4 Inodes

Inodes spielen eine zentrale Rolle im Linux-Dateisystem, indem sie als fundamentale Datenstrukturen dienen, die detaillierte Informationen über Dateien und Verzeichnisse speichern. Jede Datei oder jedes Verzeichnis innerhalb eines Linux-Dateisystems ist mit einem eindeutigen inode verknüpft, der eine Vielzahl von Metadaten über das Objekt enthält, aber nicht den eigentlichen Dateinamen oder den Dateiinhalt.

4.1 Die Struktur und Funktion von inodes im Linux-Dateisystem

4.1.1 Aufbau und Attribute eines inodes

Ein inode enthält spezifische Metadaten zu einer Datei oder einem Verzeichnis, einschließlich:

• Dateityp: Gibt an, ob das Objekt eine reguläre Datei, ein Verzeichnis, ein Symbolischer Link oder ein anderes Spezialobjekt ist.
• Zugriffsrechte: Definieren die Berechtigungen für das Lesen, Schreiben und Ausführen der Datei für den Eigentümer, die Gruppe und andere Benutzer.
• Eigentümer: Die User-ID (UID) des Eigentümers und die Gruppen-ID (GID) der zugehörigen Gruppe.
• Größe: Die Größe der Datei in Bytes.
• Zeitstempel: Zeitpunkte der letzten Zugriffe und Änderungen, typischerweise einschließlich der Erstellung (ctime), der letzten Modifikation (mtime) und des letzten Zugriffs (atime).
• Link-Zähler: Die Anzahl der Hard-Links, die auf diesen inode verweisen.
• Verweis auf Datenblöcke: Eine Liste von Zeigern, die auf die tatsächlichen Speicherorte der Dateidaten auf dem Datenträger verweisen.

4.1.2 Referenzierung der Datenblöcke durch inodes

Die Struktur eines inodes ermöglicht es, die Speicherorte der Datenblöcke einer Datei zu verwalten. Die Referenzierung erfolgt über direkte und indirekte Zeiger:

• Direkte Zeiger: Ein Teil der Zeiger in einem inode verweist direkt auf Datenblöcke. Diese direkten Zeiger ermöglichen einen schnellen Zugriff auf die Dateidaten für kleinere Dateien.
• Indirekte Zeiger: Für größere Dateien reichen die direkten Zeiger nicht aus, um alle Datenblöcke zu referenzieren. In solchen Fällen werden indirekte Zeiger verwendet, die auf weitere Blöcke verweisen, die ihrerseits Zeiger auf tatsächliche Datenblöcke enthalten. Es gibt verschiedene Stufen von indirekten Zeigern: einfach indirekt, doppelt indirekt und dreifach indirekt, die eine effiziente Verwaltung von Dateien verschiedener Größen ermöglichen.

4.1.3 Attribute Inodes

In Linux können Inodes verschiedene Attribute enthalten, die zusätzliche Informationen über eine Datei oder ein Verzeichnis bereitstellen.

4.1.3.1 Attribute eines Inodes:

1. Dateigröße: Gibt die Größe der Datei in Bytes an.

2. Berechtigungen: Bestimmen, wer auf die Datei zugreifen, sie lesen, schreiben oder ausführen kann.

3. Besitzer und Gruppe: Zeigen an, welcher Benutzer die Datei besitzt und welcher Gruppe sie zugeordnet ist.

4. Zeitstempel: Enthält Informationen über die Erstellungszeit, die letzte Änderungszeit und die letzte Zugriffszeit der Datei.

5. Typ und Modus: Bestimmen den Typ der Datei (z. B. reguläre Datei, Verzeichnis, Symbolischer Link) und den Zugriffsmodus.

6. Verweisanzahl: Gibt an, wie viele Verzeichniseinträge auf diesen Inode verweisen.

7. Speicherort: Zeigt den physischen Speicherort der Datei auf der Festplatte an.

8. Dateisystemspezifische Attribute: Können je nach Dateisystem zusätzliche Informationen enthalten, wie z. B. Blockgröße, Attributflags usw.

Diese Attribute werden vom Betriebssystem verwendet, um den Zugriff auf Dateien und Verzeichnisse zu steuern und um Dateisystemoperationen durchzuführen. Sie können mit verschiedenen Befehlen wie ls -l, stat angezeigt werden.