Нешто за inode

Периодично, за да се префрлам во Централниот центар за дистрибуција, интервјуирам со различни големи компании, главно во Санкт Петербург и Москва, за позиција на DevOps. Забележав дека многу компании (многу добри компании, на пример Yandex) поставуваат две слични прашања:

• што е инода;
• од кои причини може да добиете грешка за пишување на дискот (или на пример: зошто може да ви снема простор на дискот, суштината е иста).

Како што често се случува, бев сигурен дека добро ја познавам оваа тема, но штом почнав да објаснувам, празнините во знаењето станаа очигледни. За да го систематизирам моето знаење, да ги пополнам празнините и повеќе да не се срамам, ја пишувам оваа статија, можеби на некој друг ќе му биде од корист.

Ќе почнам од дното, т.е. од хард диск (ќе ги отфрлиме флеш-дисковите, SSD-дисковите и другите модерни работи; на пример, да разгледаме кој било диск стар 20 или 80 гига, бидејќи големината на блокот е 512 бајти).

Хард дискот не знае како да го адресира својот простор бајт по бајт; тој е условно поделен на блокови. Нумерирањето на блоковите започнува од 0. (Ова се нарекува LBA, детали овде: ru.wikipedia.org/wiki/LBA)

Како што може да се види од сликата, јас ги назначив LBA блоковите како ниво на HDD. Патем, можете да видите каква големина на блок има вашиот диск вака:

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

Нивото погоре е партиција, една за целиот диск (повторно за едноставност). Најчесто, се користат два типа на обележување на партициите: msdos и gpt. Според тоа, msdos е стар формат кој поддржува дискови до 2Tb, gpt е нов формат способен да адресира до 1 зетабајт од 512 бајти блокови. Во нашиот случај, имаме партиција од типот msdos, како што може да се види од сликата, партицијата започнува со блок бр. 1, додека нула се користи за MBR.

Во првата партиција создадов датотечен систем ext2, неговата стандардна големина на блок е 4096 бајти, што исто така се рефлектира на сликата. Можете да ја видите големината на блокот на датотечниот систем вака:

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

Параметарот што ни треба е „Големина на блок“.

Сега интересниот дел е како да ја прочитате датотеката /home/serp/testfile? Датотеката се состои од еден или повеќе блокови на датотечен систем во кои се складирани нејзините податоци. Знаејќи го името на датотеката, како да го најдете? Кои блокови треба да ги прочитам?

Ова е местото каде што инодите ни се користат. Датотечниот систем ext2fs има „табела“ која содржи информации за сите иноди. Бројот на иноди во случај на ext2fs е поставен при креирањето на датотечен систем. Ги гледаме потребните броеви во параметарот „Inode count“ на излезот tune2fs, т.е. имаме 65536 парчиња. Инодот ги содржи потребните информации: листа на блокови на датотечниот систем за датотеката што ја бараме. Како да го пронајдете инодниот број за дадена датотека?

Соодветното име и бројот на инодата се содржани во директориумот, а директориумот во ext2fs е посебен тип на датотека, т.е. исто така има и свој неодреден број. За да се прекине овој маѓепсан круг, на root директориумот му беше доделен „фиксен“ иноден број „2“. Ајде да ја погледнеме содржината на инодата број 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

Како што можете да видите, директориумот што ни треба е содржан во блокот број 579. Во него ќе го најдеме бројот на јазолот за домашната папка и така натаму низ синџирот додека во директориумот serp не го видиме бројот на јазол за бараната датотека. Ако одеднаш некој сака да провери дали бројот е точен и дали ги има потребните информации, не е тешко. Ние правиме:

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

На излезот можете да ги прочитате имињата на датотеките во директориумот.

Така, доаѓам до главното прашање: „од кои причини може да се појави грешка при снимањето?

Секако, ова ќе се случи ако нема оставени слободни блокови во датотечниот систем. Што може да се направи во овој случај? Покрај очигледното „избришете сè што е непотребно“, треба да запомните дека во датотечните системи ext2,3 и 4 постои такво нешто како „Број на резервирани блокови“. Ако го погледнете списокот погоре, имаме такви блокови „13094“. Овие се блокови што можат да се запишуваат само од корисникот на root. но ако треба брзо да го решите проблемот, како привремено решение можете да ги направите достапни за секого, што резултира со слободен простор:

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

Оние. стандардно, имате 5% од просторот на дискот што не е достапен за пишување, а со оглед на обемот на модерните дискови, ова може да биде стотици гигабајти.

Што друго би можело да биде? Исто така, можно е да има бесплатни блокови, но да нема повеќе јазли. Ова обично се случува ако имате куп датотеки на вашиот датотечен систем што се помали од големината на блокот на датотечниот систем. Имајќи предвид дека 1 inode се троши на 1 датотека или директориум, а вкупно имаме (за даден датотечен систем) 65536 - ситуацијата е повеќе од реална. Ова може јасно да се види од излезот на командата 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

Како што е јасно видливо на партицијата /var/www, бројот на слободни блокови во датотечниот систем и бројот на слободни јазли многу се разликуваат.

Во случај да останете без иноди, нема да ви кажам никакви магии, бидејќи ... нема (ако грешам, дозволете ми да знам). Значи, за партиции во кои се множат мали датотеки, треба паметно да го изберете датотечен систем. На пример, btrfs inodes не може да заврши, бидејќи Доколку е потребно, динамично се создаваат нови.

Извор: www.habr.com