Linux

Linux inode几点和文件数量的关系

在Linux操作系统中,其文件结构跟微软操作系统有比较大的差异。在Linux操作系统中,采用的是一种叫做inode的节点结构。在这个inode节点中,记录了文件的类型、大小、权限、所有者、文件连接的数目、创建时间与更新时间等重要的信息,还有一个比较重要的内容就是指向数据块的指针。一般情况下,如果只是将这个Linux系统当作客户端或者普通的服务器来处理的话,那么只需要采用年其默认的配置即可。但是,如果要将这个Linux操作系统当作新闻组服务器、论坛服务器等等服务器时,则就不能够采用默认设置了。系统管理员需要根据实际情况来调整这个inode节点的数量以及其他相关配置。
一、inode节点数量与文件存储的关系。
要了解如何配置inode节点数量,那么必须首先需要了解节点数量与文件数量的关系。在微软操作系统中,只要磁盘分区还有存储空间,则就可以存储文件。但是在Linux操作系统中则不同。在磁盘空间没有用完之前,用户也有可能无法存储新的文件。这主要是因为可以使用的inode节点已经完了。那么他们之间到底有什么关系呢?其实他们之间还有一个中间者,即数据块,即他们之间的关系是节点、数据块、文件数量之间的三角关系。
系统管理员首先需要明白的是,inode节点的数量跟数据块有关。但是他们不是简单的正比例或者反比例的关系。如现在有一个25KB的文件,而数据块的大小则为4KB。则此时这个文件会占用7个数据块,但是只占用了一个inode节点。另外还有一种比较特殊的情况,如在系统的/proc目录下的文件实际上并不存在。也就是说并不占用数据块。但是仍然需要占用一个节点。所以说,数据块跟inode节点之间没有存在比例关系。
但是,inode的数量会决定数据块的使用程度。如在inode节点数量小于数据块数量的情况下,而且用户存储的文件都比较小(如不到一个数据块的的大小)。在这种情况下,显然inode节点数量会比数据块要先用光。此时虽然还有空余的磁盘空间,但是由于inode节点数量已经用完。没有多余的节点可以用来保存文件的相关信息。所以在这种情况下用户将无法保存新的文件。所以有些用户会感到疑惑,为什么磁盘空间还有,但是却无法存储新的文件。就是这个Inode 节点在作怪。相反,如果inode节点数量比数据块的数量要多,但是如果用户存储的是大文件。在节点数量还没有用完的情况下,硬盘空间就已经用完了。此时也无法保存新的文件。那些实际上不存在的文件除外。
所以说,在部署Linux操作系统的时候,就应该根据将来系统运行时文件数据可能的存储状况,来决定数据块的大小与Inode节点的数量。从而最大程度的提高硬盘空间的利用率。不过通常情况下,如果LInix操作系统没有特殊的用途,只是作为普通的客户端来处理的话,那么只需要采用系统的默认设置即可。
二、在文件系统初始化时设置合适的节点数量。
从上面的分析中可以看出,inode节点数量跟系统中可以存储的文件数量有关。如果inode节点数量设置不合适的话,则可能在硬盘空间没有用完的情况下就无法存储文件了。虽然这种事情在一般情形下不会发生,但是在一些特殊的应用中则经常发生。如系统管理员不过将这台Linux操作系统当作论坛来使用,则有可能会发生这种事情。因为通常情况下,论坛服务器的文件存储有一个特点。论坛服务器上的文件往往都比较小,如大部分文件只需要利用一个数据块来保存即可。同时,其文件的数量又非常的多。所以,如果将Linux操作系统当作论坛等网站服务器来使用的话,如果采用默认设置的话,则很有可能是inode节点数量先用光,而硬盘空间还有剩余。此时新的文件将无法保存。
所以针对论坛服务器这种比较特殊的应用,笔者的建议是将数据块设置的小一点,以减少磁盘的碎片,提高硬盘的利用率。同时,将节点数量设置的多一点。如可以先根据数据块的大小和硬盘容量来计算出可用的数据块数量。然后将inode节点的数量设置为跟这个数据块的数量相同。如此的话,在最坏的情况下就是节点数量同数据块数量同时用完。而大部分情况下,服务器上总会有一些大文件,如图片等等,会占用多个数据块来进行存储。所以此时往往是硬盘空间先用完。故这么设置的话,可以提高硬盘空间的利用率。不会出现那种硬盘空间有剩余却无法保存新文件的奇怪现象。
不光光是论坛服务器需要这么设置。如果将Linux操作系统当作FTP服务器、邮箱服务器、新闻组服务器等等也都需要进行设置。一般来说,只要服务器上的文件符合两个特点,即文件数量多而文件容量比较小,就需要手工调整这个inode节点数量,而不能够采用默认的设置。否则的话,就会出现上面提到的这种异常情况。
如果需要调整inode的数量,则可以在利用mke2fs等相关的创建文件系统命令的时候进行单独的设置。这里需要强调的是,要在系统部署之前先确定这个需要的Inode节点数量。然后在创建文件系统中指定。当硬盘上已经存储了文件,此时再来进行调整就为时过晚了,因为重新创建文件系统会清除硬盘上原有的文件。所以就会导致文件的丢失。故笔者建议各位系统管理员,在将Linux操作系统当作服务器来使用之前,需要先了解一下服务器的用途。以及在这个应用下文件存储的特点。如果其符合文件数量多但是文件体积小的特点时,则需要考虑更改这个节点数量,让服务器可以存多更多的小体积文件。
三、查询节点的使用情况。
除了需要做好节点数量的规划外,系统管理员还需要追踪这个节点的使用情况。如当发现有硬盘空间还有剩余但是无法存储新文件的时候,系统管理员虽然怀疑这可能是节点数量不够所造成的。但是需要找出证据来证明自己的观点。此时就需要知道现在系统中的节点数量有多少、可用的有多少、已经用了多少等等。在Linix操作系统中提供了一个命令,可以帮助系统管理员来查询这个节点的应用情况。系统管理员之需要使用df –i(注意这个可选项必须要带上),来查询节点的使用数量与使用情况。在shell环境中执行了这个命令后,系统会像管理员提供如下信息:文件系统的名字、当前文件系统总的inode节点数量、已经使用的节点数量、尚未使用的节点数量以及使用的百分比。如果在显示的结果中,发现节点数量为0的,则表示这个不是Linux操作系统的ext3或者ext2文件系统。此时这个分区就有可能使光驱或者微软的FAT等文件系统。
当发现节点数量剩余不多、而硬盘剩余空间还比较多时,系统管理员就需要注意了。如可以通过删除旧文件来释放节点。另外还有一种异常的情况,就是文件明明删除了,但是某些节点仍然没有释放。在Linux操作系统中有命令可以查询系统中是否有这种异常的情况。以后若有机会笔者会告诉大家如何维护节点的异常情况。这里篇幅有限,笔者就不过渡展开。如果没有可以删除的文件,而且节点的使用情况也没有异常的外,但是磁盘空间还有比较多的剩余,那么处理起来就比较麻烦了。此时系统管理员往往需要先备份分区上的文件。然后重新格式化这个文件分区,调整这个节点数量。然后再将文件复制进去。不过这是一个下下之策了。最理想的情况是,系统管理员根据自己的工作经验,在系统部署时就确定合适的节点数量,从而省去后续调整的麻烦。
另外笔者需要提醒大家的是,虽然在inode中存储了文件的大量信息,但是像文件名等信息却没有保存在这个节点中。就是因为这个特性,所以在文件管理上Linux操作系统要比Windows系统强的多,如可以同时采用符号连接与硬连接等等。硬连接相当于微软操作系统中的快捷方式。而符号连接则是跟快捷方式截然不同的文件管理模式,其往往帮助管理员来完成一些特殊的任务。

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