[RHEL]-13-inode与软硬连接
引言
inode就像是硬盘中数据的索引，保存着数据的元信息，通过这些元信息，系统能够很快的检索到数据块存放的位置，从而读取数据。
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0×1.inode是什么
inode就是硬盘数据的索引信息，每个inode存放的内容如下：
● 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
可以使用stat查看某个文件的inode信息：
#除文件名外的所有属性大部分都储存在inode中，因为系统并不会像人一样使用文件名去索引文件数据，而是使用inode去索引文件数据的地址 [qing@qingsword.com ~]$ stat /etc/passwd 文件：'/etc/passwd' 大小：2424 块：8 IO 块：4096 普通文件 设备：801h/2049d Inode：267545 硬链接：1 权限：(0644/-rw-r--r--) Uid：( 0/ root) Gid：( 0/ root) 最近访问：2016-08-26 17:58:02.562508562 +0800 最近更改：2016-08-26 17:58:02.562508562 +0800 最近改动：2016-08-26 17:58:02.562508562 +0800 创建时间：-
既然inode本身保存了索引数据，那么其自身也是会占用磁盘空间的，不知道大家注意没有，在我们给磁盘分区时，分区的实际大小会小于我们指定的大小，这就是因为，系统自动的计算出了对应分区大小所需要的inode数，在其中扣除了存放inode信息所需要的空间；
假设我们一个分区是20G，一般inode块占用128或256字节，在ext4文件系统中默认inode占用256字节，这个分区理论可以创建的inode数量为（20*1024*1024*1024/256=83886080），但分区还需要储存其他的文件数据，实际上创建的inode数量要远小于这个数量，这取决于每个文件系统不同的算法优化，这里不做深究，可以使用df -i命令来查看每个分区可以创建的inode总量，和已经使用的百分比：
[qing@qingsword.com ~]$ df -i Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on /dev/sdb2 15727616 13 15727603 1% /mnt/sdb2 /dev/mapper/rhel_qingsword-home 26415104 16 26415088 1% /home /dev/sda1 409600 328 409272 1% /boot
因为每个文件都需要一个唯一的Inode，而一个很大的文件可能会占用很多数据块（block），这个文件的inode只需要指向第一个数据块，然后每个数据块的块尾都会指向下一个数据块地址，形成一个块链，所以一个分区上的文件越小，越消耗inode数量，假设有一个恶意程序，不断的创建空的文件，以至于耗光分区所有的inode，我们就会发现，磁盘空间还有剩余，但却不能创建新的文件了，可以使用ls -i来查看每个文件的inode号是多少：
[qing@qingsword.com ~]$ ls -i 2392071 1 2366246 infile.txt 2370209 if.py 2362609 logical 2366579 stdin.txt 2366617 ifshell.sh 2368532 nothion 2370495 version.sh
表面看来，用户是通过文件名称来查看文件，但系统内部查看文件时，首先要找到文件对应的inode值，然后通过inode值，获取inode信息，再根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据。
有时候一些恶意软件创建了一些带有特殊字符的文件，我们无法通过文件名去删除这些文件，这个时候就能够通过查找inode号来删除对应的文件，下面是一个简单实例：
#假设当前目录下的1为一个特殊字符文件名的文件，首先查看到它的inode号为2392071
[qing@qingsword.com ~]$ ls -i
2392071 1 2366246 infile.txt
#方法一：通过find命令搜索当前目录下的inode号，再交由rm命令删除
[qing@qingsword.com ~]$ find . -inum 2392071 -exec rm -rf {} \;
#方法二：直接使用find命令自带的delete参数
[qing@qingsword.com ~]$ find . -inum 2392071 -delete
实际上Linux系统中的目录只是"目录文件"，目录文件中保存着：文件名和对应文件名的inode号；这就是inode信息中不需要包含文件名的原因，两者的信息是分开储存在"目录文件"中的。
0×2.Linux系统中的软连接与硬链接
在了解了上面这些inode知识后，再来看硬链接软连接是如何工作就会变得十分容易理解，我们知道每个文件名都对应了一个inode，每个inode都指向了一个block数据块，用于访问文件数据，而硬连接只是在文件目录中新建一个文件名，和另一个文件指向同一个inode，请看下面的实例：
#touch一个文件file_a [qing@qingsword.com ~]$ touch file_a #查看这个文件的inode号（2491080），以及连接数（1） [qing@qingsword.com ~]$ ls -li 2491080 -rw-rw-r-- 1 qing qing 0 11月 20 21:49 file_a #现在给这个文件创建一个硬链接file_b，语法：ln [原文件名] [新连接文件名] [qing@qingsword.com ~]$ ln file_a file_b #两者的inode相同，连接数也变成了2 [qing@qingsword.com ~]$ ls -li 2491080 -rw-rw-r-- 2 qing qing 0 11月 20 21:49 file_a 2491080 -rw-rw-r-- 2 qing qing 0 11月 20 21:49 file_b #修改其中一个文件的内容，两者的内容都会变化（因为两个文件名对应的是同一个inode，而同一个inode指向的是同一个数据块地址） [qing@qingsword.com ~]$ echo www.qingsword.com > file_a [qing@qingsword.com ~]$ cat file_a file_b www.qingsword.com www.qingsword.com #只要有一个硬连接文件存在，就能够访问这个inode指向的数据，删除file_a，file_b照样访问inode所指向的数据 [qing@qingsword.com ~]$ rm -rf file_a [qing@qingsword.com ~]$ cat file_b www.qingsword.com
对于一个目录，硬链接数量永远是2加上它的子目录数（包含隐藏目录），原理其实很简单，目录创建时，会在目录中生成两个特殊结构的目录"."和".."，其中"."代表目录本身，实际上就是当前目录的一个硬链接，此时这个目录的硬链接数量就变成了2，而".."指向了父目录，相当于父目录的硬链接，所以在这个目录中的所有子目录，都有一个硬连接".."指向当前目录，所以"一个目录，硬链接数量永远是2加上它的子目录数"，验证如下：
#创建一个目录 [qing@qingsword.com ~]$ mkdir dir_a #查看目录的硬链接数量，发现空目录的硬链接数量已经是2，上面已经做了解释 [qing@qingsword.com ~]$ ls -dl dir_a/ drwxrwxr-x 2 qing qing 4096 11月 20 21:58 dir_a/ #进入目录，创建一个子目录 [qing@qingsword.com ~]$ cd dir_a/ qing@qingsword:~/test/qings/dir_a$ mkdir sub_a #发现当前目录"."的硬链接数量变成了3，即2加上子目录数 qing@qingsword:~/test/qings/dir_a$ ls -al drwxrwxr-x 3 qing qing 4096 11月 20 21:59 . drwxrwxr-x 3 qing qing 4096 11月 20 21:58 .. drwxrwxr-x 2 qing qing 4096 11月 20 21:59 sub_a #再创建一个目录，此时当前目录"."硬链接数量变成了4 qing@qingsword:~/test/qings/dir_a$ mkdir sub_b qing@qingsword:~/test/qings/dir_a$ ls -al drwxrwxr-x 4 qing qing 4096 11月 20 22:00 . drwxrwxr-x 3 qing qing 4096 11月 20 21:58 .. drwxrwxr-x 2 qing qing 4096 11月 20 21:59 sub_a drwxrwxr-x 2 qing qing 4096 11月 20 22:00 sub_b
除了硬链接，还有一种特殊的连接，即软连接，软连接不会创建一个指向inode的文件名，而是创建一个指向文件名的新文件名，新的文件和被指向的文件拥有不同的inode号，因为指向的是文件名而非inode，所以当被指向的文件删除后，新文件将会无法访问，请看下面的实例：
#软连接创建语法：ln -s [被指向的文件名] [新文件名称] #软连接创建后，文件的连接数不会发生变化 [qing@qingsword.com ~]$ ln -s file_b file_a [qing@qingsword.com ~]$ ls -li 2514972 drwxrwxr-x 4 qing qing 4096 11月 20 22:00 dir_a 2495764 lrwxrwxrwx 1 qing qing 6 11月 20 22:05 file_a -> file_b 2491080 -rw-rw-r-- 1 qing qing 18 11月 20 21:50 file_b #被指向的文件存在时，软连接文件访问正常，但当被指向文件删除时，软连接文件就无法访问数据了 [qing@qingsword.com ~]$ cat file_a www.qingsword.com [qing@qingsword.com ~]$ rm -rf file_b [qing@qingsword.com ~]$ cat file_a cat: file_a: 没有那个文件或目录