inode和block的理解

云谷鹤峰

什么是inode和block？

所谓的inode就是索引节点（index node）的意思，在每一个存储设备被格式化创建文件系统后，所有的文件大致被分为了两部分，分别是inode和block。

其中inode用来存储文件属性信息，其中包括了文件大小，文件的归属者，文件的归属组，权限，类型，修改时间，以及指向文件实体数据（block）的指针。

block中存储的就是文件的实际数据，比如说，照片，视频，音频等等，但是有一点需要注意！就是inode当中不包含文件名！一个文件的文件名，存储在上级目录的block中！

其实inode和block之间的关系就像是一本书一样，inode是一本书的目录，一本书会有很多内容，一个知识点或者一个故事会占很多页，一个block就相当于书中的一页内容。

所以说一般情况下一个inode会对应一个或多个block。

inode总结：
磁盘分区后格式化为etx4文件系统后，产生一定数量的inode和block
inode存放文件属性信息以及指向文件实体的指针
ext3/ext4文件系统block存放文件的实际数据
inode表现形式为一串数字，不同文件对应的inode在os中是唯一的
ext3/ext4文件系统下，正常情况一个文件创建有且只能占用一个inode和至少占用一个block，大文件占用多个block，如果一个block未占完，剩余空间也无法使用

简单了解了inode和block后，下面说一个关于block与磁盘I/O性能的基础调优。

磁盘在读取数据的时候，是按照block为单位来读取的。

其实block的大小与业务与磁盘的I/O性能有着密不可分的关系。

block并非越大越好或者越小越好，还是要看业务，下面就举两个例子。

如果遇到这种单个文件特别小（小于一个block），而且这种小文件特别多，block设置的太大则对block是一种浪费！这是因为一个文件不管有多小，它都会占用一个inode和一整个block，假如说一个block的大小为4k，磁盘里有一个小文件是1k，那么这个小文件会把4k的一整个block全部占用，剩下的3k就白白浪费掉了。

如果单个文件很大的情况下，block设置的很小，就需要读取多个block，这对磁盘I／O是一种消耗（因为每读取一个block都会消耗磁盘I/O,磁盘每次读取都是以block为单位的）

如果单个文件很大，适当的加大block的大小则会提高磁盘的读取效率，减少了磁盘的I/O。

当block设置的太小，则会影响大文件的读取效率，如果block设置的太小，那么存储一个大文件就需要很多很多block，在读取数据的时候就需要到很多block中去读取内容，刚刚说过，磁盘每次读取内容都是以block为单位的，每读取一个block都会浪费一次磁盘I／O，所以，磁盘读取大文件的效率就回大大降低～

block 的大小一般有1k，2k，4k，除引导分区1k外，其他分区为4k。
block总结：
磁盘读取数据是按block为单位读取
一个文件可能占有多个block，每读取一个block就会消耗一次磁盘IO，想提升IO性能，尽可以一次读取尽量多。
一个block只能存放一个文件，也就是无论文件多小，这个block剩余空间浪费掉了，假如一个文件大小为4k，但是一个小文件1k，3k剩余空间被浪费了，磁盘IO是衡量磁盘性能重要指标。

性能

简单了解了inode和block后，下面说一个关于block与磁盘I/O性能的基础调优。

磁盘在读取数据的时候，是按照block为单位来读取的。

其实block的大小与业务与磁盘的I/O性能有着密不可分的关系。

block并非越大越好或者越小越好，还是要看业务，下面就举两个例子。

如果遇到这种单个文件特别小（小于一个block），而且这种小文件特别多，block设置的太大则对block是一种浪费！这是因为一个文件不管有多小，它都会占用一个inode和一整个block，假如说一个block的大小为4k，磁盘里有一个小文件是1k，那么这个小文件会把4k的一整个block全部占用，剩下的3k就白白浪费掉了。

如果单个文件很大的情况下，block设置的很小，就需要读取多个block，这对磁盘I／O是一种消耗（因为每读取一个block都会消耗磁盘I/O,磁盘每次读取都是以block为单位的）

如果单个文件很大，适当的加大block的大小则会提高磁盘的读取效率，减少了磁盘的I/O。

当block设置的太小，则会影响大文件的读取效率，如果block设置的太小，那么存储一个大文件就需要很多很多block，在读取数据的时候就需要到很多block中去读取内容，刚刚说过，磁盘每次读取内容都是以block为单位的，每读取一个block都会浪费一次磁盘I／O，所以，磁盘读取大文件的效率就回大大降低～

注意

一个文件的文件名，存放于上级目录的block中。

多个文件可以占用同一个inode（linux的硬链接就是这个原理）

但是一个block只能属于一个文件。

有多少个 inode 就能存多少个文件，无论文件有多大，而一个 inode 要 256 字节。

  

而 inode 数量是由格式化程序（这里就是 mkfs.ext4）根据自动算出来的。默认是 16K 一个 inode也就是说，就算你在这个分区全是 16K 小的文件，都有足够数量的 inode 使用。

  

但问题是，对于我这种拿来当仓库用的分区，不可能全是 16K 的文件，高清电影和光盘映像都是上 G 的东西了。上面说过，一个文件要 inode，就算这个分区都塞满了，肯定还有很多 inode 没被使用，明显是浪费掉了。

  

扯了这么多还是在个实际例子吧，就拿我这个 2T 新硬盘为例。格式化时会输出一些信息

  $ sudo mkfs.ext4 -n /dev/sdc1mke2fs 1.41.12 (17-May-2010)Filesystem label=OS type: LinuxBlock size=4096 (log=2)Fragment size=4096 (log=2)Stride=1 blocks, Stripe width=0 blocks122101760 inodes, 488378368 blocks24418918 blocks (5.00%) reserved for the super userFirst data block=0Maximum filesystem blocks=429496729614905 block groups32768 blocks per group, 32768 fragments per group8192 inodes per groupSuperblock backups stored on blocks:    32768, 98304, 163840, 229376, 294912, 819200, 884736, 1605632, 2654208,    4096000, 7962624, 11239424, 20480000, 23887872, 71663616, 78675968,    102400000, 214990848  

看到有 122101760 个 inodes 吧，一个 inode 占256字节，那么换算成 M 单位是：(122101760 * 256) / (1024 ** 20 = 29810M，差不多 30G 啊！

  上面的命令-n 参数表示模拟运行，但不格式化，这样可以看不同的格式化参数会有什么效果。如果没有这个参数，那就真的格式化了。所以对有数据的分区测试时千万要记得加上-n 参数！下面我都带上这个参数。