最近磁盘总是写不上数据，查看磁盘空间（df -h）发现空间只用了47%，查看磁盘inode（df -hi）发现100%已经用完了，磁盘是nfs协议外挂的。

[root@localhost mimvp]# df -h
Filesystem            Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sda2              30G   21G  7.2G  75% /
tmpfs                 7.8G     0  7.8G   0% /dev/shm
/dev/sda1            1008M   81M  876M   9% /boot
/dev/sda5             229G  200M  217G   1% /data
/dev/sdb               31T   21T  9.4T  69% /data1
/dev/vol/vol5            48T   23T   26T  47% /mnt/vol5
/dev/vol/vol6            48T   34T   14T  72% /mnt/vol6
/dev/vol/vol7            48T   47T  1.5T  98% /mnt/vol7
/dev/vol/vol8            48T   45T  2.8T  95% /mnt/vol8
[root@localhost mimvp]# 
[root@localhost mimvp]# df -hi
Filesystem           Inodes IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sda2              1.9M  115K  1.8M    6% /
tmpfs                  2.0M     1  2.0M    1% /dev/shm
/dev/sda1               64K    44   64K    1% /boot
/dev/sda5               15M   160   15M    1% /data
/dev/sdb               6.1G   27M  6.0G    1% /data1
/dev/vol/vol5            31M   31M     0  100% /mnt/vol5
/dev/vol/vol6            525M   47M  478M    9% /mnt/vol6
/dev/vol/vol7            122M   70M   53M   58% /mnt/vol7
/dev/vol/vol8            525M   71M  454M   14% /mnt/vol8
[root@localhost mimvp]# 
[root@localhost mimvp]# df -T
Filesystem           Type    1K-blocks        Used   Available Use% Mounted on
/dev/sda2            ext4     30963708    21850404     7540440  75% /
tmpfs                tmpfs     8140468           0     8140468   0% /dev/shm
/dev/sda1            ext4      1032088       82704      896956   9% /boot
/dev/sda5            ext4    239321672      203792   226961056   1% /data
/dev/sdb             xfs   32224847872 22152264464 10072583408  69% /data1
/dev/vol/vol5         nfs   51002736640 23938776896 27063959744  47% /mnt/vol5
/dev/vol/vol6         nfs   51002736640 36415490048 14587246592  72% /mnt/vol6
/dev/vol/vol7         nfs   51002736640 49493112704  1509623936  98% /mnt/vol7
/dev/vol/vol8         nfs   51002736640 48044521024  2958215616  95% /mnt/vol8

原因分析

ext3格式的磁盘inode空间只有几百K，如果存储太多的小文件，会导致空间不足无法再创建新的文件。

解决方案

使用xfs的磁盘格式，可增加inode大小

执行步骤

1.  安装 xfsprogs-2.9.4-1.el5.centos.x86_64.rpm   

 rpm -ivh http://mirror.centos.org/centos/5/extras/x86_64/RPMS/xfsprogs-2.9.4-1.el5.centos.x86_64.rpm

2.   将挂载磁盘空间数据备份，并将该磁盘卸载：

       umount /data

       如果失败，执行以下命令查看使用/data文件的所有进程：

       lsof |grep /data

       执行以下命令将进程杀死：

       lsof | grep /data | awk -F" " '{print $2}' | xargs kill

3.   执行以下命令将磁盘格式化为xfs

       mkfs.xfs  -f  /dev/xvdb

4.   修改/etc/fstab，将挂载磁盘的格式由ext3改为xfs

      vim  /etc/fstab

5.   重新挂载磁盘

        mount -a

一、inode是什么？

理解inode（"索引节点"），要从文件储存说起。

文件储存在硬盘上，硬盘的最小存储单位叫做"扇区"（Sector），每个扇区储存512字节，相当于0.5KB

操作系统读取硬盘的时候，不会一个一个扇区地读取，这样效率太低，而是一次性连续读取多个扇区，即一次性读取一个"块"（block）。这种由多个扇区组成的"块"，是文件存取的最小单位。"块"的大小，最常见的是4KB，即连续八个 sector组成一个 block。

文件数据都储存在"块"中，那么很显然，我们还必须找到一个地方储存文件的元信息，比如文件的创建者、文件的创建日期、文件的大小等等。这种储存文件元信息的区域就叫做inode，中文译名为"索引节点"。

二、inode的内容

inode包含文件的元信息，具体有以下内容：

[root@localhost mimvp]# ll /mnt/vol5/downvideo/index.m3u8 
-rw-r--r-- 1 root root 322 Apr 28 18:38 /mnt/vol5/downvideo/index.m3u8

* 文件的字节数 （322）

* 文件拥有者的User ID （root）

* 文件的Group ID （root）

* 文件的读、写、执行权限（-rw-r--r--）

* 文件的时间戳（Apr 28 18:38），共有三个：

1） ctime指inode创建时间，

2） mtime指文件内容上一次修改的时间，

3） atime指文件最后一次访问的时间。

* 链接数，即有多少文件名指向这个inode（1）

* 文件数据block的位置（/mnt/vol5/downvideo/index.m3u8）

可以用stat命令，查看某个文件的inode信息：

[root@localhost mimvp]# stat /mnt/vol5/downvideo/index.m3u8 
  File: `/mnt/vol5/downvideo/index.m3u8'
  Size: 322           Blocks: 8          IO Block: 65536  regular file
Device: 14h/20d    Inode: 27851925    Links: 1
Access: (0644/-rw-r--r--)  Uid: (    0/    root)   Gid: (    0/    root)
Access: 2015-04-28 18:38:18.001531000 +0800
Modify: 2015-04-28 18:38:20.803524000 +0800
Change: 2015-04-28 18:38:20.803524000 +0800

总之，除了文件名以外的所有文件信息，都存在inode之中。

至于为什么没有文件名，下文会有详细解释。

三、inode的大小

inode也会消耗硬盘空间，所以硬盘格式化的时候，操作系统自动将硬盘分成两个区域。

一个是数据区，存放文件数据；

一个是inode区（inode table），存放inode所包含的元信息。

每个inode节点的大小，一般是128字节或256字节。

inode节点的总数，在格式化时就给定，一般是每1KB或每2KB就设置一个inode。假定在一块1GB的硬盘中，每个inode节点的大小为128字节，每1KB就设置一个inode，那么inode table的大小就会达到128MB，占整块硬盘的12.8%。

查看所有硬盘分区的inode总数和已经使用的数量，可以使用df命令：

df  -i

查看每个inode节点的大小，可以用如下命令：

sudo dumpe2fs -h /dev/hda | grep "Inode size"

由于每个文件都必须有一个inode，因此有可能在硬盘还未存满的情况，发生inode已经用光，导致无法在硬盘上创建新文件（无法写入数据）。

四、inode号码

每个inode都有一个号码，操作系统用inode号码来识别不同的文件。

这里值得重复一遍，Unix/Linux系统内部不使用文件名，而使用inode号码来识别文件。

对于系统来说，文件名只是inode号码便于识别的别称或者绰号。表面上，用户通过文件名，打开文件。实际上，系统内部这个过程分成三步：

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。

使用命令ls -i ，可以看到文件名对应的inode号码（27851925）：

[root@localhost mimvp]# ls -i /mnt/vol5/downvideo/index.m3u8
27851925 /mnt/vol5/downvideo/index.m3u8

五、目录文件

Unix/Linux系统中，目录（directory）也是一种文件。

打开目录，实际上就是打开目录文件。

目录文件的结构非常简单，就是一系列目录项（dirent）的列表。

每个目录项，由两部分组成：所包含文件的文件名，以及该文件名对应的inode号码。

ls 命令只列出目录文件中的所有文件名：

[root@localhost mimvp]# ls /etc/*.conf
/etc/asound.conf
/etc/dracut.conf
/etc/gai.conf
/etc/grub.conf
/etc/gssapi_mech.conf
/etc/hba.conf
/etc/host.conf

ls -i 命令列出整个目录文件，即文件名和inode号码：

[root@localhost mimvp]# ls -i /etc/*.conf
655613 /etc/asound.conf
656041 /etc/dracut.conf
656682 /etc/gai.conf
656700 /etc/grub.conf
656787 /etc/gssapi_mech.conf
524309 /etc/hba.conf
655392 /etc/host.conf

如果要查看文件的详细信息，就必须根据inode号码，访问inode节点，读取信息。

ls -l 命令列出文件的详细信息

[root@localhost mimvp]# ls -l /etc/*.conf
-rw-r--r--. 1 root root  148 May 15  2009 /etc/asound.conf
-rw-r--r--  1 root root  519 Apr 29 18:20 /etc/dracut.conf
-rw-r--r--  1 root root    0 May 27 22:06 /etc/gai.conf
lrwxrwxrwx. 1 root root   22 Dec  4  2014 /etc/grub.conf -> ../boot/grub/grub.conf
-rw-r--r--  1 root root  801 Jul 19  2011 /etc/gssapi_mech.conf
-r-x------  1 root root  847 Jun 12 23:07 /etc/hba.conf
-rw-r--r--  1 root root    9 Oct  2  2013 /etc/host.conf

六、硬链接

一般情况下，文件名和inode号码是"一一对应"关系，每个inode号码对应一个文件名。

但是，Unix/Linux系统允许，多个文件名指向同一个inode号码。

这意味着，可以用不同的文件名访问同样的内容；对文件内容进行修改，会影响到所有文件名；但是，删除一个文件名，不影响另一个文件名的访问。这种情况就被称为"硬链接"（hard link）。

ln命令可以创建硬链接：

ln 源文件 目标文件

运行上面这条命令以后，源文件与目标文件的inode号码相同，都指向同一个inode。inode信息中有一项叫做"链接数"，记录指向该inode的文件名总数，这时就会增加1。反过来，删除一个文件名，就会使得inode节点中的"链接数"减1。当这个值减到0，表明没有文件名指向这个inode，系统就会回收这个inode号码，以及其所对应block区域。

这里顺便说一下目录文件的"链接数"。

创建目录时，默认会生成两个目录项："."和".."。前者的inode号码就是当前目录的inode号码，等同于当前目录的"硬链接"；后者的inode号码就是当前目录的父目录的inode号码，等同于父目录的"硬链接"。所以，任何一个目录的"硬链接"总数，总是等于2加上它的子目录总数（含隐藏目录）,这里的2是父目录对其的“硬链接”和当前目录下的".硬链接“。

七、软链接

除了硬链接以外，还有一种特殊情况。文件A和文件B的inode号码虽然不一样，但是文件A的内容是文件B的路径。读取文件A时，系统会自动将访问者导向文件B。因此，无论打开哪一个文件，最终读取的都是文件B。这时，文件A就称为文件B的"软链接"（soft link）或者"符号链接（symbolic link）。

这意味着，文件A依赖于文件B而存在，如果删除了文件B，打开文件A就会报错："No such file or directory"。这是软链接与硬链接最大的不同：文件A指向文件B的文件名，而不是文件B的inode号码，文件B的inode"链接数"不会因此发生变化。

ln -s命令可以创建软链接

ln -s 源文文件或目录 目标文件或目录

八、inode的特殊作用

由于inode号码与文件名分离，这种机制导致了一些Unix/Linux系统特有的现象。

1. 有时，文件名包含特殊字符，无法正常删除。这时，直接删除inode节点，就能起到删除文件的作用。

2. 移动文件或重命名文件，只是改变文件名，不影响inode号码。

3. 打开一个文件以后，系统就以inode号码来识别这个文件，不再考虑文件名。因此，通常来说，系统无法从inode号码得知文件名。

第3点，使得软件更新变得简单，可以在不关闭软件的情况下进行更新，不需要重启。因为系统通过inode号码识别运行中的文件，不通过文件名。更新的时候，新版文件以同样的文件名生成一个新的inode，不会影响到运行中的文件。等到下一次运行这个软件的时候，文件名就自动指向新版文件，旧版文件的inode则被回收。

九、实际问题

在一台配置较低的Linux服务器（内存、硬盘比较小）的/data分区内创建文件时，系统提示磁盘空间不足，用df -h命令查看了一下磁盘使用情况，发现/data分区只使用了66%，还有12G的剩余空间，按理说不会出现这种问题。 后来用df -i查看了一下/data分区的索引节点(inode)，发现已经用满(IUsed=100%)，导致系统无法创建新目录和文件。 

查找原因：

/data/cache目录中存在数量非常多的小字节缓存文件，占用的Block不多，但是占用了大量的inode。 

解决方案：

1、删除/data/cache目录中的部分文件，释放出/data分区的一部分inode。

2、用软连接将空闲分区/opt中的newcache目录连接到/data/cache，使用/opt分区的inode来缓解/data分区inode不足的问题：

ln -s /opt/newcache /data/cache