Нешто о иноде

Периодично, да бих прешао у Централни дистрибутивни центар, интервјуишем у разним великим компанијама, углавном у Санкт Петербургу и Москви, за ДевОпс позицију. Приметио сам да многе компаније (многе добре компаније, на пример Иандек) постављају два слична питања:

• шта је иноде;
• из којих разлога можете добити грешку у писању на диск (или на пример: зашто вам можда понестане простора на диску, суштина је иста).

Као што се често дешава, био сам сигуран да добро познајем ову тему, али чим сам почео да објашњавам, постале су очигледне празнине у знању. Да бих систематизовао своје знање, попунио празнине и више се не обрукао, пишем овај чланак, можда ће неком другом бити од користи.

Почећу од дна, тј. са чврстог диска (одбацићемо флеш дискове, ССД-ове и друге модерне ствари; на пример, узмимо у обзир било који диск од 20 или 80 гигабајта, пошто је величина блока 512 бајтова).

Чврсти диск не зна како да адресира свој простор бајт по бајт, условно је подељен на блокове. Нумерација блокова почиње од 0. (Ово се зове ЛБА, детаљи овде: ру.википедиа.орг/вики/ЛБА)

Као што се може видети са слике, одредио сам ЛБА блокове као ниво ХДД-а. Узгред, можете видети коју величину блока ваш диск има овако:

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

Ниво изнад је партиција, једна за цео диск (опет ради једноставности). Најчешће се користе две врсте означавања партиција: мсдос и гпт. Сходно томе, мсдос је стари формат који подржава дискове до 2Тб, гпт је нови формат који може адресирати до 1 зетабајт блокова од 512 бајта. У нашем случају имамо партицију типа мсдос, као што се види са слике, партиција почиње блоком бр. 1, док се за МБР користи нула.

У првој партицији сам направио ект2 систем датотека, његова подразумевана величина блока је 4096 бајтова, што је такође приказано на слици. Можете видети величину блока система датотека овако:

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

Параметар који нам је потребан је „Величина блока“.

Сада је занимљив део како читати /хоме/серп/тестфиле датотеку? Датотека се састоји од једног или више блокова система датотека у којима се чувају њени подаци. Знајући име датотеке, како га пронаћи? Које блокове треба да читам?

Овде иноде добро долазе. Систем датотека ект2фс има „табелу“ која садржи информације за све иноде. Број инода у случају ект2фс се поставља приликом креирања система датотека. Гледамо потребне бројеве у параметру „Инод цоунт“ излаза туне2фс, тј. имамо 65536 комада. Иноде садржи информације које су нам потребне: листу блокова система датотека за датотеку коју тражимо. Како пронаћи иноде број за дати фајл?

Одговарајуће име и иноде број се налазе у директоријуму, а директоријум у ект2фс је посебна врста датотеке, тј. такође има свој иноде број. Да би се прекинуо овај зачарани круг, основном директоријуму је додељен „фиксни“ иноде број „2“. Погледајмо садржај иноде 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

Као што видите, директоријум који нам је потребан налази се у блоку број 579. У њему ћемо пронаћи број чвора за почетну фасциклу, и тако даље низ ланац док у серп директоријуму не видимо број чвора за тражени фајл. Ако одједном неко пожели да провери да ли је број тачан и да ли постоје потребне информације, није тешко. Радимо:

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

У излазу можете прочитати имена датотека у директоријуму.

Тако долазим до главног питања: „из којих разлога може доћи до грешке у снимању?“

Наравно, то ће се догодити ако у систему датотека нема слободних блокова. Шта се може учинити у овом случају? Поред очигледног „избришите све што је непотребно“, треба да запамтите да у ект2,3 и 4 системима датотека постоји нешто као „број резервисаних блокова“. Ако погледате горњи листинг, имамо „13094“ таквих блокова. Ово су блокови у које може да упише само роот корисник. али ако треба брзо да решите проблем, као привремено решење можете их учинити доступним свима, што резултира слободним простором:

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

Оне. подразумевано, имате 5% простора на диску који није доступан за писање, а с обзиром на запремину савремених дискова, то може бити стотине гигабајта.

Шта би друго могло бити? Такође је могуће да постоје слободни блокови, али више нема чворова. Ово се обично дешава ако имате гомилу датотека на вашем систему датотека које су мање од величине блока система датотека. С обзиром да се 1 иноде троши на 1 фајл или директоријум, а укупно имамо (за дати систем датотека) 65536 - ситуација је више него реална. Ово се може јасно видети из излаза дф команде:

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

Као што је јасно видљиво на /вар/ввв партицији, број слободних блокова у систему датотека и број слободних чворова веома варирају.

У случају да останете без инода, нећу вам рећи никакве чини, јер... нема их (ако грешим, јавите ми). Дакле, за партиције у којима се мале датотеке множе, требало би мудро одабрати систем датотека. На пример, бтрфс иноде не могу да се заврше, јер Нове се динамички креирају ако је потребно.

Извор: ввв.хабр.цом