軟連線、硬連結和 i節點（inode）

SJLin96發表於2018-08-20

一. inode

inode（索引節點）：用來存放檔案及目錄的基本資訊，包含時間、檔名、使用者及群組等。
inode 是 UNIX 作業系統中的一種資料結構，其本質是結構體，它包含了與檔案系統中各個檔案相關的一些重要資訊。在 UNIX 中建立檔案系統時，同時將會建立大量的 inode 。通常，檔案系統磁碟空間中大約百分之一空間分配給了 inode 表。
Linux的檔案系統三個部分：
①超級塊（super block）：記錄此檔案系統的整體資訊。包括inode/block的總量、使用量、剩餘量，以及檔案系統的格式等。
②inode：記錄檔案的屬性，一個檔案佔用一個inode，同時記錄此檔案資料所在的block號碼。
③資料區（block）：實際的檔案內容。如果檔案小於block，只能獨佔這個block，空閒部分不能再被其他檔案使用。如果檔案太大時，會佔用多個block。
i節點（inode的表格中內容、inodetable）：
①每個inode大小固定為128位元組，含有有關一個檔案的資訊。
②主要內容：檔案訪問模式（rwx）、檔案的所有者和組、檔案大小、ctime、atime、mtime、檔案特性標誌、檔案真正內容指向（磁碟地址表）。
③在i節點中最重要的一項是磁碟地址表。
ls -i命令可顯示出inode：

建立一個檔案的過程，這個過程需要4個步驟：
①檔案屬性的儲存：核心先在i節點表中找到一個空的節點（假設是47，表示的是i節點表中第9個位置的i節點），將檔案的屬性激勵進去。
②檔案內容的儲存：一個檔案的內容往往需要許多的儲存塊（假設是3個塊）才能容納，而這些儲存塊是不連續的。核心會從自由塊的列表中找出3個自由的儲存塊，分別是塊300,100,200（核心找塊的順序不一定是從小到大排的）。核心就會把資料一次複製到塊300,100，200中。
③將檔案儲存檔案內容的資訊記錄到i節點中：上面已經將檔案依次放到塊300,200,100中了，所以在i節點的磁碟分佈區中依次記錄這3個標號，代表檔案存放的地方以及組合順序。
④新增檔名到目錄中：這個檔名就是使用者取的名字（假設是name）。核心將（8，name）新增到目錄檔案中，這樣檔名和i節點就對應起來了，就可以通過檔名來知道檔案的屬性和訪問檔案的內容。

硬連線指通過索引節點來進行連線。在Linux中，多個檔名指向同一索引節點是存在的。一般這種連線就是硬連線。
硬連線的作用是允許一個檔案擁有多個有效路徑名，這樣使用者就可以建立硬連線到重要檔案，以防止“誤刪”的功能。其原因如上所述，因為對應該目錄的索引節點有一個以上的連線。
只刪除一個連線並不影響索引節點本身和其它的連線，只有當最後一個連線被刪除後，檔案的資料塊及目錄的連線才會被釋放。也就是說，檔案真正刪除的條件是與之相關的所有硬連線檔案均被刪除。
硬連結的兩個限制：
①不允許給目錄建立硬連結。
②只有在同一檔案系統中的檔案之間才能建立連結。即不同硬碟分割槽上的兩個檔案之間不能夠建立硬連結。這是因為硬連結是通過結點指向原始檔案的，而檔案的i-結點在不同的檔案系統中可能會不同。