linux文件系统inode和block关系

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在 Linux 文件系统中，inode 和 block 是文件存储和管理中的两个核心概念，它们之间有着密切的关系。

1. 什么是 inode？

  • inode（索引节点）是 Linux 文件系统中用来存储文件元数据的数据结构。每个文件或目录都有一个唯一的 inode。
  • inode 中包含了文件的以下信息：
    • 文件类型（普通文件、目录、符号链接等）
    • 文件大小
    • 文件权限（读、写、执行等）
    • 文件的所有者（用户 ID 和组 ID）
    • 文件的时间戳（创建、修改、访问时间）
    • 指向数据块（block）的指针（即文件内容实际存储的位置）
  • 注意：inode 中不包含文件名，文件名是由目录项（directory entry）维护的，目录项将文件名映射到对应的 inode 编号。

2. 什么是 block？

  • block（数据块）是文件系统中最小的存储单位，用于实际存储文件的内容。
  • 文件系统将硬盘划分为多个固定大小的块（比如 1KB、4KB 等，具体大小取决于文件系统格式化时的设置）。
  • 一个文件的内容可能占用一个或多个 block。如果文件很小，可能只占用一个 block 的一部分；如果文件很大，则会占用多个 block。

磁盘分区在格式化的时候，inode/block已经给确定下来了

3. inode 和 block 的关系

  • inode 是文件的“索引”，它通过指针记录了文件数据所在的 block 位置。
  • 一个 inode 可以指向多个 block，具体取决于文件的大小和文件系统的设计：
    • 直接指针：inode 通常包含一些直接指向数据块的指针（比如 ext4 文件系统中通常有 12 个直接指针），用于存储较小的文件。
    • 间接指针：如果文件较大，inode 会使用间接指针（指向一个 block，这个 block 里存的是更多数据块的地址）。
    • 双重间接指针和三重间接指针：对于超大文件，会有更复杂的指针结构，层层指向最终的数据块。
  • 简单来说：
    • inode 是“文件的大脑”，负责描述文件和管理它的存储位置。
    • block 是“文件的身体”，实际存放文件的内容。

4. 举个例子

假设你有一个 10KB 的文件，文件系统 block 大小是 4KB：

  • 这个文件需要 3 个 block 来存储（2 个满的 4KB block + 1 个部分使用的 2KB block）。
  • 文件的 inode 会记录这些 block 的地址（比如 block 100、101 和 102）。
  • 当你读取文件时，系统先找到 inode，再通过 inode 中的指针找到对应的 block，读取数据。

5. 实际查询方法

在 Linux 中，你可以用以下命令查看 inode 和 block 的关系：

  • ls -li：显示文件的 inode 编号（第一列）。
  • stat 文件名：查看文件的详细元数据，包括 inode 号和占用的 block 数量。
  • df -i：查看文件系统的 inode 使用情况。
  • df -h：查看 block 使用情况。

查看磁盘block默认值:
blockdev --getbsz /dev/sda1

6. 总结

  • inode 负责文件的元数据和定位数据块。
  • block 负责存储文件的实际内容。
  • inode 通过指针连接到 block，形成文件存储的完整结构。