इनोड के बारे में कुछ

समय-समय पर, केंद्रीय वितरण केंद्र में जाने के लिए, मैं DevOps पद के लिए विभिन्न बड़ी कंपनियों, मुख्य रूप से सेंट पीटर्सबर्ग और मॉस्को में साक्षात्कार लेता हूं। मैंने देखा कि कई कंपनियाँ (कई अच्छी कंपनियाँ, उदाहरण के लिए यांडेक्स) दो समान प्रश्न पूछती हैं:

• इनोड क्या है;
• किन कारणों से आपको डिस्क लिखने में त्रुटि मिल सकती है (या उदाहरण के लिए: आपके डिस्क स्थान की कमी क्यों हो सकती है, सार एक ही है)।

जैसा कि अक्सर होता है, मुझे यकीन था कि मैं इस विषय को अच्छी तरह से जानता हूं, लेकिन जैसे ही मैंने समझाना शुरू किया, ज्ञान में अंतर स्पष्ट हो गया। अपने ज्ञान को व्यवस्थित करने, कमियों को भरने और अब खुद को शर्मिंदा न करने के लिए, मैं यह लेख लिख रहा हूं, शायद यह किसी और के लिए उपयोगी होगा।

मैं नीचे से शुरू करूँगा, यानी। एक हार्ड ड्राइव से (हम फ्लैश ड्राइव, एसएसडी और अन्य आधुनिक चीजों को त्याग देंगे; उदाहरण के लिए, किसी भी 20 या 80 गीगाहर्ट पुरानी ड्राइव पर विचार करें, क्योंकि वहां ब्लॉक का आकार 512 बाइट्स है)।

हार्ड ड्राइव को पता नहीं है कि अपने स्थान को बाइट-बाइट करके कैसे संबोधित किया जाए; यह सशर्त रूप से ब्लॉकों में विभाजित है। ब्लॉक नंबरिंग 0 से शुरू होती है। (इसे एलबीए कहा जाता है, विवरण यहां: ru.wikipedia.org/wiki/LBA)

जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, मैंने एलबीए ब्लॉक को एचडीडी स्तर के रूप में नामित किया है। वैसे, आप इस प्रकार देख सकते हैं कि आपकी डिस्क का ब्लॉक आकार क्या है:

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

उपरोक्त स्तर एक विभाजन है, संपूर्ण डिस्क के लिए एक (फिर से सरलता के लिए)। अधिकतर, दो प्रकार के विभाजन मार्कअप का उपयोग किया जाता है: msdos और gpt। तदनुसार, msdos एक पुराना प्रारूप है जो 2Tb तक डिस्क का समर्थन करता है, gpt एक नया प्रारूप है जो 1 बाइट ब्लॉकों में से 512 ज़ेटाबाइट तक को संबोधित करने में सक्षम है। हमारे मामले में, हमारे पास msdos प्रकार का एक विभाजन है, जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, विभाजन ब्लॉक नंबर 1 से शुरू होता है, जबकि MBR ​​के लिए शून्य का उपयोग किया जाता है।

पहले विभाजन में मैंने एक ext2 फ़ाइल सिस्टम बनाया, इसका डिफ़ॉल्ट ब्लॉक आकार 4096 बाइट्स है, जो चित्र में भी दिखाई देता है। आप फ़ाइल सिस्टम ब्लॉक का आकार इस प्रकार देख सकते हैं:

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

हमें जिस पैरामीटर की आवश्यकता है वह "ब्लॉक आकार" है।

अब दिलचस्प बात यह है कि /home/serp/testfile फ़ाइल को कैसे पढ़ा जाए? एक फ़ाइल में एक या अधिक फ़ाइल सिस्टम ब्लॉक होते हैं जिनमें उसका डेटा संग्रहीत होता है। फ़ाइल का नाम जानने के बाद उसे कैसे खोजें? मुझे कौन से ब्लॉक पढ़ने चाहिए?

यहीं पर इनोड काम आते हैं। Ext2fs फ़ाइल सिस्टम में एक "तालिका" होती है जिसमें सभी इनोड की जानकारी होती है। फ़ाइल सिस्टम बनाते समय ext2fs के मामले में इनोड की संख्या निर्धारित की जाती है। हम ट्यून2एफएस आउटपुट के "इनोड काउंट" पैरामीटर में आवश्यक संख्याओं को देखते हैं, अर्थात। हमारे पास 65536 टुकड़े हैं। इनोड में वह जानकारी होती है जिसकी हमें आवश्यकता होती है: जिस फ़ाइल को हम ढूंढ रहे हैं उसके लिए फ़ाइल सिस्टम ब्लॉक की एक सूची। किसी दी गई फ़ाइल के लिए इनोड नंबर कैसे खोजें?

संबंधित नाम और इनोड संख्या निर्देशिका में निहित हैं, और ext2fs में एक निर्देशिका एक विशेष प्रकार की फ़ाइल है, अर्थात। इसका अपना इनोड नंबर भी है। इस दुष्चक्र को तोड़ने के लिए, रूट डायरेक्टरी को एक "निश्चित" इनोड नंबर "2" सौंपा गया था। आइए इनोड नंबर 2 की सामग्री देखें:

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

जैसा कि आप देख सकते हैं, हमें जिस निर्देशिका की आवश्यकता है वह ब्लॉक संख्या 579 में निहित है। इसमें हम होम फ़ोल्डर के लिए नोड नंबर पाएंगे, और इसी तरह श्रृंखला के नीचे तब तक रहेंगे जब तक कि सर्प निर्देशिका में हम अनुरोधित फ़ाइल के लिए नोड नंबर नहीं देख लेते। अगर अचानक कोई यह जांचना चाहे कि नंबर सही है या नहीं और उसमें जरूरी जानकारी है या नहीं तो यह मुश्किल नहीं है। क र ते हैं:

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

आउटपुट में आप निर्देशिका में फ़ाइलों के नाम पढ़ सकते हैं।

तो मैं मुख्य प्रश्न पर आता हूं: "रिकॉर्डिंग त्रुटि किन कारणों से हो सकती है?"

स्वाभाविक रूप से, ऐसा तब होगा जब फ़ाइल सिस्टम में कोई मुफ़्त ब्लॉक नहीं बचा होगा। इस मामले में क्या किया जा सकता है? स्पष्ट "कुछ भी अनावश्यक हटाएं" के अलावा, आपको याद रखना चाहिए कि ext2,3 और 4 फ़ाइल सिस्टम में "आरक्षित ब्लॉक गणना" जैसी कोई चीज़ होती है। यदि आप उपरोक्त सूची को देखें, तो हमारे पास "13094" ऐसे ब्लॉक हैं। ये केवल रूट उपयोगकर्ता द्वारा लिखने योग्य ब्लॉक हैं। लेकिन यदि आपको समस्या को तुरंत हल करने की आवश्यकता है, तो अस्थायी समाधान के रूप में आप उन्हें सभी के लिए उपलब्ध करा सकते हैं, जिसके परिणामस्वरूप कुछ खाली स्थान मिल जाएगा:

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

वे। डिफ़ॉल्ट रूप से, आपके पास लिखने के लिए डिस्क स्थान का 5% उपलब्ध नहीं है, और आधुनिक डिस्क की मात्रा को देखते हुए, यह सैकड़ों गीगाबाइट हो सकता है।

यह और क्या हो सकता है? यह भी संभव है कि मुक्त ब्लॉक हों, लेकिन अधिक नोड न हों। यह आमतौर पर तब होता है जब आपके फ़ाइल सिस्टम पर फ़ाइलों का एक समूह होता है जो फ़ाइल सिस्टम ब्लॉक आकार से छोटा होता है। यह मानते हुए कि 1 इनोड 1 फ़ाइल या निर्देशिका पर खर्च किया जाता है, और कुल मिलाकर हमारे पास (किसी दिए गए फ़ाइल सिस्टम के लिए) 65536 है - स्थिति यथार्थवादी से अधिक है। इसे df कमांड के आउटपुट से स्पष्ट रूप से देखा जा सकता है:

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

जैसा कि /var/www विभाजन पर स्पष्ट रूप से दिखाई देता है, फ़ाइल सिस्टम में मुक्त ब्लॉकों की संख्या और मुक्त नोड्स की संख्या बहुत भिन्न होती है।

यदि आपका इनोड ख़त्म हो जाए, तो मैं आपको कोई मंत्र नहीं बताऊंगा, क्योंकि... कोई भी नहीं है (यदि मैं गलत हूं, तो मुझे बताएं)। इसलिए उन विभाजनों के लिए जिनमें छोटी फ़ाइलें बहुगुणित होती हैं, आपको फ़ाइल सिस्टम को बुद्धिमानी से चुनना चाहिए। उदाहरण के लिए, btrfs इनोड समाप्त नहीं हो सकते, क्योंकि यदि आवश्यक हो तो नए गतिशील रूप से बनाए जाते हैं।

स्रोत: www.habr.com