看所有已挂载的文件系统或者特定的文件系统。在该命令的输出中，您可以查看各个文件系统中已使用的 inode 的数目，以及文件系统中总体使用情况百分比，如清单 1 中所示。

清单 1. 使用 df 来监视 inode 的使用

                
# df -k|head -6

Filesystem    1024-blocks      Free %Used    Iused %Iused Mounted on
/dev/hd4           229376    138436   40%     4730    13% /
/dev/hd2          8028160    962692   89%   110034    33% /usr
/dev/hd9var       1835008    366400   81%    25829    24% /var
/dev/hd3           524288    523564    1%       98     1% /tmp
/dev/hd1            32768     32416    2%        5     1% /home

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如果由于某种原因，某个文件系统 inode 的使用率达到百分之百，那么您将无法在该文件系统中创建更多的文件、设备、目录等等。对于这种情况，一种解决方案是通过 smitty
chfs 命令为该文件系统添加更多的空间，如图 1 所示。另一种解决方案是创建较小的 inode 区段。现在，在增强的日志文件系统 (Enhanced Journal File System) 中，IBM AIX 5L 允许 inode 区段小于 16KB 的缺省大小。请记住，如果您在 AIX 5L 中使用这个选项，那么将无法从较早版本的 AIX 访问该文件系统。

图 1. smitty chfs 命令的结果