深度解析Unix中inode块与超级块

深度解析Unix中inode块与超级块

　　虽然Unix操作系统要比Windwos系统要稳定。但是Unix操作系统有时候也会有闹脾气罢工的时候。这主要是因为Unix操作系统中inode块与超级块在作怪。那么这两个块在Unix操作系统中到底占据了什么位置呢?

　　一、inode块，Unix文件的核心。

　　首先需要明白的是，在Unix操作系统中的任何资源都被当作文件来管理。如目录、光驱、终端设备等等，都被当作是一种文件。从这方面来说，Unix操作系统中的所有的目录、硬件设备跟普通文件一样，具有共同的属性。而这些属性的话，就是保存在inode块中。

　　Inode块中保存了一个文件系统中的全部Inode节点。也就是说，当系统创建了一个文件(或者添加了一个新设备)时，系统就会从这个块中给这个文件分配一个Inode结点。在这个结点中存储了这个文件的大部分属性，如创建、修改时间等等。但是需要注意的是，有两个属性不包含在这个inode结点中，分别为文件名与结点号。这主要是因为inode节点按顺序排列，所以系统内核就可以采用简单的算法，就可以得出inode节点号。通过系统提供的ls命令显示文件或者目录信息的时候，就需要用到这个结点中的信息。Ls命令为了确定一个文件的Inode节点需要查找它所在的目录，然后读取它的Inode 结点，并根据inode节点得到文件的属性。正常情况下，这个节点号不会出现什么问题。但是如果由于意外断电或者其他原因的话，有可能会发生一些故障。如可能一个inode结点在系统中已经被创建，但是其没有被正常使用，或者可能块号超出了范围。这些故障会给操作系统留下安全隐患。为此当出现意外关机或者其他意外事件时，最好系统工程师能够利用fsck系统命令来修复inode结点中的错误。

　　另外需要注意的是，在inode结点中还存储着一个重要的信息，就是保存了一个包含13-15位指针元素的数组，这些指针是磁盘块区的地址。这些指针非常的重要。操作系统就是依靠这些指针在硬盘上定位相关的文件，并读取它。如上所述，因为一些意外的操作也会使得这个指针地址出现错误。有时候这会非常的严重。如一些文件无法读取等等。如果这些文件不幸的是系统的一些配置文件，那么就会导致系统的崩溃。如果这些指针地址出现错误，则文件名仍然会显示在操作系统中。但是如果用户试着去打开这些文件时，系统却会告知无法打开这些文件。如果遇到这种情况该这么办呢?此时系统工程师就需要手工运行fsck命令。如果这个文件损坏的不是很严重，那么操作系统内内核会为其再建立一个链接。但是如果原文件损坏的比较厉害了，无法再重新读取。则系统会建立用户删除这个文件(从硬盘中删除)。

　　由于一些文件的属性(如建立修改时间等等)都保存在Inode结点中，为此一些命令在获取这些属性的时候，是不需要打开文件的。如现在系统工程师在编写一个文件备份程序，就需要用到inode节点中的修改时间截这个属性。此时可以利用相关的命令直接从inode结点中去获取，而不需要打开对应的文件去得知这个信息。为此在Unix操作系统中文件备份程序的执行效率会比较高，实现起来也相对简单一点。

　　从上面的这些分析中可以看到，inode结点是Unix操作系统中文件的核心，也是操作系统与硬盘中存储的数据打交道的一个中介者。如果这个结点信息出现错误的话，那么硬盘中存储的数据块就好像是无主的流浪者，无法被用户所采用。另外我们平时删除文件，其实只是删除了这个联系。所以通过一线恢复工具仍然可以恢复被删除了的文件。如果需要真正删除文件的话，就需要格式化硬盘(低格)或者复制大文件把其覆盖掉。只有如此硬盘中存储的数据块才会被真正的删除掉。最后需要说明的是，按照正常的关机程序来关闭Unix操作系统，是保护inode结点信息的最好措施。突然断电或者其他意外事故，是inode结点的最大杀手。