i-node 실습

0. 들어가기 앞서

리눅스에서 i-node란 무엇이고, 어떤 의미를 갖는지 공부해보고 disk를 직접 mount 하여 i-noded가 full차면 어떤 현상이 발생하는지 알아보자.

 

추가로 linux에 quota라는것도 알아보자.

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1. what is i-node

https://en.wikipedia.org/wiki/Inode

inode - Wikipedia

 

파일 또는 디렉토리와 같은 파일 시스템 개체를 설명하는 Unix 스타일 파일 시스템의 데이터 구조로

각 inode는 객체 데이터의 속성과 디스크 블록 위치를 저장한다.

 

파일 시스템 개체 속성에는 메타데이터(마지막 변경 시간, 액세스, 수정),  소유자 및 권한 데이터가 포함될 수 있다.

 

파일 디스크립터

 

비트	내영
12-15	파일 형식(일반, 디렉터리, 문자 또느 블록 특별, 선입선출 파이프)
9-11	실행 플래그
8	소유자 읽기 허가
7	소유자 쓰기 허가
6	소유자 실행 허가
5	그룹 읽기 허가
4	그룹 쓰기 허가
3	그룹 실행 허가
2	다른 사용자 읽기 허가
1	다른 사용자 쓰기 허가
0	다른 사용자 실행 허가

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2. Why do you call me inode?

2002년에 Unix의 개척자 Dennis Ritchie 에게 질문이 주어졌는데,
그는 다음과 같이 대답했습니다.
"인덱스"가 최선의 추측입니다.

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3. disk mount settings

VM을 종료하고 Vmware Workstation으로 disk를 하나 만들어 준다. 

(ADD → NEXT →  NETX(SCSI) → Create a new Virtual disk →  NEXT → Finish)

 

VM을 부팅하고 다음 명령으로 disk가 잡혀있는지 확인한다.

 

맨위에 Disk /dev/sdb: 21.5GB가 잡혀있으면 정상적으로 disk가 생성된 것을 확인할 수 있다.

fdisk -l
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Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0xd7ed4828

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System

Disk /dev/sda: 107.4 GB, 107374182400 bytes, 209715200 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0x000a0e89

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sda1   *        2048     2099199     1048576   83  Linux
/dev/sda2         2099200   209715199   103808000   8e  Linux LVM

Disk /dev/mapper/centos-root: 53.7 GB, 53687091200 bytes, 104857600 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes


Disk /dev/mapper/centos-swap: 2147 MB, 2147483648 bytes, 4194304 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes


Disk /dev/mapper/centos-home: 50.5 GB, 50457477120 bytes, 98549760 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes

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4. fdisk + /etc/fstab setting

fdisk로 파티션을 나눠도 되고, /etc/fstab에 등록해서 시스템 재부팅후에도 볼륨이 잡히게 설정할 수 있다.

 

먼저 fdisk를 통해 파티션을 나눠본다. 명령어를 모르면 'help' or 'm'을 입력하면 친절하게 볼 수 있다.

root@kube-master /dev # fdisk /dev/sdb
Welcome to fdisk (util-linux 2.23.2).

Changes will remain in memory only, until you decide to write them.
Be careful before using the write command.


Command (m for help): m
Command action
   a   toggle a bootable flag
   b   edit bsd disklabel
   c   toggle the dos compatibility flag
   d   delete a partition
   g   create a new empty GPT partition table
   G   create an IRIX (SGI) partition table
   l   list known partition types
   m   print this menu
   n   add a new partition
   o   create a new empty DOS partition table
   p   print the partition table
   q   quit without saving changes
   s   create a new empty Sun disklabel
   t   change a partitions system id
   u   change display/entry units
   v   verify the partition table
   w   write table to disk and exit
   x   extra functionality (experts only)

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우리는 새로운 파티션 테이블을 만드므로 'n'을 눌러준다

Command (m for help): n
Partition type:
   p   primary (0 primary, 0 extended, 4 free)
   e   extended
Select (default p):

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기본값으로 primary로 선택이니까 'p'를 누른다.

Select (default p): p
Partition number (1-4, default 1):

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파티션 넘버를 지정하는것데 default로 설정한다.

 

나머지도 전부 기본값으로 enter를 누르고 마지막으로 'w'를 눌러 저장해준다.

Partition number (1-4, default 1):
First sector (2048-41943039, default 2048):
Using default value 2048
Last sector, +sectors or +size{K,M,G} (2048-41943039, default 41943039):
Using default value 41943039
Partition 1 of type Linux and of size 20 GiB is set

Command (m for help): w
The partition table has been altered!

Calling ioctl() to re-read partition table.
Syncing disks.

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다시 fdisk를 눌러보면 /dev/sdb1 파티션이 생긴것을 알 수 있다.

Disk /dev/sdb: 21.5 GB, 21474836480 bytes, 41943040 sectors
Units = sectors of 1 * 512 = 512 bytes
Sector size (logical/physical): 512 bytes / 512 bytes
I/O size (minimum/optimal): 512 bytes / 512 bytes
Disk label type: dos
Disk identifier: 0xd7ed4828

   Device Boot      Start         End      Blocks   Id  System
/dev/sdb1            2048    41943039    20970496   83  Linux

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이제 /etc/fstab에 설정을 넣어 영구적으로 mount 시킨다.

mkdir test

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가장 아래줄에 /dev/sdb1를 /root/test라는 디렉토리에 ext3 파일형식으로 default권한을 가지며 0 0으로 설정한다.

# /etc/fstab
# Created by anaconda on Thu Jan  6 20:25:53 2022
#
# Accessible filesystems, by reference, are maintained under '/dev/disk'
# See man pages fstab(5), findfs(8), mount(8) and/or blkid(8) for more info
#
/dev/mapper/centos-root /                       xfs     defaults        0 0
UUID=17d50087-d7ed-498b-a2e6-1935762aaaa1 /boot                   xfs     defaults        0 0
/dev/mapper/centos-home /home                   xfs     defaults        0 0
#/dev/mapper/centos-swap swap                    swap    defaults        0 0o
/dev/sdb1       /root/test      ext3    defaults        0 0


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mkfs.ext3 /dev/sdb1

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/etc/fstab에 관한 더 자세한 설명은 아래의 블로그에서 볼 수 있다.

https://storyerp.tistory.com/41

리눅스 /etc/fstab 설정

 

설정이 끝났으면 아래의 명령으로 저장한다.

mount -a

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df -h 명령으로 mount 된 것을 확인할 수 있다.

root@kube-master ~ # df -h
/dev/sdb1                 20G   45M   19G   1% /root/test

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df -i 명령으로 해당 파일시스템에서 inode 총 개수를 알 수 있다.

 

사용가능한 inode개수는 130만개....쉘 스크립트를 짜서 충족시켜본다.

root@kube-master ~ # df -i test/
Filesystem      Inodes IUsed   IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1      1310720    11 1310709    1% /root/test

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5. shell script를 통한 i-node pull test

열심히 i-node 만드는중.....

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조금만 기다리면 IFree가 0 인것을 알 수 있다.

root@kube-master ~ # df -i ./test
Filesystem     Inodes  IUsed IFree IUse% Mounted on
/dev/sdb1      110080 110080     0  100% /root/test

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disk 사용량은 아직 널널하다.

root@kube-master ~ # df -h /dev/sdb1
Filesystem      Size  Used Avail Use% Mounted on
/dev/sdb1        20G   48M   19G   1% /root/test

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이상태에서 만약 파일을 만들려고하면 어떻게 될까?

root@kube-master ~/test # touch test
touch: cannot touch ‘test’: No space left on device

당연하게도 만들 수 없다. 'No space left on device', 즉 device에 남는 공간이 없다는 뜻인데 disk 사용량은 충분하다.

 

리눅스에서는 disk 사용량도 중요하지만, 파일을 만들 때 i-node라고 하는 블록의 개수도 중요하다는 것을 알 수 있다.

 

만약 여러분이 'No space left on device'와 같은 오류를 보게된다면 'df -i ./'을 쳐서 i-node 개수를 확인해보자.

 

여기서 파일을 만들고 싶으면 당연하게도 안에 있는 파일을 삭제하면 만들 수 있다.

 

안에 존재하는 파일들을 삭제하고 touch로 새로운 파일을 생성하자 만들 수 있었다.

root@kube-master ~/test # touch testfile_inode

root@kube-master ~/test # ls
testfile_inode

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umount를 할 때 다음과 같은 오류가 뜰 수 있는데, 하나의 세션이 /root/test 디렉토리에 접근해 있으면 'target is

 

busy' 라는 오류를 볼 수 있으니, 세션을 확인해서 해당 디렉토리를 빠져나오자.

root@kube-master ~ # umount /root/test
umount: /root/test: target is busy.
        (In some cases useful info about processes that use
         the device is found by lsof(8) or fuser(1))

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