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深度解析Unix中inode塊與超級塊

云知道

雖然Unix操作系統(tǒng)要比Windwos系統(tǒng)要穩(wěn)定 。但是Unix操作系統(tǒng)有時候也會有鬧脾氣罷工的時候 。這主要是因為Unix操作系統(tǒng)中inode塊與超級塊在作怪 。那么這兩個塊在Unix操作系統(tǒng)中到底占據(jù)了什么位置呢?
一、inode塊，Unix文件的核心 。
首先需要明白的是，在Unix操作系統(tǒng)中的任何資源都被當作文件來管理 。如目錄、光驅(qū)、終端設(shè)備等等，都被當作是一種文件 。從這方面來說，Unix操作系統(tǒng)中的所有的目錄、硬件設(shè)備跟普通文件一樣，具有共同的屬性 。而這些屬性的話，就是保存在inode塊中 。
Inode塊中保存了一個文件系統(tǒng)中的全部Inode節(jié)點 。也就是說，當系統(tǒng)創(chuàng)建了一個文件(或者添加了一個新設(shè)備)時，系統(tǒng)就會從這個塊中給這個文件分配一個Inode結(jié)點 。在這個結(jié)點中存儲了這個文件的大部分屬性，如創(chuàng)建、修改時間等等 。但是需要注意的是，有兩個屬性不包含在這個inode結(jié)點中，分別為文件名與結(jié)點號 。這主要是因為inode節(jié)點按順序排列，所以系統(tǒng)內(nèi)核就可以采用簡單的算法，就可以得出inode節(jié)點號 。通過系統(tǒng)提供的ls命令顯示文件或者目錄信息的時候，就需要用到這個結(jié)點中的信息 。Ls命令為了確定一個文件的Inode節(jié)點需要查找它所在的目錄，然后讀取它的Inode 結(jié)點，并根據(jù)inode節(jié)點得到文件的屬性 。正常情況下，這個節(jié)點號不會出現(xiàn)什么問題 。但是如果由于意外斷電或者其他原因的話，有可能會發(fā)生一些故障 。如可能一個inode結(jié)點在系統(tǒng)中已經(jīng)被創(chuàng)建，但是其沒有被正常使用，或者可能塊號超出了范圍 。這些故障會給操作系統(tǒng)留下安全隱患 。為此當出現(xiàn)意外關(guān)機或者其他意外事件時，最好系統(tǒng)工程師能夠利用fsck系統(tǒng)命令來修復(fù)inode結(jié)點中的錯誤 。
【深度解析Unix中inode塊與超級塊】另外需要注意的是，在inode結(jié)點中還存儲著一個重要的信息，就是保存了一個包含13-15位指針元素的數(shù)組，這些指針是磁盤塊區(qū)的地址 。這些指針非常的重要 。操作系統(tǒng)就是依靠這些指針在硬盤上定位相關(guān)的文件，并讀取它 。如上所述，因為一些意外的操作也會使得這個指針地址出現(xiàn)錯誤 。有時候這會非常的嚴重 。如一些文件無法讀取等等 。如果這些文件不幸的是系統(tǒng)的一些配置文件，那么就會導(dǎo)致系統(tǒng)的崩潰 。如果這些指針地址出現(xiàn)錯誤，則文件名仍然會顯示在操作系統(tǒng)中 。但是如果用戶試著去打開這些文件時，系統(tǒng)卻會告知無法打開這些文件 。如果遇到這種情況該這么辦呢?此時系統(tǒng)工程師就需要手工運行fsck命令 。如果這個文件損壞的不是很嚴重，那么操作系統(tǒng)內(nèi)內(nèi)核會為其再建立一個鏈接 。但是如果原文件損壞的比較厲害了，無法再重新讀取 。則系統(tǒng)會建立用戶刪除這個文件(從硬盤中刪除) 。
由于一些文件的屬性(如建立修改時間等等)都保存在Inode結(jié)點中，為此一些命令在獲取這些屬性的時候，是不需要打開文件的 。如現(xiàn)在系統(tǒng)工程師在編寫一個文件備份程序，就需要用到inode節(jié)點中的修改時間截這個屬性 。此時可以利用相關(guān)的命令直接從inode結(jié)點中去獲取，而不需要打開對應(yīng)的文件去得知這個信息 。為此在Unix操作系統(tǒng)中文件備份程序的執(zhí)行效率會比較高，實現(xiàn)起來也相對簡單一點 。
從上面的這些分析中可以看到，inode結(jié)點是Unix操作系統(tǒng)中文件的核心，也是操作系統(tǒng)與硬盤中存儲的數(shù)據(jù)打交道的一個中介者 。如果這個結(jié)點信息出現(xiàn)錯誤的話，那么硬盤中存儲的數(shù)據(jù)塊就好像是無主的流浪者，無法被用戶所采用 。另外我們平時刪除文件，其實只是刪除了這個聯(lián)系 。所以通過一線恢復(fù)工具仍然可以恢復(fù)被刪除了的文件 。如果需要真正刪除文件的話，就需要格式化硬盤(低格)或者復(fù)制大文件把其覆蓋掉 。只有如此硬盤中存儲的數(shù)據(jù)塊才會被真正的刪除掉 。最后需要說明的是，按照正常的關(guān)機程序來關(guān)閉Unix操作系統(tǒng)，是保護inode結(jié)點信息的最好措施 。突然斷電或者其他意外事故，是inode結(jié)點的最大殺手 。

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