硬连接与软连接

1、文件的存储概述
文件一般存储在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做”扇区”(sector)，每个扇区存储大小为512B。当操作系统读取硬盘的时候，为了提高速度，不是一个扇区一个扇区地读取，而是一次连续读取几个扇区，也就是一次读取一个”块”(block)。这种由多个扇区组成的”块”是文件存取的最小单位，一般常见的块的大小是4k。
文件内容存储在”块”上，而文件的基本信息则存储在inode索引结点上。

2、inode的信息
inode是unix/linux操作系统中的一种数据结构，本质上是一个结构体，里面定义了一些变量，这些变量用来记录与文件相关的信息。在操作系统创建文件系统的时候就会创建大量的inode。inode相当于是一个索引结点，用来存放文件的基本信息。
inode这个结构体的基本信息包括：
1）inode编号
2）用来识别文件类型，以及用于stat C函数的模式信息
3）文件的链接数
4）属主的UID
5）属主的组的ID(GID)
6）文件的大小
7）文件所使用的磁盘块的实际数目。
8）最近一次修改的时间
9）最近一次访问的时间
10）最近一次更改的时间

查看文件的inode信息：stat+文件名
【例】

注意：inode里面是不存储文件名的，上图中虽打印出来文件名，但是实际在inode中是没有文件名的，因为对于unix/linux来说文件名不太重要的。我们重点关注以下几个信息：inode编号和Links(链接数)。

3、inode的存储
Inode的存储会消耗硬盘空间，在硬盘格式化的时候，操作系统会将硬盘自动分成两个区域：一个是数据区用来存储文件数据，另一个是inode(inode table)区域（存放inode所包含的所有信息）。inode的大小为128或256个字节，一般在Unix/Linux创建文件系统的时候就会同时创建大量的inode，通常将为inode表分配百分之一的文件系统磁盘空间，并且每次创建一个文件的时候都会为这个文件分配一个inode。一个inode可与一个或多个文件相连接(硬连接和软连接)。如果inode耗尽，即使数据区还有大量的空间，文件系统也不能再创建文件，所以监测文件系统的inode的使用情况是很重要的。
假如inode真的耗尽了，可有两种解决办法：
1）通过smitty chfs为文件系统添加更多的inode表空间。
2）创建较小的inode区段。

（1）列出文件系统的整体磁盘使用量：df
参数：
-a：列出所有的文件系统，包括系统特有的/proc文件系统；
-h：以GB、MB、KB等格式自行显示；
-i：不用硬盘容量，以inode的数量来显示；
-k：以KB的容量显示文件系统；
-T：连同该分区的文件系统也列出；
-m：以MB的容量显示文件系统。
【例1 】将系统内所有的文件列出来

释：
1）Muntedon：磁盘挂载的目录所在。
2）Filesystem：文件系统所在分区。
3）1K-blocks：以1K为单位列出数据。
4）Used：已使用的磁盘空间。
5）Available：剩余的磁盘空间。
6）Used%：磁盘的使用率。当使用率高达90%时要注意，免得容量不足造成系统问题。

【例2】将系统内的所有特殊文件格式及名称都列出来

【例3】将/etc下面的可用的磁盘容量以易读的方式显示

【例4】将目前各个分区当中可用的inode数量列出

4、inode编号
每一个inode都有编号，操作系统是用inode编码来识别不同的文件的。注意在Unix/Linux的内核中是不使用文件名的，而是使用inode编号来识别文件。对于操作系统来说，文件名只是inode编号的一个别名而已，操作系统通过文件名找到对应的inode之后，接下来就没文件名的事了。也就是说操作系统找到文件的这个过程分为三步：
1）通过文件名找到对应的inode编号。
2）通过inode获取文件信息。
3）根据inode信息找到文件数据所存储的位置。

查看文件的inode编号:ls -i 文件名
【例】

（2）评估文件系统的使用量：du
1)参数
-a：列出所有文件与目录容量；
-h：以人们易读的方式显示；
-s：列出总量；
-S：不包括总目录下的总计。

【例1】列出文件容量

【例2】检查根目录下每个目录占用的容量

5、硬连接
在unix/linux文件系统中，保存在硬盘上的文件不管是什么类型都给他分配一个inode编号。一般情况下文件名与inode编号是一一对应的，但是在unix/linux中允许一个inode编号链接多个文件名，也就是对同一份数据有多个名字而已，这种机制采用的就是”引用计数”原理（同一块空间有多个对象）。如果通过某一个文件名修改这个inode编号所对应的内容的话会影响到所有的文件名。在inode中有一个links变量记录这个inode链接的文件名的个数，只有links的值为0的时候系统就回收这个inode的空间以及他所对应的数据块。

创建硬连接：ln 源文件 目标文件
【例】

释：硬连接通过文件系统的inode连接来产生新的文件名，而不是新的文件。
创建目录时，会默认生成两个目录项”.”和”..”。所以一个目录的硬连接总数最小都是2。
硬连接的不足：
1）不能跨文件系统；
2）不能连接到目录。

6、软连接
软连接又称符号连接，它是执行另一个文件的特殊文件，这种文件的内容就是它所链接的文件名的路径名。软连接是为了克服硬链接的不足而提出的，它是通过文件路径名找到它所链接的文件名的。软连接的文件有自己的inode，并在硬盘上有一块小空间存放路径名。软连接能够跨文件系统，也能和目录进行链接，软连接也可以和一个不存在的文件名进行连接，但是必须在这个不存在的文件被创建后才能打开链接。
创建软连接：ln -s 源文件名 目标文件名
【例1】

【例2】将/etc/passwd复制到/tmp下面，并且查看inode与block

释：du -sb表计算/tmp下面有多少个bytes

【例3】将/etc/passwd制作hard link成为passwd-hd文件，并查看文件容量。

释：即使多了一个文件在/tmp下面，整个inode与block的容量不变，连接数变为2。

【例4】将/etc/passwd创建一个符号连接

释：passwd-so是新文件，文件的内容指向passwd，passwd-so的大小是6bytes,因为passwd共有6bytes。

【例5】删除源文件passwd，其他两个文件是否能够打开。

7、inode编号的其他作用
1）有时候因为文件名中包含了一些特殊字符从而无法正常删除。这时候直接删除inode结点就可以删除文件了。
2）移动或重命名文件不改变文件的inode。
3）系统通过inode编号来操作文件。

8、目录的连接数量
【问题】一个空目录里至少会存在些什么？
答：存在“.”与“..”这两个目录。

当创建一个新的目录/tmp/testing/时，基本会有3个东西：
1）/tmp/testing/；
2）/tmp/testing/.；
3）/tmp/testing/..。
其中，“/tmp/testing/”与“/tmp/testing/.”是一样的，所以新的目录的连接数为2。
【例】
释：上层目录/tmp的连接数量由43增加到44，新目录/tmp/testing则为2。