شيء عن inode

من وقت لآخر ، من أجل الانتقال إلى الجهاز العصبي المركزي ، سأقابل في العديد من الشركات الكبيرة ، ولا سيما سانت بطرسبرغ وموسكو ، لشغل منصب DevOps. لقد لاحظت أن العديد من الشركات (في العديد من الشركات الجيدة ، مثل Yandex) تطرح سؤالين متشابهين:

• ما هو اينود
• لأسباب من الممكن الحصول على خطأ في الكتابة على القرص (أو على سبيل المثال: لماذا قد تنفد مساحة القرص ، جوهر واحد).
  

كما يحدث غالبًا ، كنت متأكدًا من أنني عرفت هذا الموضوع جيدًا ، لكن بمجرد أن بدأت التوضيح ، أصبحت فجوات المعرفة واضحة. من أجل تنظيم معرفتي ، وملء الثغرات ولم يعد الخزي ، أكتب هذه المقالة ، فقد لا تزال في متناول يدي.

سأبدأ "من الأسفل" ، أي من محرك الأقراص الثابتة (محركات الأقراص المحمولة ومحركات أقراص الحالة الصلبة وغيرها من الأشياء الحديثة ، نتجاهل ، على سبيل المثال ، النظر في أي محرك أقراص قديم بحجم 20 أو 80 غيغابايت ، لأن حجم الكتلة يبلغ 512 بايت).

لا يعرف القرص الصلب كيفية التعامل مع مساحته بالبايت ، وينقسم بشكل مشروط إلى كتل. يبدأ ترقيم الكتلة بالرقم 0. (يسمى هذا LBA ، التفاصيل هنا: en.wikipedia.org/wiki/LBA )



كما ترون من الشكل ، لقد قمت بتعيين كتل LBA كمستوى HDD. بالمناسبة ، يمكنك معرفة حجم الكتلة الذي يحتوي عليه القرص:

root@ubuntu:/home/serp# blockdev --getpbsz /dev/sdb 512 

المستوى أعلاه علامات القسم ، واحد للقرص بأكمله (مرة أخرى ، للبساطة). في معظم الأحيان ، يتم استخدام نوعين من علامات الأقسام: msdos و gpt. وفقًا لذلك ، msdos هو تنسيق قديم يدعم الأقراص التي تصل سعتها إلى 2 تيرابايت ، gpt هو تنسيق جديد يمكنه معالجة ما يصل إلى 1 بايت من 512 بايت. في حالتنا ، لدينا قسم من النوع msdos ، كما يتضح من الشكل ، يبدأ القسم في هذه الحالة بالكتلة رقم 1 ، بينما يتم استخدام قسم الصفر في MBR.

في القسم الأول ، قمت بإنشاء نظام الملفات ext2 ، وحجم الكتلة هو 4096 بايت افتراضيًا ، والذي يظهر أيضًا في الشكل. يمكنك رؤية حجم كتلة نظام الملفات مثل هذا:

 root@ubuntu:/home/serp# tune2fs -l /dev/sdb1 tune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014) Filesystem volume name: <none> Last mounted on: <not available> Filesystem UUID: a600bf40-f660-41f6-a3e6-96c303995479 Filesystem magic number: 0xEF53 Filesystem revision #: 1 (dynamic) Filesystem features: ext_attr resize_inode dir_index filetype sparse_super large_file Filesystem flags: signed_directory_hash Default mount options: user_xattr acl Filesystem state: clean Errors behavior: Continue Filesystem OS type: Linux Inode count: 65536 Block count: 261888 Reserved block count: 13094 Free blocks: 257445 Free inodes: 65525 First block: 0 Block size: 4096 Fragment size: 4096 Reserved GDT blocks: 63 Blocks per group: 32768 Fragments per group: 32768 Inodes per group: 8192 Inode blocks per group: 512 Filesystem created: Fri Aug 2 15:02:13 2019 Last mount time: n/a Last write time: Fri Aug 2 15:02:14 2019 Mount count: 0 Maximum mount count: -1 Last checked: Fri Aug 2 15:02:13 2019 Check interval: 0 (<none>) Reserved blocks uid: 0 (user root) Reserved blocks gid: 0 (group root) First inode: 11 Inode size: 256 Required extra isize: 28 Desired extra isize: 28 Default directory hash: half_md4 Directory Hash Seed: c0155456-ad7d-421f-afd1-c898746ccd76 

المعلمة التي نحتاجها هي "حجم الكتلة".

الآن الأكثر إثارة للاهتمام هو كيفية قراءة الملف / الوطن / serp / testfile؟ يتكون الملف من كتلة واحدة أو أكثر من نظام الملفات الذي يتم تخزين بياناته فيه. معرفة اسم الملف ، وكيفية العثور عليه؟ ما كتل لقراءة؟

هذا هو المكان الذي تأتي inodes في متناول يدي. يحتوي نظام الملفات ext2fs على "جدول" يحتوي على معلومات حول جميع inode. يتم تعيين عدد inode في حالة الملفات ext2fs عند إنشاء نظام الملفات. ننظر إلى الأرقام اللازمة في معلمة "Inode count" لإخراج tune2fs ، أي لدينا 65536 قطعة. يحتوي inode على المعلومات التي نحتاجها: قائمة كتل نظام الملفات للملف الذي تبحث عنه. كيفية العثور على رقم inode للملف المحدد؟

يتم تضمين المراسلات من الاسم ورقم inode في الدليل ، والدليل في الملفات ext2fs هو ملف من نوع خاص ، أي لديها أيضا عدد inode الخاصة بها. من أجل كسر هذه الحلقة المفرغة ، تم تعيين رقم inode "ثابت" "2" إلى الدليل الجذر. نحن ننظر إلى محتويات inode رقم 2:

 root@ubuntu:/# debugfs /dev/sdb1 debugfs 1.42.9 (4-Feb-2014) debugfs: stat <2> Inode: 2 Type: directory Mode: 0755 Flags: 0x0 Generation: 0 Version: 0x00000000:00000002 User: 0 Group: 0 Size: 4096 File ACL: 0 Directory ACL: 0 Links: 3 Blockcount: 8 Fragment: Address: 0 Number: 0 Size: 0 ctime: 0x5d43cb51:16b61bcc -- Fri Aug 2 16:34:09 2019 atime: 0x5d43c247:b704301c -- Fri Aug 2 15:55:35 2019 mtime: 0x5d43cb51:16b61bcc -- Fri Aug 2 16:34:09 2019 crtime: 0x5d43b5c6:00000000 -- Fri Aug 2 15:02:14 2019 Size of extra inode fields: 28 BLOCKS: (0):579 TOTAL: 1 

كما ترون ، الدليل الذي نحتاجه موجود في المربع بالرقم 579. فيه سنجد رقم العقدة للمجلد الرئيسي ، وهكذا على طول السلسلة ، حتى نرى في دليل serp رقم العقدة للملف المطلوب. إذا أراد شخص ما فجأة التحقق مما إذا كان الرقم صحيحًا ، وإذا كانت هناك المعلومات الصحيحة هناك ، فهذا ليس بالأمر الصعب. نحن نفعل:

 root@ubuntu:/# dd if=/dev/sdb1 of=/home/serp/dd_image bs=4096 count=1 skip=579 1+0 records in 1+0 records out 4096 bytes (4,1 kB) copied, 0,000184088 s, 22,3 MB/s root@ubuntu:/# hexdump -c /home/serp/dd_image 

في الإخراج ، يمكنك قراءة أسماء الملفات في الدليل.

لذلك توصلت إلى السؤال الرئيسي: "لأي أسباب يمكن أن يكون هناك خطأ في الكتابة"؟

بطبيعة الحال ، سوف يحدث هذا إذا لم تكن هناك كتل مجانية في نظام الملفات. ما الذي يمكن عمله في هذه الحالة؟ إلى جانب "حذف شيء غير ضروري" الواضح ، يجب أن نتذكر أنه في أنظمة الملفات ext2 و 3 و 4 يوجد شيء اسمه "عدد المجموعات المحجوزة". إذا نظرت إلى القائمة أعلاه ، فلدينا هذه الكتل "13094". هذه هي كتل قابلة للكتابة فقط للمستخدم الجذر. ولكن إذا كنت بحاجة إلى حل المشكلة بسرعة ، فكيف يمكن توفير حل مؤقت للجميع ، مما ينتج عنه مساحة خالية صغيرة:

 root@ubuntu:/mnt# tune2fs -m 0 /dev/sdb1 tune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014) Setting reserved blocks percentage to 0% (0 blocks) 

أي بشكل افتراضي ، ليس لديك 5٪ من مساحة القرص المتاحة للكتابة ، وبالنظر إلى حجم الأقراص الحديثة ، يمكن أن يكون مئات الجيجابايت.

ماذا يمكن أن يكون؟ يكون الموقف ممكنًا عند وجود كتل مجانية ، لكن العقد قد انتهت. يحدث هذا عادةً إذا كان لديك مجموعة من الملفات في نظام الملفات أصغر من حجم كتلة نظام الملفات. بالنظر إلى أن 1 inode يتم إنفاقه على ملف واحد أو دليل ، وإجمالاً لدينا (نظام الملفات هذا) 65536 - الموقف أكثر من حقيقي. يمكن رؤية ذلك بوضوح من إخراج الأمر df:

 serp@ubuntu:~$ df -hi Filesystem Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on udev 493K 480 492K 1% /dev tmpfs 493K 425 493K 1% /run /dev/xvda1 512K 240K 273K 47% / none 493K 2 493K 1% /sys/fs/cgroup none 493K 2 493K 1% /run/lock none 493K 1 493K 1% /run/shm none 493K 2 493K 1% /run/user /dev/xvdc1 320K 4,1K 316K 2% /var /dev/xvdb1 64K 195 64K 1% /home /dev/xvdh1 4,0M 3,1M 940K 78% /var/www serp@ubuntu:~$ df -h Filesystem Size Used Avail Use% Mounted on udev 2,0G 4,0K 2,0G 1% /dev tmpfs 395M 620K 394M 1% /run /dev/xvda1 7,8G 2,9G 4,6G 39% / none 4,0K 0 4,0K 0% /sys/fs/cgroup none 5,0M 0 5,0M 0% /run/lock none 2,0G 0 2,0G 0% /run/shm none 100M 0 100M 0% /run/user /dev/xvdc1 4,8G 2,6G 2,0G 57% /var /dev/xvdb1 990M 4,0M 919M 1% /home /dev/xvdh1 63G 35G 25G 59% /var/www 

كما هو واضح في قسم / var / www ، يختلف عدد الكتل المجانية في نظام الملفات وعدد العقد المجانية بشكل كبير.

في حالة نفاد inode ، لن أخبرك أي تعاويذ ، لأنه إنهم ليسوا (إن لم يكن صحيحًا ، أعلمني). لذلك بالنسبة للأقسام التي تتكاثر فيها الملفات الصغيرة ، يجب عليك تحديد نظام الملفات بشكل صحيح. لذلك على سبيل المثال في btrfs inodes لا يمكن أن تنتهي ، ل إنشاء ديناميكيات جديدة إذا لزم الأمر.