Linux-----Linux文件系统解读

df -h只能查看磁盘 block 空间；df -i专门查看 inode 资源使用率，inode 存属性，block 存内容，superblock 管整个分区。

一、磁盘满故障排查

场景一：磁盘块耗尽——大文件占用磁盘空间

现象：创建占用空间的大备份文件，业务写入报错：No space left on device，执行df -h可见/分区磁盘占用接近100%。

先用df -h命令查看服务器磁盘空间使用率，再用find / -type f -size +100M，找到无用大文件，清理释放空间，⚠️如果文件还被程序占用，不要直接 rm，使用> 文件路径清空。

场景二：磁盘还有剩余容量，inode 耗尽

现象：磁盘还有剩余容量，新建文件提示 no space left on device

原因：磁盘存储空间充足，但是inode 耗尽。每一个小文件占用 1 个 inode，海量小文件把 inode 用光。

先用df -i查看 inode 使用情况，查找所有空文件，find / -type f -size 0 -delete，清理无用大量小文件，释放 inode，长期优化：选用 XFS 文件系统

场景三：rm删除日志，磁盘空间不释放（进程持有已删除文件句柄）

现象：ls /var/log/app.log文件已经不存在；df -h磁盘占用居高不下，空间没有释放；后台进程仍然不断写入，磁盘持续上涨。

先用lsof | grep deleted找到已删除但占用空间的文件，不要再次 rm 文件，直接清空：> /文件路径

二、inode

存储元数据：大小、权限、属主等信息，不会保存文件名

ext4默认大小256字节，分区时创建，创建后无法修改

每个文件占用 1 个 inode，inode 数量有限，海量小文件会耗尽 inode

硬链接共用同一个 inode

三、block（数据块），

磁盘划分成一个个 block，文件数据就存在 block 里

一个 block 只能属于一个文件，若文件太大，则一个文件会占用多个block，文件读取效率会降低。 若文件很小，而block又大，则block剩下的空间将会被浪费，磁盘利用率会降低。

df -h 查看的就是 block 占用情况

四、superblock（超级块）

记录整个分区整体信息：inode 总数、block 总数、已使用数量、空闲数量。 一旦超级块损坏，分区无法正常挂载访问数据。ext4 会保存多份超级块备份，防止损坏。

stat 命令：查看文件详细信息

touch /tmp/file stat /tmp/file - Atime：打开查看文件就更新 - Mtime：修改文件里面内容才更新 - Ctime：改权限、改名、创建硬链接、修改内容都会更新

五、文件读取流程

首先，系统找到这个文件名对应的inode号码；
其次，通过inode号码，获取inode信息；
最后，根据inode信息，找到文件数据所在的block，读出数据

六、软链接 & 硬链接

1、基础命令

# 硬链接
ln 源文件 硬链接名

# 软链接
ln -s 源文件 软链接名

2、硬链接（保存文件，备份）

源文件和硬链接是同一个inode，删除源文件，链接仍然可以使用，修改任意一个硬链接文件内容，所有同名 inode 文件同步变化

link count:每新建一个硬 链接，计数 + 1；删除一个文件名，计数 - 1；计数为 0 时，数据才真正被释放。

❌ 误区：硬链接是复制文件 ✅ 正解：不复制数据，只是多一个入口文件名，不额外占用磁盘空间（不计数据块，仅占用目录项）

3、软链接

独立小文件，里面存放源文件路径，拥有自己独立 inode，内容只是一串路径字符串，类似于快捷方式，删除源文件，链接不可以使用

💡硬链接绑定 inode，不能跨分区；软链接只记路径，支持跨分区

💡硬链接删源文件没事；软链接删源文件直接报废

七、RAID磁盘阵列

常见基础类型：RAID0、RAID1、RAID5、RAID6、RAID10、RAID01

1、RAID0，只求速度，毫无备份

  • 原理：数据拆分分散存到多块硬盘
  • 优点：读写速度最快，磁盘空间 100% 全部利用
  • 缺点：没有任何备份，坏任意一块盘，所有数据全部丢失

2、RAID1，纯备份

  • 原理：两块硬盘存一模一样的数据，互为备份
  • 优点：安全性高，坏一块盘数据还在
  • 缺点：空间只能用一半，成本高

3、RAID5

  • 原理：至少 3 块盘，数据 + 校验信息分散存放
  • 优点：有数据冗余，空间利用率比 RAID1 高
  • 缺点：最多只能坏 1 块盘；重建硬盘时风险极高，重建期间再坏一块盘，数据全部丢失；大量随机写入性能一般

4、RAID6

  • 原理：至少 4 块盘，保存两份独立校验信息
  • 优点：最多允许同时坏 2 块硬盘，比 RAID5 更安全
  • 缺点：校验计算开销大，读写速度偏弱；空间损耗比 RAID5 多
  • 适合：大容量硬盘、对数据安全要求较高的存储

5、RAID10

  • 原理：先做镜像，再做条带。至少 4 块硬盘
  • 优点：速度快、容错能力强；只要不是同一组镜像两块盘同时损坏，数据安全
  • 缺点：空间只能使用 50%，一半硬盘用来备份
  • 适合：数据库、业务服务器，兼顾性能与数据安全

6、RAID01

  • 原理：先条带、再镜像。至少 4 块硬盘
  • 优点：读写速度快
  • 缺点：容错很差，如果一组条带内坏一块盘，整组失效；更容易全盘故障