inode表结构浅析
下图以ext文件系统为参考，以4k块大小分区，简单描述一下ext文件系统的数据结构原理，如果有任何错误，烦请各位指出
inode 索引节点
硬盘上的每个磁道被等分为若干个弧段，这些弧段便是磁盘的扇区。硬盘的读写以扇区为基本单位。
扇区的大小，是2的N次方倍。分区的大小可以有多样，1k、2k、4k…以4k块大小来说明。4k块大小分为8个扇区，每个扇区对应512字节。每一块也称为block，文件以block为单位进行存储，并且每一个bolck只能属于一个文件，若文件大小不足4k，也按照4k大小的块来存储。inode的数量是格式化的时候指定的，理论上来说，inode的数量和block的数量是越接近越好，但是在实际过程中一一对应是很难的，所以一般格式化的时候会按照服务器的用途来指定一定比例的inode数量。
#df 查看系统每个分区bolck的数量
#df -i 查看系统每个分区inode的数量
每个分区都有一个独立的inode table
元数据也是在inode里面，元数据也是会占用磁盘空间的。
指针:数据块的路径
直接指针:有12个指针，一个4k, 可以存储4*12=48K的数据块。
间接指针:第十三个指针，指向下一个文件块的指针，也是4k块大小，4k块来说，可以划分1024个指针，里面的指针才是指向真正的数据块。一共可以存储1024*4k=4M的数据块,那么文件在4M左右范围里面，可以用间接指针就可以完成。
两重指针：第十四个指针。也是指向一个4k指针数据块，4k指针块再指向1024个指针数据块，
每个指针可以存放1024个4k数据，所以可以存储1024*1024*4k=4G的数据块。
三重指针：跟两重指针工作原理类似，最后可以存放1024*1024*1024*4k=4t的数据块。
inode table是缓存在内存里面的，所以查询速度还是很快的。一般来说，在系统里面删掉文件的操作并不是删掉数据块，而是删掉inode table里面的元数据，这里解释一下元数据，元数据就是数据块的属性，例如：名字，身高等这些就可以理解为元数据。所以，这个就是为什么删掉了文件以后，只要没有新的文件覆盖掉原有的数据块，数据一般都可以恢复的原因。很多文件系统,例如windows下面的fat和ntfs也是同样的原理。一般来说，在磁盘里面的数据都是连续写入，由于有时候会删除掉部分数据，使得磁道里面有些空位置并不能一下子连续的存储下一个文件，一般这样都是分散存储在不同的磁道里面，当读取这一部分的数据，磁盘的指针要来回转多几个圈，造成性能下降，这就是文件碎片的由来。所以隔一段时间进行碎片整理是必须的。但是现在一些新的硬盘，如SSD固态硬盘，就没有磁道这些说法，所以就并不需要像传统的机械硬盘一样进行碎片整理。
磁盘里的数据块有文件和目录，这两者的inode的存储方式也是不同的。
在inode table里面文件是直接引用一个inode的号码，而目录则是在inode table里面的目录项下面存储文件名和文件inode之间的映射。
复制、删除、移动对inode的影响
cp 复制：新的文件会分配一个空闲的inode号，在inode表中生成新条目
在目录中创建一个目录项，将名称与inode编号关联
拷贝数据生成新的文件，是两个完全不相同的数据块。
rm 删除：链接数递减，从而释放的inode号可以被重用
把数据块放在空闲列表中
删除目录项
数据实际上不会马上被删除，但当另一个文件使用数据块时将被覆盖，如果恢复inode的元数据的时候文件就会马上链接恢复。
mv 移动：如果mv命令的目标和源在相同的同一个分区下面，作为mv命令
用新的文件名创建对应新的目录项
删除旧目录条目对应的旧的文件名
不影响inode表（除时间戳）或磁盘上的数据位置：没有数据被移动！所以在同一个分区里面移动文件的速度是非常的快的原因。
如果目标和源在一个不同的文件系统，mv相当于cp和rm
硬链接和软链接的区别
什么是硬链接？
硬链接:指向同一个inode的多个文件路径。（简单理解的意思就是一个人有两个名字，例如张三，他的外号叫老张，又叫小三，其实都是同一个人）
特性：
1 目录不支持硬链接
2 硬链接不能跨文件系统（不能跨分区）
3 创建硬链接会增加inode引用计数；
创建硬链接文件命令
ln 源文件 硬链接文件…
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1
2
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ln [OPTION]... [-T] TARGET LINK_NAME (1st form)ln - make links between files |
删掉其中一个硬链接文件，其他硬链接文件不受影响
什么是软链接（符号链接）
软链接：指向同一个文件路径的另一个文件路径；
特性：
1 符号链接于文件是两人各自独立的文件，各有自己的inode;对原文件创建符号链接
不回增加引用计数；
2 支持对目录创建符号链接，可以跨文件系统；
3 删除符号链接文件不影响原文件；但删除原文件，符号指定的路径即使不存在，此时会
变成无效链接。
注意:符号链接文件的大小是其指定的文件的路径字符串的字节数
创建软链接文件命令
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1
2
3
4
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#ln -s 原始文件路径文件1 软链接文件1..2..创建软链接 -s, --symbolic make symbolic links instead of hard links |
创建软链接的时候，必须要用绝对路径！
原始文件相对于软链接文件路径，而不是相对于当前工作目录。
两者区别：
这里以个人理解做了一个小表格
练习题
1、显示/var目录下所有以l开头，以一个小写字母结尾，且中间出现至少一位数字的文件或目录
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1
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# ls -ld /var/l*[0-9]*[[:lower:]] |
2、显示/etc目录下以任意一位数字开头，且以非数字结尾的文件或目录
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1
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# ls -ld /etc/[0-9]*[^0-9] |
3、显示/etc/目录下以非字母开头，后面跟了一个字母及其它任意长度任意字符的文件或目录
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1
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# ls -ld /etc/[^[:alpha:]][[:alpha:]]* |
4、显示/etc目录下所有以m开头以非数字结尾的文件或目录
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1
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# ls -ld /m*[^0-9] |
5、显示/etc目录下，所有以.d结尾的文件或目录
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1
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# ls -ld /etc/*.d |
6、显示/etc目录下，所有.conf结尾，且以m,n,r,p开头的文件或目录
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1
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# ls -ld /etc/[mnrp]*.conf |
7、使用别名命令，每日将/etc/目录下所有文件，备份到/testdir/下独立的新目录下，并要求新目录格式为backupYYYY-mm-dd，备份过程可见
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# alias bkday='cp -av /etc/ /testdir/backup`date +%F`'# bkday |
8、先创建/testdir/rootdir目录，再复制/root所有下文件到该目录内，并要求保留原有权限
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#cp -av /root /testdir/rootdir |
9、如何创建/testdir/dir1/x, /testdir/dir1/y, /testdir/dir1/x/a, /testdir/dir1/x/b, /testdir/dir1/y/a, /testdir/dir1/y/b
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1
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# mkdir -p /testdir/dir1/{x,y}/{a,b} |
10、如何创建/testdir/dir2/x,/testdir/dir2/y,/testdir/dir2/x/a,/testdir/dir2/x/b
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1
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# mkdir -pv /testdir/dir2/{x/{a,b},y} |
11、如何创建/testdir/dir3, /testdir/dir4, /testdir/dir5, /testdir/dir5/dir6, /testdir/dir5/dir7
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# mkdir -p /testdir/dir{3,4,5/dir{6,7}} |
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