{"id":36984,"date":"2019-10-31T22:15:09","date_gmt":"2019-10-31T19:15:09","guid":{"rendered":"https:\/\/prohoster.info\/blog\/koe-chto-ob-inode\/"},"modified":"2019-10-31T22:15:09","modified_gmt":"2019-10-31T19:15:09","slug":"koe-chto-ob-inode","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/prohoster.info\/de\/blog\/administrirovanie\/koe-chto-ob-inode","title":{"rendered":"Einige Informationen \u00fcber inodes","gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"text"}]},"content":{"rendered":"<p>Gelegentlich f\u00fchre ich Interviews in verschiedenen gro\u00dfen Unternehmen, haupts\u00e4chlich in St. Petersburg und Moskau, in der Position als DevOps. Dabei ist mir aufgefallen, dass in vielen Firmen (in vielen renommierten Firmen, wie zum Beispiel Yandex) zwei \u00e4hnliche Fragen gestellt werden:<\/p>\n<ul>\n<li> Was ist ein Inode;<\/li>\n<li> Aus welchen Gr\u00fcnden kann man einen Schreibfehler auf der Festplatte erhalten (oder anders gesagt: Warum kann der Speicherplatz ersch\u00f6pft sein, die Essenz ist die gleiche).\n<\/li>\n<\/ul>\n<p>\nWie es oft vorkommt, war ich \u00fcberzeugt, dass ich dieses Thema gut kenne, aber sobald ich begann zu erkl\u00e4ren, traten Wissensl\u00fccken zutage. Um mein Wissen zu systematisieren, diese L\u00fccken zu schlie\u00dfen und mich nicht weiter zu blamieren, schreibe ich diesen Artikel, vielleicht ist er auch f\u00fcr andere n\u00fctzlich.<\/p>\n<p>Ich fange \u201evon unten\u201c an, also bei der Festplatte (USB-Sticks, SSDs und andere moderne Ger\u00e4te lassen wir mal beiseite, um ein Beispiel zu betrachten, schauen wir uns eine alte 20- oder 80-GB-Festplatte an, da die Blockgr\u00f6\u00dfe 512 Byte betr\u00e4gt).<\/p>\n<p>Eine Festplatte kann ihren Speicherplatz nicht byteweise adressieren; er ist an Blocks gebunden. Die Nummerierung der Bl\u00f6cke beginnt bei 0. (Dies wird als LBA bezeichnet, Details dazu hier: <noindex><a rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/ru.wikipedia.org\/wiki\/LBA\">ru.wikipedia.org\/wiki\/LBA<\/a><\/noindex>)<\/p>\n<p><img decoding=\"async\" alt=\"Einige Informationen \u00fcber inodes\" src=\"\/wp-content\/uploads\/2019\/08\/47036dc7ec2ed8c868fa1bcf044ba9ea.jpeg\" style=\"display:block;margin: 0 auto;\" \/><br \/>\n<noindex><a rel=\"nofollow\" name=\"habracut\"><\/a><\/noindex><br \/>\nWie aus der Abbildung ersichtlich ist, habe ich die LBA-Bl\u00f6cke als Ebene der HDD gekennzeichnet. \u00dcbrigens kann man herausfinden, welche Blockgr\u00f6\u00dfe Ihre Festplatte hat, auf folgende Weise: <\/p>\n<pre><code class=\"bash\">root@ubuntu:\/home\/serp# blockdev --getpbsz \/dev\/sdb\n512<\/code><\/pre>\n<p>\nEine Partition ist auf der gesamten Festplatte formatiert (wieder der Einfachheit halber). Am h\u00e4ufigsten werden zwei Arten von Partitionierung verwendet: msdos und gpt. Dabei ist msdos das alte Format, das Festplatten bis zu 2 TB unterst\u00fctzt, w\u00e4hrend gpt das neue Format ist, das bis zu 1 Zettabyte von 512-Byte-Bl\u00f6cken adressieren kann. In unserem Fall haben wir eine msdos-Partition, wie aus dem Bild ersichtlich ist, wobei die Partition bei Block Nr. 1 beginnt und Block 0 f\u00fcr den MBR verwendet wird.<\/p>\n<p>Im ersten Partition habe ich ein ext2-Dateisystem erstellt. Der Standardblockgr\u00f6\u00dfe betr\u00e4gt 4096 Byte, was ebenfalls im Bild dargestellt ist. So kann man die Blockgr\u00f6\u00dfe des Dateisystems \u00fcberpr\u00fcfen:<\/p>\n<pre><code class=\"bash\">root@ubuntu:\/home\/serp# tune2fs -l \/dev\/sdb1\ntune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)\nDateisystem-Volumenname:   \nLetzte Einbindung unter:    \nUUID des Dateisystems:      a600bf40-f660-41f6-a3e6-96c303995479\nMagische Nummer des Dateisystems:  0xEF53\nVersionsnummer des Dateisystems:  1 (dynamisch)\nMerkmale des Dateisystems:      ext_attr resize_inode dir_index filetype sparse_super large_file\nFlags des Dateisystems:         signed_directory_hash\nStandard-Mount-Optionen:    user_xattr acl\nZustand des Dateisystems:         sauber\nFehlerverhalten:          Fortfahren\nBetriebssystemtyp des Dateisystems:       Linux\nInode-Anzahl:              65536\nBlockanzahl:              261888\nReservierte Blockanzahl:     13094\nFreie Bl\u00f6cke:              257445\nFreie Inodes:              65525\nErster Block:              0\nBlockgr\u00f6\u00dfe:               4096\nFragmentgr\u00f6\u00dfe:            4096\nReservierte GDT-Bl\u00f6cke:      63\nBl\u00f6cke pro Gruppe:         32768\nFragmente pro Gruppe:      32768\nInodes pro Gruppe:         8192\nInode-Bl\u00f6cke pro Gruppe:   512\nDateisystem erstellt:       Fr 2. Aug  15:02:13 2019\nLetzte Einbindungszeit:          n\/a\nLetzte Schreibzeit:          Fr 2. Aug  15:02:14 2019\nEinbindungsanzahl:              0\nMaximale Einbindungsanzahl:      -1\nLetzte \u00dcberpr\u00fcfung:             Fr 2. Aug  15:02:13 2019\n\u00dcberpr\u00fcfungsintervall:           0 ()\nReservierte Bl\u00f6cke uid:      0 (Benutzer root)\nReservierte Bl\u00f6cke gid:      0 (Gruppe root)\nErster Inode:              11\nInode-Gr\u00f6\u00dfe:               256\nErforderliche zus\u00e4tzliche isize:     28\nGew\u00fcnschte zus\u00e4tzliche isize:      28\nStandardverzeichnis-Hash:   half_md4\nVerzeichnis-Hash-Samen:      c0155456-ad7d-421f-afd1-c898746ccd76<\/code><\/pre>\n<p>\nDer ben\u00f6tigte Parameter ist die \"Blockgr\u00f6\u00dfe\".<\/p>\n<p>Nun zur interessantesten Frage: Wie liest man die Datei \/home\/serp\/testfile? Die Datei besteht aus einem oder mehreren Bl\u00f6cken des Dateisystems, in denen ihre Daten gespeichert sind. Wie finde ich, wenn ich den Dateinamen kenne, die entsprechenden Bl\u00f6cke? Welche Bl\u00f6cke sollen gelesen werden?<\/p>\n<p>Hier kommen die Inodes ins Spiel. In einem ext2fs-Dateisystem gibt es eine \u201eTabelle\u201c, in der Informationen zu allen Inodes gespeichert sind. Die Anzahl der Inodes wird beim Erstellen des Dateisystems festgelegt. Die erforderlichen Zahlen finden wir im Parameter \u201eInode count\u201c der Ausgabe von tune2fs, also haben wir 65.536 St\u00fcck. In einem Inode befindet sich die ben\u00f6tigte Information: die Liste der Bl\u00f6cke des Dateisystems f\u00fcr die gesuchte Datei. Wie findet man die Inode-Nummer f\u00fcr eine bestimmte Datei?<\/p>\n<p>Die Zuordnung von Namen und Inode-Nummer befindet sich im Verzeichnis, und ein Verzeichnis im ext2fs ist eine spezielle Art von Datei, d.h. auch sie hat eine eigene Inode-Nummer. Um diesen Teufelskreis zu durchbrechen, wurde der Wurzelverzeichnis die \u201efeste\u201c Inode-Nummer \u201e2\u201c zugewiesen. Schauen wir uns den Inhalt des Inodes mit der Nummer 2 an:<\/p>\n<pre><code class=\"bash\">root@ubuntu:\/# debugfs \/dev\/sdb1\ndebugfs 1.42.9 (4-Feb-2014)\ndebugfs:  stat \n\nInode: 2   Typ: Verzeichnis    Modus:  0755   Flags: 0x0\nGenerierung: 0    Version: 0x00000000:00000002\nBenutzer:     0   Gruppe:     0   Gr\u00f6\u00dfe: 4096\nDatei ACL: 0    Verzeichnis ACL: 0\nLinks: 3   Blockanzahl: 8\nFragment:  Adresse: 0    Nummer: 0    Gr\u00f6\u00dfe: 0\n ctime: 0x5d43cb51:16b61bcc -- Fr 2 Aug  16:34:09 2019\n atime: 0x5d43c247:b704301c -- Fr 2 Aug  15:55:35 2019\n mtime: 0x5d43cb51:16b61bcc -- Fr 2 Aug  16:34:09 2019\ncrtime: 0x5d43b5c6:00000000 -- Fr 2 Aug  15:02:14 2019\nGr\u00f6\u00dfe der extra Inode-Felder: 28\nBLOCKS:\n(0):579\nGESAMT: 1<\/code><\/pre>\n<p>\nWie zu sehen ist, befindet sich das ben\u00f6tigte Verzeichnis im Block mit der Nummer 579. Darin finden wir die Knotennummer f\u00fcr den Ordner home und so weiter in der Kette, bis wir im Verzeichnis serp die Knotennummer f\u00fcr die angeforderte Datei sehen. Falls jemand \u00fcberpr\u00fcfen m\u00f6chte, ob die Nummer korrekt ist und die ben\u00f6tigten Informationen vorhanden sind, ist das nicht schwer. Machen wir folgendes:<\/p>\n<pre><code class=\"bash\">root@ubuntu:\/# dd if=\/dev\/sdb1 of=\/home\/serp\/dd_image bs=4096 count=1 skip=579\n1+0 Datens\u00e4tze eingef\u00fcgt\n1+0 Datens\u00e4tze ausgegeben\n4096 Bytes (4,1 kB) kopiert, 0,000184088 s, 22,3 MB\/s\nroot@ubuntu:\/# hexdump -c \/home\/serp\/dd_image<\/code><\/pre>\n<p>\nIm Ausgabe k\u00f6nnen die Dateinamen im Verzeichnis gelesen werden.<\/p>\n<p>Jetzt komme ich zur Hauptfrage: \"Aus welchen Gr\u00fcnden kann es zu einem Schreibfehler kommen\"?<\/p>\n<p>Nat\u00fcrlich wird dies geschehen, wenn keine freien Bl\u00f6cke im Dateisystem mehr vorhanden sind. Was kann in diesem Fall getan werden? Neben dem offensichtlichen \"l\u00f6sche irgendetwas Unn\u00f6tiges\" sollte man daran denken, dass es in den Dateisystemen ext2, 3 und 4 so etwas wie \"Reserved block count\" gibt. Wenn wir das Listing oben ansehen, haben wir solche Bl\u00f6cke in der Anzahl von \"13094\". Diese Bl\u00f6cke sind nur f\u00fcr den Benutzer root zum Schreiben verf\u00fcgbar. Aber wenn es schnell gel\u00f6st werden muss, kann als vor\u00fcbergehende L\u00f6sung daf\u00fcr gesorgt werden, dass sie f\u00fcr alle zug\u00e4nglich sind, was zu einem kleineren freien Speicherplatz f\u00fchrt:<\/p>\n<pre><code class=\"bash\">root@ubuntu:\/mnt# tune2fs -m 0 \/dev\/sdb1\ntune2fs 1.42.9 (4-Feb-2014)\nSetze den Prozentsatz der reservierten Bl\u00f6cke auf 0 % (0 Bl\u00f6cke)<\/code><\/pre>\n<p>\nDas hei\u00dft, standardm\u00e4\u00dfig steht Ihnen kein Schreibzugriff auf 5 % des Speicherplatzes zur Verf\u00fcgung, und bei den heutigen Festplattengr\u00f6\u00dfen k\u00f6nnen das hunderte Gigabyte sein.<\/p>\n<p>Was k\u00f6nnte noch sein? Es kann auch vorkommen, dass freie Bl\u00f6cke vorhanden sind, aber die Inodes aufgebraucht sind. Dies tritt normalerweise auf, wenn Sie in Ihrem Dateisystem viele Dateien haben, die kleiner sind als die Blockgr\u00f6\u00dfe des Dateisystems. Da f\u00fcr jede Datei oder jedes Verzeichnis ein Inode ben\u00f6tigt wird und insgesamt (f\u00fcr dieses Dateisystem) 65536 verf\u00fcgbar sind, ist diese Situation mehr als realistisch. Dies kann anschaulich im Output des Befehls df gesehen werden:<\/p>\n<pre><code class=\"bash\">serp@ubuntu:~$ df -hi\nDateisystem     Inodes IUsed IFree IUse% Eingeh\u00e4ngt auf\nudev             493K   480  492K    1% \/dev\ntmpfs            493K   425  493K    1% \/run\n\/dev\/xvda1       512K  240K  273K   47% \/\nnone             493K     2  493K    1% \/sys\/fs\/cgroup\nnone             493K     2  493K    1% \/run\/lock\nnone             493K     1  493K    1% \/run\/shm\nnone             493K     2  493K    1% \/run\/user\n\/dev\/xvdc1       320K  4,1K  316K    2% \/var\n\/dev\/xvdb1        64K   195   64K    1% \/home\n\/dev\/xvdh1       4,0M  3,1M  940K   78% \/var\/www\nserp@ubuntu:~$ df -h\nDateisystem      Gr\u00f6\u00dfe  Belegt Verf\u00fcgbar Nutzung% Eingeh\u00e4ngt auf\nudev            2,0G  4,0K  2,0G   1% \/dev\ntmpfs           395M  620K  394M   1% \/run\n\/dev\/xvda1      7,8G  2,9G  4,6G  39% \/\nnone            4,0K     0  4,0K   0% \/sys\/fs\/cgroup\nnone            5,0M     0  5,0M   0% \/run\/lock\nnone            2,0G     0  2,0G   0% \/run\/shm\nnone            100M     0  100M   0% \/run\/user\n\/dev\/xvdc1      4,8G  2,6G  2,0G  57% \/var\n\/dev\/xvdb1      990M  4,0M  919M   1% \/home\n\/dev\/xvdh1       63G   35G   25G  59% \/var\/www<\/code><\/pre>\n<p>\nWie deutlich im Bereich \/var\/www zu sehen ist, unterscheiden sich die Anzahl der freien Bl\u00f6cke im Dateisystem und die Anzahl der freien Inodes erheblich.<\/p>\n<p>F\u00fcr den Fall, dass die Inodes zur Neige gehen, kann ich keine Ratschl\u00e4ge geben, da es keine gibt (falls ich falsch liege, lassen Sie es mich wissen). Daher sollten f\u00fcr Partitionen, in denen viele kleine Dateien entstehen, die Dateisysteme gut gew\u00e4hlt werden. So k\u00f6nnen beispielsweise Inodes in btrfs nicht ausgehen, da neue bei Bedarf dynamisch erstellt werden.<br \/>\n<br \/>Quelle: <a content=\"nofollow\" rel=\"nofollow\" href=\"https:\/\/habr.com\/ru\/post\/462849\/\">habr.com<\/a><\/p>","protected":false,"gt_translate_keys":[{"key":"rendered","format":"html"}]},"excerpt":{"rendered":"<p>\u041f\u0435\u0440\u0438\u043e\u0434\u0438\u0447\u0435\u0441\u043a\u0438, \u0441 \u0446\u0435\u043b\u044c\u044e \u043f\u0435\u0440\u0435\u0435\u0437\u0434\u0430 \u0432 \u0426\u0420\u0421 \u0441\u043e\u0431\u0435\u0441\u0435\u0434\u0443\u044e\u0441\u044c \u0432 \u0440\u0430\u0437\u043d\u044b\u0445 \u043a\u0440\u0443\u043f\u043d\u044b\u0445 \u043a\u043e\u043c\u043f\u0430\u043d\u0438\u044f\u0445, \u0432 \u043e\u0441\u043d\u043e\u0432\u043d\u043e\u043c \u041f\u0438\u0442\u0435\u0440\u0430 \u0438 \u041c\u043e\u0441\u043a\u0432\u044b \u043d\u0430 \u0434\u043e\u043b\u0436\u043d\u043e\u0441\u0442\u044c DevOps. \u041e\u0431\u0440\u0430\u0442\u0438\u043b \u0432\u043d\u0438\u043c\u0430\u043d\u0438\u0435, \u0447\u0442\u043e \u0432\u043e \u043c\u043d\u043e\u0433\u0438\u0445 \u043a\u043e\u043c\u043f\u0430\u043d\u0438\u044f\u0445 (\u0432\u043e \u043c\u043d\u043e\u0433\u0438\u0445 \u0445\u043e\u0440\u043e\u0448\u0438\u0445 \u043a\u043e\u043c\u043f\u0430\u043d\u0438\u044f\u0445, \u043d\u0430\u043f\u0440\u0438\u043c\u0435\u0440 \u0432 \u044f\u043d\u0434\u0435\u043a\u0441\u0435) \u0437\u0430\u0434\u0430\u044e\u0442 \u0434\u0432\u0430 \u0441\u0445\u043e\u0434\u043d\u044b\u0445 \u0432\u043e\u043f\u0440\u043e\u0441\u0430: \u0447\u0442\u043e \u0442\u0430\u043a\u043e\u0435 inode; 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Mir ist aufgefallen, dass viele Unternehmen (insbesondere gute Unternehmen wie Yandex) zwei \u00e4hnliche Fragen stellen: Was ist ein Inode? 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