一切都是檔案，Linux和其他類Unix作業系統通過將所有內容都視為檔案（甚至是硬體裝置）來保持一致性。 鍵盤，滑鼠，印表機，顯示器，硬碟，程式，甚至目錄都被視為Linux中的檔案。 常規檔案包含文字（文字檔案），音樂，視訊（多媒體檔案）等資料。除常規資料外，還有一些關於這些檔案的其他資料，例如它們的大小，所有權，許可權，時間戳等。 有關檔案的後設資料使用稱為inode（索引節點）的資料結構進行管理。
什麼是 inode?
每個Linux檔案或目錄 (從技術角度講，它們之間沒有本質的區別) 都有一個inode，而這個inode包含了所有檔案的後設資料 (也就是說，讀取檔案所需的管理資料都儲存在inode中)。例如，inode包含儲存檔案的所有塊的列表，該檔案所有者資訊、許可權以及為該檔案設定的所有其他屬性。從某種意義上講，你可以說檔案就是inode，並且檔名被附加到inode上以使人們更容易使用它們。
inode在檔案系統建立是確定，並且每個檔案系統都有一個inode集合。最大的目錄大小取決於不同的檔案系統。為了獲得更好的效能，通常將檔案放入不同的子目錄中，而不是將所有檔案放入同一個目錄。
什麼是inode number
inode是inode table中的一個條目，包含有關目錄和常規檔案的後設資料。inode是傳統Unix風格檔案系統 (比如ext3/ext4) 上的資料結構。Linux擴充套件檔案系統 (如ext2/ext3) 維護了一個inode的陣列：inode table。inode table包含該檔案系統中所有檔案的列表。inode table中的各個inode項具有唯一的編號 (該檔案系統唯一)，即inode number。深入inode資料結構，我們發現它儲存瞭如下資訊：
- 檔案型別： 普通檔案，目錄，管道等等
- 許可權：可讀，可寫，可執行
- 連結數：連結到該inode的硬連結數
- User ID：檔案所有者
- Group ID：所有者組ID
- 檔案大小
- 時間資訊
- 屬性：比如，不可改變位
- 訪問控制列表
- 檔案資料儲存的實際位置
- 其他後設資料
注意：inode中不儲存檔名資料
如何檢視inode資訊
如果你希望檢視檔案系統的inode資訊，你可以使用一些shell命令來檢視檔案系統的屬性
a. 顯示指定檔案資訊
你可以使用stat命令顯示某個檔案或目錄的inode資訊，你必須指定檔案或目錄名
# stat log.txt
File: 'log.txt'
Size: 212 Blocks: 8 IO Block: 4096 regular file
Device: fd01h/64769d Inode: 591912 Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2018-11-26 11:27:13.683598803 +0800
Modify: 2018-12-06 17:18:49.799424595 +0800
Change: 2018-12-06 17:18:49.799424595 +0800
Birth: -
命令的輸出告訴了你該檔案的各種時間資訊，它的所有權和許可權，以及檔案儲存的位置。儲存檔案資料的磁碟塊資訊也展示在stat命令的輸出中。
你也可以選擇只列出檔案的inode number：
# stat --format=%i log.txt
591912
b. 列印檔案的inode number
ls命令用於列出檔案/資料夾的資訊。引數 -i 說明需要顯示每個檔案的inode number。我們可以結合引數 -l 一起使用以列出詳細資訊：
# ls -li
total 16
592404 drwxr-xr-x 6 root root 4096 Nov 2 15:01 config
591900 -rw-r--r-- 1 root root 453 Nov 25 22:25 docker-compose-single.yml
592414 -rw-r--r-- 1 root root 2714 Nov 2 15:01 docker-compose.yml
592415 drwxr-xr-x 2 root root 4096 Nov 2 15:01 mariadb
輸出的第一列顯示了檔案的inode number。
c. 顯示檔案系統inode的使用資訊
預設情況下，df命令彙總可用和已用的磁碟空間。你可以通過傳遞 -i 或 --inodes 選項來接收有關可用和已使用的inode報告。
# df -i
Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
udev 2032387 398 2031989 1% /dev
tmpfs 2037595 1224 2036371 1% /run
/dev/vda1 3276800 325180 2951620 10% /
tmpfs 2037595 7 2037588 1% /dev/shm
tmpfs 2037595 4 2037591 1% /run/lock
tmpfs 2037595 16 2037579 1% /sys/fs/cgroup
overlay 3276800 325180 2951620 10% /var/lib/docker/overlay2/c1955f95c338497d2f669ee0baf2706f93c2765001cafd3568b5af9ebfbe0dfd/merged
overlay 3276800 325180 2951620 10% /var/lib/docker/overlay2/85a6ee4a64760a9e52efa312094092121160030132aaaf4bd32ecf5585324dfd/merged
overlay 3276800 325180 2951620 10% /var/lib/docker/overlay2/692ed70766a4ee954c0f0f1b19d69b906c33ae54a618f8686f66e31e9ac05606/merged
shm 2037595 1 2037594 1% /var/lib/docker/containers/2a09d78972ebb74a7631dfd5e567a2b54282886ac8d8dc54dc1f5badffc692b8/mounts/shm
shm 2037595 1 2037594 1% /var/lib/docker/containers/fd9619309707c1026876a401ac22eaf8dd9bfbaceb237ee927017818a6ffa3ff/mounts/shm
shm 2037595 1 2037594 1% /var/lib/docker/containers/080d0d79e069041a2997dfaf2c07e69a0518ad44271dad4688f459958dac09c5/mounts/shm
tmpfs 2037595 4 2037591 1% /run/user/1000
如果分割槽包含很多小檔案，這些資訊可能會有幫助，這可能會比耗盡可用磁碟空間更快的耗盡可用的inode。
d. 列出檔案系統超級塊的資訊
你可以使用 tune2fs -l 命令來顯示所有與inode相關的資訊。
# tune2fs -l /dev/vda1 | grep inode
Filesystem features: has_journal ext_attr resize_inode dir_index filetype needs_recovery extent sparse_super large_file uninit_bg
Free inodes: 2952348
First inode: 11
Journal inode: 8
First orphan inode: 221187
Journal backup: inode blocks
目錄的inode結構
上面提到過，Linux中的目錄也被視為檔案。目錄是將檔名對映到其inode number的特殊檔案 (此對映稱為dentry)。因此，當我們說某個目錄包含檔案和其他目錄時，我們的意思是該目錄將這些檔案和目錄對映到它們的inode number。這就是目錄無法容納兩個具有相同名稱的檔案的原因，因為它無法使用兩個不同的inode number對映一個名稱。
當一個檔案通過其父目錄對映到它到inode時，那麼最頂層的目錄(即 / 目錄)如何對映到它的inode？實際上，/ 目錄的inode number是固定的，始終為2。
# stat /
File: '/'
Size: 4096 Blocks: 8 IO Block: 4096 directory
Device: fd01h/64769d Inode: 2 Links: 24
Access: (0755/drwxr-xr-x) Uid: ( 0/ root) Gid: ( 0/ root)
Access: 2018-07-24 17:05:52.740982553 +0800
Modify: 2018-12-21 18:02:05.258315357 +0800
Change: 2018-12-21 18:02:05.258315357 +0800
Birth: -
連結
在命令 ls -l 的輸出中，許可權之後和所有者之前的列是連結計數。 連結計數是指檔案的硬連結數。 要理解硬連結，我們從連結開始。 連結是指向另一個檔案的指標。 在Linux世界中，存在兩種型別的連結：
a. 符號連結 (軟連結)
符號連結是一個單獨的檔案，其內容指向被連結的檔案。 要建立符號連結，請使用帶有-s選項的ln命令。 使用ln命令時，請確保首先引用原始檔案的名稱，然後引用要建立的連結的名稱。
# ln -s /home/opt/sync.sh filesync
這裡filesync是sync.sh的符號連結。 把它想象成一個快捷方式。 編輯filesync就像直接編輯原始檔案一樣。 如果我們刪除或移動原始檔案，連結將被破壞，我們的filesync檔案將不再可用。
ls -l 命令顯示生成的檔案是符號連結。 這由 ls -l 輸出的第一個位置中的字母l以及列表末尾的箭頭指示，該箭頭表示連結所指向的檔案。
# ls -l filesync
lrwxrwxrwx 1 root root 20 Apr 7 06:08 filesync -> /home/opt/sync.sh
比較符號連結和原始檔案時，您會發現它們之間存在明顯差異。
# ls -il /home/opt/sync.sh filesync
258674 lrwxrwxrwx 1 root root 20 Apr 7 06:08 filesync -> /home/opt/sync.sh
517333 -rw-r----- 1 root root 5 Apr 7 06:09 /home/opt/sync.sh
原始檔案只是一個直接連線到inode的檔案，而符號連結指向該檔案。 符號連結的大小是它引用的檔名稱的位元組數，因為符號連結中沒有其他資訊可用。
b. 硬連結
要了解硬連結是什麼，關鍵是要了解檔案的標識是其inode編號，而不是其名稱。 硬連結是一個引用inode的名稱。 這意味著如果file1有一個名為file2的硬連結，那麼這兩個檔案都引用相同的inode。 因此，當您為檔案建立硬連結時，您真正要做的就是為inode新增一個新名稱。 為此，請使用不帶選項的ln命令。
# ls -l /home/opt/sync.sh
-rw-r----- 1 root root 5 Apr 7 06:09 /home/bobbin/sync.sh
# ln /home/opt/sync.sh synchro
讓我們來比較這兩個檔案
# ls -il /home/bobbin/sync.sh synchro
517333 -rw-r----- 2 root root 5 Apr 7 06:09 /home/opt/sync.sh
517333 -rw-r----- 2 root root 5 Apr 7 06:09 synchro
關於硬連結的有趣之處在於原始檔案和連結之間沒有區別：它們只是連線到同一個inode的兩個名稱。
正如您必須注意到的，與軟連結不同，硬連結不是特殊檔案。 現在，連結計數是檔案硬連結的數字。 因此，建立硬連結後連結計數會增加，如上圖所示。 這些硬連結有兩個限制：
- 目錄不能硬連結。 Linux不允許這樣做以維護目錄的非迴圈樹結構。
- 無法跨檔案系統建立硬連結。 這兩個檔案必須位於相同的檔案系統上，因為不同的檔案系統具有不同的獨立inode表（不同檔案系統上具有相同inode編號的兩個檔案是不同的）。
結論
每個Linux檔案都有一個inode資料結構，inode包含檔案的所有屬性，但不包含檔名。 符號連結類似於指向原始檔案的快捷方式，而硬連結類似於檔案的一份拷貝。 原始檔案和硬連結之間沒有區別，他們都引用同一個inode。
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