CNDBA社区
1 inode 概念
在Linux 系统上，对于业务繁忙的系统，可能会遇到磁盘不足的错误：No space left on device。 这里除了真正的磁盘空间不足，还有另外一种可能性，就是inode 被用完了。 所以对于比较重要的业务系统的服务器，需要同时监控磁盘空间和inode 的使用情况。
文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做”扇区”（Sector）。每个扇区储存512字节。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，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个”块”（block）。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，即连续八个 sector组成一个 block。
文件数据都储存在”块”中，那么很显然，我们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。
2 inode的内容
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
总之，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。
可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：
[dave@www.cndba.cn scripts]# stat cndba.sh
File: `cndba.sh'
Size: 41 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: fc01h/64513d Inode: 2103599 Links: 1
Access: (0755/-rwxr-xr-x) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2021-08-03 19:55:14.181358950 +0800
Modify: 2021-08-03 19:52:52.425646419 +0800
Change: 2021-08-03 19:53:02.573842858 +0800
[dave@www.cndba.cn scripts]#
3 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：
- 数据区，存放文件数据；
- 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1/8空间（12.5%）。
查看每个硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df命令。
[dave@www.cndba.cn scripts]# df -i
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/vda1 3276800 67129 3209671 3% /
tmpfs 1007616 1 1007615 1% /dev/shm
[dave@www.cndba.cn scripts]#
磁盘容量会与inode数成正比。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，报错：No space left on device
4 inode号码
每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。
这里值得重复一遍，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：
- 系统找到这个文件名对应的inode号码；
- 通过inode号码，获取inode信息；
- 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：
[dave@www.cndba.cn scripts]# ls -il cndba.sh
2103599 -rwxr-xr-x 1 root root 41 Aug 3 19:52 cndba.sh
[dave@www.cndba.cn scripts]#
5 目录文件
Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。打开目录，实际上就是打开目录文件。
目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。
ls -il命令列出整个目录文件下文件名和inode号码：
[dave@www.cndba.cn www]# ls -il scripts
total 640
2103600 -rwxr-xr-x 1 root root 13424 Aug 3 20:05 a.out
2097158 -rwxr--r-- 1 root root 311 Oct 26 2019 backupDB.sh
2103599 -rwxr-xr-x 1 root root 41 Aug 3 19:52 cndba.sh
2103601 -rwxrwxr-x 1 root root 9752 Aug 3 19:55 cndba.sh.x
2103595 -rw-r--r-- 1 root root 17929 Aug 3 19:55 cndba.sh.x.c
2097175 -rw-r--r-- 1 root root 3511 Oct 28 2019 dbemail.py
2103463 -rw-r--r-- 1 root root 11288 Aug 22 23:58 dbemial.log
2103602 -rwxr-xr-x 1 root root 13424 Aug 3 20:05 main
2097156 -rwxr-xr-x 1 root root 8087 Oct 26 2019 monitorsystem.py
2103462 -rw-r--r-- 1 root root 457731 Aug 23 15:10 sql.log
2103604 drwxr-xr-x 5 root root 4096 Oct 15 2020 UnSHc-master
2103603 -rw-r--r-- 1 root root 84024 Aug 3 20:11 UnSHc-master.zip
2097357 -rwxr-xr-x 1 root root 138 Apr 17 2020 update_download_score.sh
[dave@www.cndba.cn www]#
6 硬链接
一般情况下，文件名和inode号码是”一一对应”关系，每个inode号码对应一个文件名。但是，Unix/Linux系统允许，多个文件名指向同一个inode号码。
这意味着，可以用不同的文件名访问同样的内容；对文件内容进行修改，会影响到所有文件名；但是，删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为”硬链接”（hard link）。
ln命令可以创建硬链接：
ln 源文件 目标文件
运行上面这条命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向同一个inode。inode信息中有一项叫做”链接数”，记录指向该inode的文件名总数，这时就会增加1。
反过来，删除一个文件名，就会使得inode节点中的”链接数”减1。当这个值减到0，表明没有文件名指向这个inode，系统就会回收这个inode号码，以及其所对应block区域。
这里顺便说一下目录文件的”链接数”。创建目录时，默认会生成两个目录项：”.”和”..”。 前者的inode号码就是当前目录的inode号码，等同于当前目录的”硬链接”；后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码，等同于父目录的”硬链接”。
所以，任何一个目录的”硬链接”总数，总是等于2（某一目录的目录名和该目录的当前目录名）加上它的子目录总数（含隐藏目录）。（因为inode信息中有一项叫做”链接数”，记录指向该inode的文件名总数）
7 软链接
除了硬链接以外，还有一种特殊情况。
文件A和文件B的inode号码虽然不一样，但是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时，系统会自动将访问者导向文件B。因此，无论打开哪一个文件，最终读取的都是文件B。这时，文件A就称为文件B的”软链接”（soft link）或者”符号链接（symbolic link）。
这意味着，文件A依赖于文件B而存在，如果删除了文件B，打开文件A就会报错：”No such file or directory”。这是软链接与硬链接最大的不同：文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode号码，文件B的inode”链接数”不会因此发生变化。
ln -s命令可以创建软链接，命令如下：
ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录
8 inode的特殊作用
由于inode号码与文件名分离，这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。
- 有时，文件名包含特殊字符，无法正常删除。这时，直接删除inode节点，就能起到删除文件的作用。
- 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。
- 打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。因此，通常来说，系统无法从inode号码得知文件名。
第3点使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码，识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名，生成一个新的inode，不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候，文件名就自动指向新版文件，旧版文件的inode则被回收。
9 inode爆满解决方法
如果inode爆满导致报磁盘空间不足的错误： No space left on device，其实就是小文件太多了，占用了所在磁盘的所有元数据空间，解决方案就是删除这么小文件或者mv 掉这些小文件。
首先使用df -i 命令查看那个磁盘出现了这种问题。
然后删除对应磁盘下的文件。 但是这里要注意，直接用 rm -rf xxx 可能会报 Argument list too long 的错误，因为要删除的文件太多了。
可以分批来删除，比如：
find . -ctime +7 -name “*” | xargs -i rm -rf {}
该命令就是删除当前目录下 7天前所有数据，如果还有 Argument list too long问题，就把时间适当调前一些，比如30天前 -ctime +30。
