磁盘扇区、IO块、inode、文件、目录、硬链接与软链接到底是什么？

磁盘扇区、IO块、inode、文件、目录、硬链接与软链接到底是什么？

自己理解了一下，记录一下备忘。

1、扇区

扇区是磁盘盘片上的一个物理划分，是真真实实存在看得见摸得着的东西。

我们先来看看如何查看一个磁盘的一些信息，可以使用fdisk -l命令查看。我这里有多块盘，但我只截图了一个在这里展示，如图所示，我截取的这块盘为/dev/sda。

看红框所示，Unit是单元的意思，sector是扇区的意思。即磁盘谨桐的存储单元是扇区液竖。

从图中第一行还可以看到这块盘的大小为599.6G，总共有1171062784个扇区。

从第二行可以看到每个扇区的大小为512bytes。

从第三行可以看到扇区的逻辑大小为512bytes，物理大小为512bytes。

从上图的帮助文档来看，扇区的逻辑大小可以修改，最小为512bytes，最大为4096bytes。（不同的系统，扇区的大小不一样）

除了扇区，磁盘还有哪些物理部件？

2、IO块（磁盘块）

我们平时常说磁盘块，可能会以为它是磁盘的一个物理分区，其实不是的。

扇区是磁盘存闹晌大储的最小单元。往大了说，还有磁道、盘片等。

那既然磁盘块不是磁盘的物理分区，那么它是啥呀？

我们或许都有这样一个常识认知，就是磁盘的IO速率是非常慢的，如果在读取数据的时候，先读取了一个扇区的数据，发送给上层应用后，又返回来读下一个扇区，再发送给上层应用，如此循环反复，上层应用需要与磁盘进行多次交互，这就很浪费时间了；

所以就引入了磁盘块这么一个概念，它在逻辑层面将多个连续的扇区当作一个整体，然后在读取数据的时候以逻辑层面上的磁盘块为单位，将磁盘块所包含的扇区的数据都一次性读出来发给上层应用。

所以我们要区分开扇区、磁盘块这些概念所对应的对象是不同的：

扇区对应的是硬件层面，它是磁盘面的区域划分，是一个真真实实存在的物理部件；

而磁盘块对应的是软件层面，它在逻辑层面将多个连续的扇区当作一个整体。

比如磁盘扇区大小一般为512字节，而块大小一般为4096字节，那么每一个块就记录着连续的8个扇区；数据不是存在块里的，而是存储在扇区，而块记录哪些扇区是属于自己的。

如何查看一个IO块的大小：

1）在root用户下，执行tune2fs -l /dev/sda | grep "Block Size"

3、inode

每个文件都有数据以及元数据，数据就是文件内容了，它存储在磁盘的数据区；

而文件元数据包括下图这些项：

文件大小、文件块信息、一个块的大小、文件类型（普通文件、目录还是符号链接）、设备号、索引节点编号、硬链接数、文件的访问时间、文件内容的修改时间、文件属性的修改时间

每个文件都会对应一个inode，而每个inode都有唯一一个编号，如何查看文件的inode编号呢？

1）可以使用stat filename来查看

2）或者切换到文件所在目录后，使用ll -i命令来查看，得到的结果中第一列即为文件的inode编号。

我们刚才说到每个索引节点（inode）都有一个唯一的编号，这个编号在每个磁盘上都是有限的，当inode编号分配完了之后，就不能再创建新文件了；

因为文件都需要对应一个唯一的inode，而每个inode又需要对应唯一的编号，而编号又是有限的，所以当分配完了之后，就没法创建inode了，也就没法创建文件了。

有时候可能会发现这样的现象：就是我们想要创建一个新文件，但是发现创建不了了。

于是我们需要排查问题，怎么排查呢？

首先我们先看下是不是磁盘写满了，使用df -hl查看磁盘的使用率，如果达到了100%，那说明盘写满了，我们需要删除些东西以释放存储空间；

但是如果我们查看了磁盘使用率之后，发现不是磁盘满了，磁盘还有很多空闲的空间，那该怎么办？

可以联想到我们上面说过的，看下inode编号是不是用完了，即看下inode编号的使用率？

可以使用df -i来看下磁盘inode编号的使用率，如果发现是inode编号的使用率达到了100%了，那还是得删除些文件以释放占用的inode编号。

会不会有人有疑问？为什么磁盘空间还有这么多，inode编号就用完了？

这大概率是创建的小文件太多了，你想啊，每个文件都要对应一个inode编号，inode编号是有限的，虽然磁盘空间也有限，但是如果文件系统中是以小文件居多，每个文件就占那么点空间，inode编号的消耗速率大于磁盘空间的消耗速率，这就极有可能出现上述inode编号用完了，但是磁盘空间还剩余很多的情况。

4、文件与目录

在linux系统中，一切皆文件。

在linux中怎么判断是文件还是目录呢？

1）通过ll命令判断：

如果开头是d，那就是目录（d即directory的缩写），如果开头是-，那就是普通文件。

2）通过stat命令判断：

5、硬链接与软链接

当我们创建一个文件时，该文件的文件名其实就是一个硬链接，一个文件至少有一个硬链接，但是一个硬链接不可以指向多个文件。

硬链接有什么作用：文件系统通过硬链接可以找到inode编号，进而找到inode，通过获取inode里存储的文件元数据可以读取到磁盘中存储的文件数据。

怎么查看文件的硬链接数呢？

1）通过ll查看：

第二列即为硬链接数

有没有注意到，普通文件的硬链接数与目录的硬链接数是不一样的，普通文件只有一个硬链接，而目录则有两个，这是为什么？

因为对于目录文件而言，除了可以通过目录名获取到文件的inode之外，还可以通过.(点号)获取，因为点号表示当前目录。

所以我们看到目录的硬链接数是2个。

2）还可以通过stat查看文件的硬链接数：

软链接是什么？软链接其实是一个独立的文件（分类为符号链接），它有自己的inode，它的inode里存储的是它所指向的文件的信息；由于软链接与它指向的文件是两个独立的文件，所以删除软链接并不会影响它指向的文件。

通过ln -s 123 softlink123建立一个软链接指向文件123

通过stat softlink123可以看到该文件是一个符号链接，即软链接，它有自己的inode，所以它是一个独立的文件，由于它的inode里存储的是它指向的文件的信息，所以通过软链接softlink123也可以读取到文件123的数据

可以看到通过硬链接和软链接读取到的文件内容是一样的

DIskGenius软件可以直接清除分区或磁盘任意扇区上的数据。被清除扇区上的文件数据将无法通过任何软件恢复。今天我给大家分享一下DiskGenius清除扇区竖中兄数据方法，有需要的朋友快来看看吧！

要执行此功能，请先选择要清除扇区的分区或磁盘，然后点击“工具-清除扇区数据”菜单项，程序d出下列余袭对话框：

在此对话框中，可以设置下列选项：

更改要清除的分区或磁盘。

指定要清除的扇区范围。如果选择了清除分区扇区，扇区号是指相对于分区开始的扇区号。

指定用于填充的字符。

点击“清除”按钮以执行清除扇区的功能。软件会显示下列警告信息：

请认真阅读提示信息，如果真的要清除扇区数据，请在第一个提示对话框上点击“清除”，在第二个提示上培谈点击“确定”。软件将开始执行清除扇区 *** 作。

　扇区是计算机硬盘中无法写入数据的地方，几乎所有的硬盘都有一些坏扇区。 [编辑本段]坏扇区有两种类型： 一种为硬盘格式化时由于磨损而产生的软损坏扇区。可将它们标记出来或通过再次格式化来修复。记住，如果格式化硬盘将完全丢失全部数据。 另一种是无法修复的物理损坏。数据将永远无法写入到这种扇区中。如果硬盘中有这种坏扇区，这块硬盘就快寿终正寝了。 硬盘被分割为以扇区为单位的存储单元用于存储数据。每个硬盘都有成千上万的扇区。硬盘在存储数据前，其中的坏扇区被标记出来以使计猜蠢算机不在这些扇区中写入数据。为避免由于坏扇区而造成损失，应该每隔6个月进行一次检测，同时，应避免硬盘受到撞击或颠簸。如果有一些连续茄拍的坏扇区，则表示硬盘磨损得已经很厉害颤兆羡了。如果坏扇区的数量增长很快，最好将全部数据备份并严密地监视其工作情况，这也许是更换硬盘的时候了。 因此，对付坏扇区最好的方法是将它们做出标记，这样可避免引起麻烦。

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